[发明专利]煤矿动力灾害监测报警方法和监测报警系统

权利要求书

1.一种煤矿动力灾害监测报警方法，其特征在于：煤矿动力灾害包括冲击地压、煤与瓦斯突出，所述监测报警方法包括以下步骤：

A1：在煤矿采掘工作面布设监测报警系统，并对系统进行初始化；

A2：实时采集监测区域内的多路监测数据，并分析是否存在疑似冲击地压或煤与瓦斯突出灾害的异常特征、形状异常物体、温度异常物体、异常堆积物体和异常移动物体；

所述形状异常物体的判定过程包括：提取测距装置采集的视频图像中任意相邻帧图像；计算相邻两帧图像的像素差值图像和像素差值变化率图像；求取像素差值图像的灰度平均值M₁和像素差值变化率图像的灰度平均值M₂；当灰度平均值M₁大于阈值M_T1，或灰度平均值M₂大于阈值M_T2时，则判定为存在形状异常物体；

所述温度异常物体的判定过程包括：根据多次测量的场景温度计算对应的温度变化图像和温度变化率图像；提取出温度变化图像中大于温度变化阈值的区域总面积S₁，以及提取出温度变化率图像中大于温度变化率阈值的区域总面积S₂；当区域总面积S₁大于阈值S_T1，或区域总面积S₂大于阈值S_T2时，则判定为存在温度异常物体；

A3：实时诊断监测报警系统中多路监测数据的采集设备，以及数据传输网络中的通信设备，并分析所述设备是否存在工作异常状态；

A4：循环A2～A3，当监测数据中存在部分或全部异常特征，以及存在形状异常物体、温度异常物体、异常堆积物体或异常移动物体，且异常特征持续一定时间时；或当监测数据中存在部分或全部异常特征，以及存在形状异常物体、温度异常物体、异常堆积物体或异常移动物体，且所述设备在短时间内相继出现工作异常状态时；则监测报警系统发出异常警告信号；

A5：当出现异常警告信号后，监测报警系统分析监测区域内的甲烷浓度；当监测区域内的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号；当监测区域内的甲烷浓度迅速增高或达到报警值，则发出煤与瓦斯突出报警信号；

所述异常移动物体的判定过程包括：利用测距装置对监测区域内物体进行测距，并计算连续n次测距后某一物体距离的方差Δd，当Δdd₀时，则判定该物体为移动物体，d₀为物体移动阈值；当某一物体为移动物体时，通过公式计算该物体的移动速度，通过公式计算该物体的移动加速度；如果移动速度vv₀，或v’v’₀时，判定存在异常移动物体；d_aver为连续n次测距的物体距离平均值，d_i为第i次测距的物体距离，d_i-1为第i-1次测距的物体距离；Δs为连续两次测距的间隔时间，v为物体的移动速度，v’为物体的移动加速度，v_i为物体在第i次测距后的移动速度，v_i-1为物体在第i-1次测距后的移动速度，v₀为移动速度阈值，v’₀为加速度阈值。

2.如权利要求1所述的煤矿动力灾害监测报警方法，其特征在于：异常特征包括：声音强度和频率超过设定阈值，震动信号的能量和频率变化超过设定阈值，空气压力超过设定阈值，巷道风向逆转，巷道风速超过设定阈值，甲烷浓度超过设定阈值，粉尘浓度超过设定阈值。

3.如权利要求1所述的煤矿动力灾害监测报警方法，其特征在于：监测数据包括：监测区域的场景温度、声音、震动、空气压力、风向、风速、甲烷浓度、粉尘浓度、视频图像和场景深度；工作异常状态包括：采集设备工作过程中的设备异常或故障报警；通信设备的传输链路异常中断，设备异常或故障报警。