[发明专利]基于煤与瓦斯突出孕育发展过程的辨识与跟踪预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，具体是一种基于煤与瓦斯突出孕育发展过程的辨识与跟踪预警系统。

背景技术

煤与瓦斯突出是煤矿下生产过程中发生的一种极其复杂的动力现象，它能在较短的时间内由煤体向巷道或采场突然喷出大量的煤炭及涌出大量瓦斯，并造成一定的，有时是十分巨大的动力效应，它是既瓦斯爆炸之后最严重的瓦斯灾害，是地应力和瓦斯压力共同作用的结果。煤与瓦斯突出是目前煤矿威胁重大的事故之一，一直以来，国内外煤界投入了大量人力、物力和财力用于防治煤与瓦斯突出研究。通过以往突出案例数据分析可以发现，煤与瓦斯突出孕育过程中，瓦斯涌出通常会表现出异常的变化趋势，若能建立符合实际的突出前瓦斯涌出异常的变化趋势数学模型和辨识系统，则可将其用于突出预警预报，将事故消除在孕育过程中。目前，我国高瓦斯矿井基本上都装备了瓦斯安全监测系统，但功能大多仅限于瓦斯浓度监测和进行浓度超限断电控制。实际上，如果对监测系统监测的瓦斯数据进行深入挖掘和开发，利用监测资料进行瓦斯涌出的趋势分析，实现突出的实时预警和预报是可行的。除此以外，事故预警信息发布后，突出灾害是否会发生和扩大化将直接取决于组织管理、应急响应和决策水平，对突出发生的事前、事中、事后各个环节进行有效组织管理，可及时阻止不良发展趋势，使生产状态尽快步入良性轨道。因此，建立煤与瓦斯突出早期辨识与实时预警决策支持系统，对于煤与瓦斯突出防控水平的提高，保障煤矿安全生产，具有显著的社会和经济效益。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于煤与瓦斯突出孕育发展过程的辨识与跟踪预警系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于煤与瓦斯突出孕育发展过程的辨识与跟踪预警系统，其特征在于，包括：监控系统数据服务器，用于实时读取煤矿安全监控系统瓦斯浓度实时监控数据信息；交换机，用于实现监控数据转换与传送；预警系统数据服务器，用于从监控系统数据服务器读取瓦斯浓度数据按预定程序进行数据处理，包括指标计算、指标等级判断和工作面预警等级判断、绘图参数计算，分别保存在数据文件和数据库中，供客户终端调用；路由器，连接局域网；局域网；超级终端，进行预警指标信息数据录入；客户终端，从局域网接收服务器端有关预警的实时和动态数据，经系统软件处理后，实现与瓦斯突出有关预警信息，包括文字、图形和表格的浏览；其中，监控系统数据服务器、交换机、预警系统数据服务器位于监控中心局域网，局域网、超级终端和客户终端位于矿区整体局域网。

本系统采用分布式计算模式，预警系统服务器端从监测系统服务器端读取瓦斯浓度数据，进行指标计算、指标等级判别和工作面等级判别，客户端则从预警系统服务器端读取处理后的指标、等级判别数据，进行绘图、预警信息表生成和显示。

所述预警指标体系包括：实时指标，包括等效瓦斯浓度、等效瓦斯浓度波动率、等效瓦斯浓度变值频率增值、均值线、浓度增幅，反映瓦斯涌出异常的本质和现象；现场观感指标，包括打钻异常、应力异常、地质构造、煤层变化、工艺、应力集中、其它动力现象：实测和基础指标，包括钻屑量、钻孔瓦斯涌出初速度、煤层基础信息，反映煤层和瓦斯地质异常。

所述预警指标和工作面突出预警等级按严重情况分不同等级，预警系统信息按不同预警等级发布。

工作面预警等级分为关注、提醒、报警和响应级别，预警系统信息通过声音报警、屏幕显示和短信发送相结合，发送对象则按预警等级分类。

所述预警系统信息流程包括以下步骤：

(1)人工录入现场动态信息和预测指标信息；

(2)获取瓦斯监测系统瓦斯浓度数据，结合事先录入的动态信息和预测指标信息，通过预警指标体系判断瓦斯突出指标是否存在异常；

(3)如果瓦斯突出指标存在异常，采用预警信息分级发布策略，即根据相应的预警响应等级向预定人群发出预警信息；

(4)预警信息分级处置，即根据预警等级启动相应等级的应急预案，利用局域网和电话通知分管领导、分管科室、调度室和队调度室等，参照决策支持指南，制定事故处理措施。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、本发明采用C/S模式，分服务器端、超级终端和客户终端，采用分布式计算模式，各模块具有不同分工，且在局域网范围内，授权人员可随时登陆客户端查看系统运行信息，为决策提供参考。大大提高了系统运行效率、信息覆盖范围，为事故的及时处理和决策奠定了基础。