煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统

1.一种煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统，其特征在于包含服务器、操作终端（1）、环网交换机（2）、防火瓦斯检测器（3）、水文监测器（4）、顶板压力监测器（5），设置在井下的防火瓦斯检测器、水文监测器、顶板压力监测器分别与环网交换机连接，环网交换机通过网络与设置在井上的服务器和操作终端连接。
2.根据权利要求1所述之煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统，其特征在于还设有温度、瓦斯、通风传感器（6），与防火瓦斯检测器（3）连接；设有流量、水位、流速传感器（7），与水文监测器（4）连接；设有顶板压力传感器（8），与顶板压力监测器（5）连接。
3.根据权利要求1或2所述之煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统，其特征在于所说的服务器包括并列设置的数据库服务器（9）、数据采集服务器（10）、管控服务器（11）。

煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统，属于煤矿井下安全技术领域。\n背景技术\n[0002] 我国是世界上重大危险源最严重的国家之一，瓦斯、矿压与顶板、煤尘、水、火等重大危险源因素是影响煤矿安全生产的主要因素。提高煤矿重大危险源预警能力，降低重大危险源事故发生率，提高煤矿整体安全管理水平是当前急需解决的重要课题。目前与煤矿安全生产有关的重大危险源检测、识别及预测、预警的应用情况，存在如下问题：（1）对重大危险源的分类模糊，有必要从本质特征上将危险源加以区分，为安全管理提供正确的理论指导；（2）重大危险源检测覆盖范围窄，以前对煤矿井下重大危险源的检测覆盖范围主要是火、瓦斯和其它有毒有害气体，涉及到水和顶板等重大危险源的在线监测则相对缺乏；\n（3）没有建立多专业、多学科集成的重大危险源检测、识别和预警模型，对检测、监测设备获取的海量数据缺乏综合性的数据挖掘，只是一些基于单一专业的简单分析，多年来，相关方法并没有进一步的创新和集成；（4）没有统一的信息化数据处理平台和网络平台，对相关事故的分析和研究考虑因素较为单一，造成信息无法共享交流、系统操作复杂、预测预报精度低。实际上，与煤矿安全生产有关的数据具有共享的特征，而且对很多安全生产事故的分析和预警必须对不同专业的数据进行综合分析才能得到正确的结果；（5）煤矿井下是一个特殊的工作环境，有瓦斯等易燃、易爆性气体，有硫化氢等腐蚀性气体，环境潮湿、空间狭小、粉尘大，电磁干扰严重、电网电压波动大，恶劣的环境造成了目前矿用传感器的精度低、使用寿命短等现状；（6）数据获取设备的实时在线功能弱，目前，除了对瓦斯数据能够实时获取外，其它诸如对水温、矿压、有害气体等监测数据的实时采集技术还没有得到普遍使用；（7）缺乏与信息化相适应的企业管理制度，煤炭企业的管理模式还是为传统的手工管理模式服务的，无法适应信息化管理的需求，不能充分发挥信息技术快速、准确、实时的优点；（8）数据处理平台及其核心技术没有实质的突破。煤矿信息属于空间信息的范畴，而且不同矿井开采技术条件有或多或少的差异，技术方法和管理模式也有很大的不同，大量的数据也是通过众多的监测监控系统获取的，一般的工控组态软件不是为煤炭行业量身开发，无法满足对煤矿空间信息处理的需求。无法满足煤矿安全生产从数据的采集、传输、分析到决策全过程的需求。这就要求开发煤矿专用的组态软件系统，而且该系统必须具备GIS（地理信息系统）的二维、三维的数据处理功能。 \n实用新型内容\n[0003] 本实用新型的目的在于提供一种煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统，利用网络平台实现各类危险源数据的集成，采集的数据统一保存到实时和历史数据库中，为多种数据之间的关联性分析奠定基础，降低煤矿安全生产事故的发生率，解决背景技术存在的上述问题。\n[0004] 本实用新型的技术方案如下：煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统，包含服务器、操作终端、环网交换机、防火瓦斯检测器、水文监测器、顶板压力监测器，设置在井下的防火瓦斯检测器、水文监测器、顶板压力监测器分别与环网交换机连接，环网交换机通过网络与设置在井上的服务器和操作终端连接。\n[0005] 本实用新型还设有温度、瓦斯、通风传感器，与防火瓦斯检测器连接，将采集的相应信号送入防火瓦斯检测器处理；设有流量、水位、流速传感器，与水文监测器连接，将采集的相应信号送入水文监测器处理；设有顶板压力传感器，与顶板压力监测器连接，将采集的相应信号送入顶板压力监测器处理。\n[0006] 所说的服务器包括并列设置的数据库服务器、数据采集服务器、管控服务器。\n[0007] 使用本实用新型，采集的数据包括温度、瓦斯浓度、水流量、水位、压力等模拟量，通过软件平台对采集的模拟量数据进行存储和分析，在发现异常时通过数据服务器提前发出预警信息。\n[0008] 本实用新型具有如下有益效果：利用网络平台实现了各类危险源数据的集成，采集的数据统一保存到实时和历史数据库中，为多种数据之间的关联性分析奠定了基础；建立了煤矿井下重大危险源的指标评价体系，利用软件平台对数据进行综合识别和评价，通过软件平台的决策支持模块实现水、火、瓦斯和顶板压力的实时集中监测，可提前报告危险状况的预测和预警信息，并通过煤矿专用的GIS系统(地理信息系统)指出危险源发生的位置，为处理事故灾变提供最有效的帮助。\n附图说明\n[0009] 附图1为本实用新型实施例示意图；\n[0010] 图中：操作终端1，环网交换机2，防火瓦斯检测器3，水文监测器4，顶板压力监测器5，温度、瓦斯、通风传感器6，流量、水位、流速传感器7，顶板压力传感器8，数据库服务器\n9，数据采集服务器10，管控服务器11。\n具体实施方式\n[0011] 以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。\n[0012] 在实施例中，煤矿井下重大危险源检测、识别及预测、预警系统，包含服务器、操作终端1、环网交换机2、防火瓦斯检测器3、水文监测器4、顶板压力监测器5，设置在井下的防火瓦斯检测器、水文监测器、顶板压力监测器分别与环网交换机连接，环网交换机通过网络与设置在井上的服务器和操作终端连接。本实施例还设有温度、瓦斯、通风传感器6，与防火瓦斯检测器3连接，将采集的相应信号送入防火瓦斯检测器处理；设有流量、水位、流速传感器7，与水文监测器4连接，将采集的相应信号送入水文监测器处理；设有顶板压力传感器8，与顶板压力监测器5连接，将采集的相应信号送入顶板压力监测器处理。所说的服务器包括并列设置的数据库服务器9、数据采集服务器10、管控服务器11。\n[0013] 本实用新型的网络平台采用了工业以太网交换机模块组成井下工业环网，具备网络冗余功能，井下交换机模块延伸到各个危险源检测位置，通过标准的以太网接口和TCP传输协议采集数据并传输到井上集中监控中心。监控中心部署了数据采集服务器、管控服务器、数据库服务器、操作终端，通过软件系统对数据库中的数据进行分析比对，输出到终端显示屏幕，由操作人员进行相应的处理。\n[0014] 本实用新型对煤矿重大危险源的识别、预警涉及地质、水文、采矿、通风、检测、监测、数学、计算机通讯和网络传输多个方面，通过对种信息综合分析计算达到识别危险源的目的。系统有专业的决策支持模型库，实现井下瓦斯监控系统与通风数值处理系统的数据共享，实现井下通风网络的实时计算和异常诊断。对于已知危险源（如老巷、老窑、突水断层、保安煤柱、陷落柱等）建立预警指标体系；对通过实时识别、分析出得出危险源信息（如冒顶、瓦斯和突水等），实现了信息的快速传输与反馈。使用3DGIS技术，建立了煤矿井下重大危险源识别、预测和预警数据存储及处理平台，利用计算机和以太网通讯技术，实现了实时信息的高速传输。开发了煤矿专用组态软件平台，实现通信组态、数据库组态、表格组态、曲线组态、动画图形组态、真三维图形组态、井下人员定位组态、存储组态、数据处理组态、语音组态、图像组态、预警预案组态。通过以上最新技术的综合运用，实现对水、火、瓦斯、顶板重大危险源的检测、预测和预警。该系统对减少煤矿重大危险源安全事故发生和提高煤矿安全管理水平方面可起到重要作用。