一種基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，儲(chǔ)存處理模塊用于將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過整理，與預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)的閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警信息；同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息以及預(yù)警信息存儲(chǔ)于服務(wù)器中；指數(shù)分析模塊用于將彈性能量數(shù)據(jù)折算成彈性能量指數(shù)，沖擊能量數(shù)據(jù)折算成沖擊能量指數(shù)，彎曲能量數(shù)據(jù)折算成彎曲能量指數(shù)；數(shù)據(jù)顯示模塊用于將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息以及預(yù)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至顯示屏、電腦終端、移動(dòng)終端。從災(zāi)害客觀危險(xiǎn)性、預(yù)防措施缺陷及管理缺陷等方面構(gòu)建預(yù)警指標(biāo)、判識(shí)分析模型及預(yù)警系統(tǒng)，從過程進(jìn)行精細(xì)化、實(shí)時(shí)化及智能化管理和災(zāi)害預(yù)警。
【專利說明】
一種基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及煤礦瓦斯防治領(lǐng)域，尤其涉及一種基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]從能源需求角度看，我國(guó)以煤炭為主的能源格局短時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變，煤炭比重較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將保持在50%左右，且煤炭開采95%左右以地下井工開采為主。目前，煤炭開采以每年10?20m的速度向深部延伸，深部開采在中東部已逐漸成為常態(tài)，并帶來了新的煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害問題。我國(guó)礦井煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害最典型的兩種表現(xiàn)形式為煤與瓦斯突出和沖擊地壓，但中東部含瓦斯煤巖動(dòng)力災(zāi)害表現(xiàn)出一種具有沖擊傾向性和突出危險(xiǎn)性的雙重動(dòng)力學(xué)特性，由淺部單一、獨(dú)立的沖擊地壓或煤與瓦斯突出轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合型，煤巖各種動(dòng)力災(zāi)害之間的相互作用加強(qiáng)，煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害特征變得復(fù)雜和多樣，并已成為煤礦一種主要的、新型的安全危害。復(fù)合型煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害在孕育、激發(fā)、發(fā)展等過程中，多種因素相互交織， 相互誘發(fā)、強(qiáng)化，使得發(fā)生的條件更低，災(zāi)害強(qiáng)度更大、致災(zāi)程度更嚴(yán)重，使得發(fā)生機(jī)理更為復(fù)雜，預(yù)測(cè)、預(yù)警及防治更難。但復(fù)合型煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警預(yù)防方面目前只是進(jìn)行了初步研究或機(jī)械的采用煤與瓦斯突出和沖擊地壓的預(yù)警預(yù)防技術(shù)，尚未形成自己獨(dú)立的預(yù)警預(yù)防技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，包括:預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊、數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、服務(wù)器；所述預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊用于設(shè)置采掘生產(chǎn)過程中的煤礦井下煤體應(yīng)力值、瓦斯?jié)舛软敯鍓毫χ?、聲發(fā)射能量與振幅，電磁輻射強(qiáng)度與脈沖值，微震區(qū)域能量，震級(jí)與事件數(shù)據(jù)，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)，彈性能量數(shù)據(jù)的預(yù)警值范圍；所述數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊用于將預(yù)警區(qū)域劃分為無沖擊危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)三倍距離的無危險(xiǎn)區(qū)、卡鉆危險(xiǎn)區(qū)、噴孔危險(xiǎn)區(qū)、響煤炮危險(xiǎn)區(qū)；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分區(qū)域的煤礦井下煤體應(yīng)力值、 瓦斯?jié)舛软敯鍓毫χ?、聲發(fā)射能量與振幅，電磁輻射強(qiáng)度與脈沖值，微震區(qū)域能量，震級(jí)與事件數(shù)據(jù)，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)，彈性能量數(shù)據(jù)，并上傳至服務(wù)器；所述服務(wù)器包括:儲(chǔ)存處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、指數(shù)分析模塊；所述儲(chǔ)存處理模塊用于將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過整理，與預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)的閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警信息；同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息以及預(yù)警信息存儲(chǔ)于服務(wù)器中；所述指數(shù)分析模塊用于將彈性能量數(shù)據(jù)折算成彈性能量指數(shù)，沖擊能量數(shù)據(jù)折算成沖擊能量指數(shù)，彎曲能量數(shù)據(jù)折算成彎曲能量指數(shù)；所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息以及預(yù)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至顯示屏、電腦終端、移動(dòng)終端。
[0004]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括:以工作面煤體應(yīng)力變化信號(hào)為基礎(chǔ)的煤體應(yīng)力傳感器、以工作面瓦斯涌出濃度變化信號(hào)為基礎(chǔ)的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)傳感器、能反映工作面頂板壓力變化為基礎(chǔ)的頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、能反映工作面煤巖體破裂聲信號(hào)變化為基礎(chǔ)的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)傳感器、能反映工作面煤巖體破裂電磁輻射變化為基礎(chǔ)的電磁輻射監(jiān)測(cè)裝置、能反映工作面煤巖體破裂微震事件變化為基礎(chǔ)的微震監(jiān)測(cè)傳感器，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，彈性能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，沖擊能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，單軸抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，彎曲能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置。
[0005]優(yōu)選地，所述服務(wù)器包括:地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫、瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊、圖紙編輯模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊、煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊、煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊；地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)；瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)；瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊用于維護(hù)和分析現(xiàn)場(chǎng)井下地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)和地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)； 并根據(jù)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法，進(jìn)行工作面的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果以曲線的形式顯示，并對(duì)工作面瓦斯涌出超限進(jìn)行預(yù)警，分析工作面涌出超限原因，提供治理措施；圖紙編輯模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分的區(qū)域形成地理圖形，并為用戶提供修改以及錄入功能，將地理圖形數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于儲(chǔ)存處理模塊；數(shù)據(jù)維護(hù)模塊用于對(duì)煤層參數(shù)、瓦斯參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造參數(shù)、瓦斯抽采鉆孔信息的維護(hù)功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫中，可實(shí)現(xiàn)多部門信息共享；煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊用于維護(hù)和動(dòng)態(tài)分析地理圖形中各類等值線數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)層開分析、突出危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)測(cè)和瓦斯地質(zhì)信息查詢功能；煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊用于工作面瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、涌出超限預(yù)警分析、超限原因及治理措施智能分析、涌出量的點(diǎn)線查詢。
[0006]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集模塊包括:地面采集裝置和地下采集裝置；所述地下采集裝置包括:以太網(wǎng)傳輸裝置、防爆交換機(jī)、地下監(jiān)控裝置；防爆交換機(jī)通過以太網(wǎng)傳輸裝置與數(shù)據(jù)收發(fā)器連接，地下監(jiān)控裝置通過以太網(wǎng)傳輸裝置與防爆交換機(jī)連接，防爆交換機(jī)用于將地下采集裝置采集的數(shù)據(jù)信息基于無線通信協(xié)議封裝到無線通信數(shù)據(jù)包中傳輸，并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與數(shù)據(jù)獲取的傳感器的建立數(shù)據(jù)編號(hào)；所述地面采集裝置與地下采集裝置通信連接；所述地面采集裝置包括:交換機(jī)及數(shù)據(jù)收發(fā)器；數(shù)據(jù)收發(fā)器通過交換機(jī)與服務(wù)器連接；交換機(jī)用于將防爆交換機(jī)傳輸?shù)臒o線通信數(shù)據(jù)包解包，獲得傳輸數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)獲取傳感器的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)編號(hào)，使數(shù)據(jù)信息與獲取數(shù)據(jù)的傳感器對(duì)應(yīng)，并將數(shù)據(jù)信息上傳至服務(wù)器。
[0007]優(yōu)選地，所述地下監(jiān)控裝置包括:中央處理器、設(shè)置防爆裝置的電源、時(shí)鐘模塊、復(fù)位模塊、聲光報(bào)警裝置、顯示器、存儲(chǔ)器；微震監(jiān)測(cè)傳感器、電磁輻射監(jiān)測(cè)裝置、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)傳感器、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)傳感器、煤體應(yīng)力傳感器、電源、時(shí)鐘裝置、復(fù)位裝置、聲光報(bào)警裝置、顯示器、存儲(chǔ)器分別與中央處理器連接。
[0008]優(yōu)選地，所述服務(wù)器還包括:信息共享平臺(tái)、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)及安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)，各層次之間存在下層為上層服務(wù)并提供交互式接口的關(guān)系，整體建立在硬件平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，通過操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與底層硬件設(shè)施及監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置的交互，將交互信息處理后分布式存儲(chǔ)于安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)，最高層的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)通過不同的功能子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些交互信息的瀏覽和處理，并將控制信息經(jīng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)下發(fā)至操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺(tái)。
[0009]優(yōu)選地，所述服務(wù)器還包括:工作面預(yù)警分析模塊；所述工作面預(yù)警分析模塊用于采用地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)和地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)為工作面和巷道走向的設(shè)計(jì)和安全監(jiān)控系統(tǒng)的建立提供地質(zhì)超前信息依據(jù);對(duì)于已完工作區(qū)域進(jìn)行瞬態(tài)多道面波檢測(cè)，確定圍巖松動(dòng)圈范圍；在對(duì)已完工作區(qū)域檢測(cè)時(shí)，進(jìn)行微地震和爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)和巖體聲波探測(cè)，進(jìn)行微地震精確定位，對(duì)異常狀況及時(shí)預(yù)警和報(bào)警。
[0010]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集模塊還包括:若干個(gè)人體熱釋電紅外傳感器；所述人體熱釋電紅外傳感器對(duì)井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行紅外掃描，并將紅外掃描圖像經(jīng)圖像識(shí)別與轉(zhuǎn)換后傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器接收?qǐng)D像接收，通過對(duì)圖像處理獲取作業(yè)人員在井下的位置。
[0011]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集模塊還包括:攝像機(jī)、視頻分路器、水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置、以太網(wǎng)； 攝像機(jī)、視頻分路器、水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置、視頻服務(wù)器設(shè)置在井下;攝像機(jī)安裝于礦井工作面，攝像機(jī)采集井下現(xiàn)場(chǎng)視頻模擬圖像;水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置包括:處理器、水質(zhì)傳感器、檢測(cè)模塊、存儲(chǔ)模塊、視頻采集模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、電源與時(shí)鐘模塊和隔爆殼;水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置采集巷道排水渠的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，并監(jiān)測(cè)礦井下現(xiàn)場(chǎng)視頻中的突發(fā)且持續(xù)水流，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)出水災(zāi)報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)通過以太網(wǎng)傳輸至服務(wù)器。
[0012]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):采用基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，從災(zāi)害客觀危險(xiǎn)性、預(yù)防措施缺陷及管理缺陷等方面構(gòu)建預(yù)警指標(biāo)、判識(shí)分析模型及預(yù)警系統(tǒng)，從過程進(jìn)行精細(xì)化、實(shí)時(shí)化及智能化管理和災(zāi)害預(yù)警。填補(bǔ)了復(fù)合型煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警技術(shù)缺乏，增強(qiáng)了復(fù)合型煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警預(yù)防，降低了復(fù)合型災(zāi)害發(fā)生危害。【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)的整體示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將運(yùn)用具體的實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明保護(hù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒緦＠械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本專利保護(hù)的范圍。
[0016]本實(shí)施例提供一種基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，如圖1所示，包括:預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊3、數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊4、數(shù)據(jù)采集模塊2、服務(wù)器I;
預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊3用于設(shè)置采掘生產(chǎn)過程中的煤礦井下煤體應(yīng)力值、瓦斯?jié)舛软敯鍓毫χ?、聲發(fā)射能量與振幅，電磁輻射強(qiáng)度與脈沖值，微震區(qū)域能量，震級(jí)與事件數(shù)據(jù)，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)，彈性能量數(shù)據(jù)的預(yù)警值范圍；
數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊4用于將預(yù)警區(qū)域劃分為無沖擊危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)三倍距離的無危險(xiǎn)區(qū)、卡鉆危險(xiǎn)區(qū)、噴孔危險(xiǎn)區(qū)、響煤炮危險(xiǎn)區(qū)；
數(shù)據(jù)采集模塊2用于采集數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分區(qū)域的煤礦井下煤體應(yīng)力值、瓦斯?jié)舛软敯鍓毫χ?、聲發(fā)射能量與振幅，電磁輻射強(qiáng)度與脈沖值，微震區(qū)域能量，震級(jí)與事件數(shù)據(jù)，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)，彈性能量數(shù)據(jù)，并上傳至服務(wù)器；
服務(wù)器I包括:儲(chǔ)存處理模塊5、數(shù)據(jù)顯示模塊6、指數(shù)分析模塊7;
儲(chǔ)存處理模塊5用于將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過整理，與預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)的閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警信息；同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息以及預(yù)警信息存儲(chǔ)于服務(wù)器中；指數(shù)分析模塊7用于將彈性能量數(shù)據(jù)折算成彈性能量指數(shù)，沖擊能量數(shù)據(jù)折算成沖擊能量指數(shù)，彎曲能量數(shù)據(jù)折算成彎曲能量指數(shù);數(shù)據(jù)顯示模塊6用于將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息以及預(yù)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至顯示屏、電腦終端、移動(dòng)終端。
[0017]本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集模塊2包括:以工作面煤體應(yīng)力變化信號(hào)為基礎(chǔ)的煤體應(yīng)力傳感器11、以工作面瓦斯涌出濃度變化信號(hào)為基礎(chǔ)的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)傳感器12、能反映工作面頂板壓力變化為基礎(chǔ)的頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13、能反映工作面煤巖體破裂聲信號(hào)變化為基礎(chǔ)的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)傳感器14、能反映工作面煤巖體破裂電磁輻射變化為基礎(chǔ)的電磁輻射監(jiān)測(cè)裝置15、能反映工作面煤巖體破裂微震事件變化為基礎(chǔ)的微震監(jiān)測(cè)傳感器16，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置17，彈性能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置18，沖擊能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置19，單軸抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置21，彎曲能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置22。
[0018]服務(wù)器I包括:地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫、瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊、圖紙編輯模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊、煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊、煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊；
地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)；瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)；瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊用于維護(hù)和分析現(xiàn)場(chǎng)井下地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)和地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù);并根據(jù)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法，進(jìn)行工作面的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果以曲線的形式顯示，并對(duì)工作面瓦斯涌出超限進(jìn)行預(yù)警，分析工作面涌出超限原因，提供治理措施；圖紙編輯模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分的區(qū)域形成地理圖形，并為用戶提供修改以及錄入功能，將地理圖形數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于儲(chǔ)存處理模塊;數(shù)據(jù)維護(hù)模塊用于對(duì)煤層參數(shù)、瓦斯參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造參數(shù)、瓦斯抽采鉆孔信息的維護(hù)功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫中，可實(shí)現(xiàn)多部門信息共享；煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊用于維護(hù)和動(dòng)態(tài)分析地理圖形中各類等值線數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)層開分析、突出危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)測(cè)和瓦斯地質(zhì)信息查詢功能;煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊用于工作面瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、涌出超限預(yù)警分析、超限原因及治理措施智能分析、涌出量的點(diǎn)線查詢。
[0019]本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集模塊2包括:地面采集裝置和地下采集裝置； 地下采集裝置包括:以太網(wǎng)傳輸裝置、防爆交換機(jī)、地下監(jiān)控裝置；
防爆交換機(jī)通過以太網(wǎng)傳輸裝置與數(shù)據(jù)收發(fā)器連接，地下監(jiān)控裝置通過以太網(wǎng)傳輸裝置與防爆交換機(jī)連接，防爆交換機(jī)用于將地下采集裝置采集的數(shù)據(jù)信息基于無線通信協(xié)議封裝到無線通信數(shù)據(jù)包中傳輸，并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與數(shù)據(jù)獲取的傳感器的建立數(shù)據(jù)編號(hào);地面采集裝置與地下采集裝置通信連接;地面采集裝置包括:交換機(jī)及數(shù)據(jù)收發(fā)器;數(shù)據(jù)收發(fā)器通過交換機(jī)與服務(wù)器連接；
交換機(jī)用于將防爆交換機(jī)傳輸?shù)臒o線通信數(shù)據(jù)包解包，獲得傳輸數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)獲取傳感器的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)編號(hào)，使數(shù)據(jù)信息與獲取數(shù)據(jù)的傳感器對(duì)應(yīng)，并將數(shù)據(jù)信息上傳至服務(wù)器。
[0020]地下監(jiān)控裝置包括:中央處理器、設(shè)置防爆裝置的電源、時(shí)鐘模塊、復(fù)位模塊、聲光報(bào)警裝置、顯示器、存儲(chǔ)器;微震監(jiān)測(cè)傳感器、電磁輻射監(jiān)測(cè)裝置、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)傳感器、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)傳感器、煤體應(yīng)力傳感器、電源、時(shí)鐘裝置、復(fù)位裝置、聲光報(bào)警裝置、顯示器、存儲(chǔ)器分別與中央處理器連接。
[0021]服務(wù)器I還包括:信息共享平臺(tái)、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)及安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)，各層次之間存在下層為上層服務(wù)并提供交互式接口的關(guān)系，整體建立在硬件平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，通過操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與底層硬件設(shè)施及監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置的交互，將交互信息處理后分布式存儲(chǔ)于安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)，最高層的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)通過不同的功能子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些交互信息的瀏覽和處理，并將控制信息經(jīng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)下發(fā)至操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)平臺(tái)。
[0022]服務(wù)器還包括:工作面預(yù)警分析模塊；
工作面預(yù)警分析模塊用于采用地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)和地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)為工作面和巷道走向的設(shè)計(jì)和安全監(jiān)控系統(tǒng)的建立提供地質(zhì)超前信息依據(jù);對(duì)于已完工作區(qū)域進(jìn)行瞬態(tài)多道面波檢測(cè)，確定圍巖松動(dòng)圈范圍；在對(duì)已完工作區(qū)域檢測(cè)時(shí)，進(jìn)行微地震和爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)和巖體聲波探測(cè)，進(jìn)行微地震精確定位，對(duì)異常狀況及時(shí)預(yù)警和報(bào)警。
[0023]數(shù)據(jù)采集模塊還包括:若干個(gè)人體熱釋電紅外傳感器；
所述人體熱釋電紅外傳感器對(duì)井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行紅外掃描，并將紅外掃描圖像經(jīng)圖像識(shí)別與轉(zhuǎn)換后傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器接收?qǐng)D像接收，通過對(duì)圖像處理獲取作業(yè)人員在井下的位置。
[0024]數(shù)據(jù)采集模塊還包括:攝像機(jī)、視頻分路器、水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置、以太網(wǎng)；
攝像機(jī)、視頻分路器、水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置、視頻服務(wù)器設(shè)置在井下;攝像機(jī)安裝于礦井工作面，攝像機(jī)采集井下現(xiàn)場(chǎng)視頻模擬圖像;水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置包括:處理器、水質(zhì)傳感器、檢測(cè)模塊、存儲(chǔ)模塊、視頻采集模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、電源與時(shí)鐘模塊和隔爆殼;水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置采集巷道排水渠的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，并監(jiān)測(cè)礦井下現(xiàn)場(chǎng)視頻中的突發(fā)且持續(xù)水流，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)出水災(zāi)報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)通過以太網(wǎng)傳輸至服務(wù)器。
[0025]基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)是針對(duì)復(fù)合型煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害缺少預(yù)警技術(shù)及系統(tǒng)問題，依據(jù)復(fù)合型煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害獨(dú)特定量發(fā)生條件及預(yù)防措施特點(diǎn)，建立災(zāi)害基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、建立包含瓦斯、應(yīng)力及地質(zhì)等因素的災(zāi)害動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)、地質(zhì)采掘動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)、災(zāi)害預(yù)防措施管理系統(tǒng)、瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)監(jiān)控局部分析系統(tǒng)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將預(yù)警基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器、預(yù)警指標(biāo)判識(shí)分析系統(tǒng)及煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)連接，形成一套復(fù)合型煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害綜合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。
[0026]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參考即可。
[0027]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于，包括:預(yù)警值預(yù)設(shè)模 塊、數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、服務(wù)器；所述預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊用于設(shè)置采掘生產(chǎn)過程中的煤礦井下煤體應(yīng)力值、瓦斯?jié)舛软敯?壓力值、聲發(fā)射能量與振幅，電磁輻射強(qiáng)度與脈沖值，微震區(qū)域能量，震級(jí)與事件數(shù)據(jù)，煤的 動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)，彈性能量數(shù)據(jù)的預(yù)警值范圍；所述數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊用于將預(yù)警區(qū)域劃分為無沖擊危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)三倍距 離的無危險(xiǎn)區(qū)、卡鉆危險(xiǎn)區(qū)、噴孔危險(xiǎn)區(qū)、響煤炮危險(xiǎn)區(qū)；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分區(qū)域的煤礦井下煤體應(yīng)力值、 瓦斯?jié)舛软敯鍓毫χ?、聲發(fā)射能量與振幅，電磁輻射強(qiáng)度與脈沖值，微震區(qū)域能量，震級(jí)與 事件數(shù)據(jù)，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)，彈性能量數(shù)據(jù)，并上傳至服務(wù)器；所述服務(wù)器包括:儲(chǔ)存處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、指數(shù)分析模塊；所述儲(chǔ)存處理模塊用于將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過整理，與預(yù)警值預(yù)設(shè)模塊預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行 比較，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)的閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警信息；同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息 以及預(yù)警信息存儲(chǔ)于服務(wù)器中；所述指數(shù)分析模塊用于將彈性能量數(shù)據(jù)折算成彈性能量指數(shù)，沖擊能量數(shù)據(jù)折算成沖 擊能量指數(shù)，彎曲能量數(shù)據(jù)折算成彎曲能量指數(shù)；所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于將采集的數(shù)據(jù)信息、比對(duì)信息以及預(yù)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 至顯示屏、電腦終端、移動(dòng)終端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括:以工作面煤體應(yīng)力變化信號(hào)為基礎(chǔ)的煤體應(yīng)力傳感器、以工 作面瓦斯涌出濃度變化信號(hào)為基礎(chǔ)的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)傳感器、能反映工作面頂板壓力變化為 基礎(chǔ)的頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、能反映工作面煤巖體破裂聲信號(hào)變化為基礎(chǔ)的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)傳感 器、能反映工作面煤巖體破裂電磁輻射變化為基礎(chǔ)的電磁輻射監(jiān)測(cè)裝置、能反映工作面煤 巖體破裂微震事件變化為基礎(chǔ)的微震監(jiān)測(cè)傳感器，煤的動(dòng)態(tài)破壞事件數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，彈性 能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，沖擊能量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，單軸抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，彎曲能量數(shù)據(jù)監(jiān) 測(cè)裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述服務(wù)器包括:地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫、瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊、圖紙編輯模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊、煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊、煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊；地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)；瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)煤礦瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)；瓦斯動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊用于維護(hù)和分析現(xiàn)場(chǎng)井下地質(zhì)地理信息數(shù)據(jù)和地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)； 并根據(jù)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法，進(jìn)行工作面的瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果以曲線的形式顯示，并對(duì) 工作面瓦斯涌出超限進(jìn)行預(yù)警，分析工作面涌出超限原因，提供治理措施；圖紙編輯模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)采集區(qū)域劃分模塊劃分的區(qū)域形成地理圖形，并為用戶提供 修改以及錄入功能，將地理圖形數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于儲(chǔ)存處理模塊；數(shù)據(jù)維護(hù)模塊用于對(duì)煤層參數(shù)、瓦斯參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造參數(shù)、瓦斯抽采鉆孔信息的維護(hù)功 能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于瓦斯地質(zhì)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)庫中，可實(shí)現(xiàn)多部門信息共享；煤巖瓦斯動(dòng)力分析模塊用于維護(hù)和動(dòng)態(tài)分析地理圖形中各類等值線數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)層開分析、突出危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)測(cè)和瓦斯地質(zhì)信息查詢功能；煤巖瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模塊用于工作面瓦斯涌出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、涌出超限預(yù)警分析、超限 原因及治理措施智能分析、涌出量的點(diǎn)線查詢。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于， 數(shù)據(jù)采集模塊包括:地面采集裝置和地下采集裝置；所述地下采集裝置包括:以太網(wǎng)傳輸裝置、防爆交換機(jī)、地下監(jiān)控裝置；防爆交換機(jī)通過以太網(wǎng)傳輸裝置與數(shù)據(jù)收發(fā)器連接，地下監(jiān)控裝置通過以太網(wǎng)傳輸裝 置與防爆交換機(jī)連接，防爆交換機(jī)用于將地下采集裝置采集的數(shù)據(jù)信息基于無線通信協(xié)議 封裝到無線通信數(shù)據(jù)包中傳輸，并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與數(shù)據(jù)獲取的傳感器的建立數(shù)據(jù)編號(hào)；所述地面采集裝置與地下采集裝置通信連接；所述地面采集裝置包括:交換機(jī)及數(shù)據(jù)收發(fā)器；數(shù)據(jù)收發(fā)器通過交換機(jī)與服務(wù)器連接；交換機(jī)用于將防爆交換機(jī)傳輸?shù)臒o線通信數(shù)據(jù)包解包，獲得傳輸數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)獲取傳感 器的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)編號(hào)，使數(shù)據(jù)信息與獲取數(shù)據(jù)的傳感器對(duì)應(yīng)，并將數(shù)據(jù)信息上傳至服務(wù)器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述地下監(jiān)控裝置包括:中央處理器、設(shè)置防爆裝置的電源、時(shí)鐘模塊、復(fù)位模塊、聲光報(bào)警裝置、顯示器、存儲(chǔ)器；微震監(jiān)測(cè)傳感器、電磁輻射監(jiān)測(cè)裝置、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)傳感器、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)傳感器、煤體 應(yīng)力傳感器、電源、時(shí)鐘裝置、復(fù)位裝置、聲光報(bào)警裝置、顯示器、存儲(chǔ)器分別與中央處理器 連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述服務(wù)器還包括:信息共享平臺(tái)、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)及安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)，各層次之間存在下層為上層服務(wù)并提供交互式接口 的關(guān)系，整體建立在硬件平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，通過操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與底 層硬件設(shè)施及監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置的交互，將交互信息處理后分布式存儲(chǔ)于安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基 礎(chǔ)平臺(tái)，最高層的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)通過不同的功能子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些交互信息 的瀏覽和處理，并將控制信息經(jīng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)下發(fā)至操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)平臺(tái)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器還包括:工作面預(yù)警分析模塊；所述工作面預(yù)警分析模塊用于采用地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)和地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)為工作面和巷 道走向的設(shè)計(jì)和安全監(jiān)控系統(tǒng)的建立提供地質(zhì)超前信息依據(jù);對(duì)于已完工作區(qū)域進(jìn)行瞬態(tài) 多道面波檢測(cè)，確定圍巖松動(dòng)圈范圍；在對(duì)已完工作區(qū)域檢測(cè)時(shí)，進(jìn)行微地震和爆破震動(dòng)監(jiān) 測(cè)和巖體聲波探測(cè)，進(jìn)行微地震精確定位，對(duì)異常狀況及時(shí)預(yù)警和報(bào)警。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于， 數(shù)據(jù)采集模塊還包括:若干個(gè)人體熱釋電紅外傳感器；所述人體熱釋電紅外傳感器對(duì)井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行紅外掃描，并將紅外掃描圖像經(jīng)圖像 識(shí)別與轉(zhuǎn)換后傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器接收?qǐng)D像接收，通過對(duì)圖像處理獲取作業(yè)人員在井下 的位置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地層施工多功能電氣控制預(yù)警通信系統(tǒng)，其特征在于， 數(shù)據(jù)采集模塊還包括:攝像機(jī)、視頻分路器、水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置、以太網(wǎng)；攝像機(jī)、視頻分路器、水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置、視頻服務(wù)器設(shè)置在井下；攝像機(jī)安裝于礦井工作 面，攝像機(jī)采集井下現(xiàn)場(chǎng)視頻模擬圖像;水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置包括:處理器、水質(zhì)傳感器、檢測(cè)模 塊、存儲(chǔ)模塊、視頻采集模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、電源與時(shí)鐘模塊和隔爆殼;水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置采集 巷道排水渠的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，并監(jiān)測(cè)礦井下現(xiàn)場(chǎng)視頻中的突發(fā)且持續(xù)水流，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果 發(fā)出水災(zāi)報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)通過以太網(wǎng)傳輸至服務(wù)器。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK106089304SQ201610610406
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日 公開號(hào)201610610406.0, CN 106089304 A, CN 106089304A, CN 201610610406, CN-A-106089304, CN106089304 A, CN106089304A, CN201610610406, CN201610610406.0
【發(fā)明人】張全起, 楊衛(wèi)國(guó), 夏聰
【申請(qǐng)人】鄒平縣供電公司