[发明专利]煤矿动力灾害监测报警方法和监测报警系统

说明书

本发明公开了一种煤矿动力灾害监测报警方法和监测报警系统。煤矿动力灾害具有短时、猛烈、破坏性强等特点，传统煤矿动力灾害报警系统的准确率难以满足安全生产需要，响应速度慢，极易发生错报和漏报。该系统包括Web服务器、socket服务器、报警装置、通信网络、测距装置，以及各类监测装置；可通过对多路监测装置的监测数据，场景中温度、形状、运动异常特征，设备的工作状态进行综合分析，判定是否出现煤矿动力灾害。该系统全面分析了煤矿采掘工作面发生动力灾害时的多种特征，可准确地判定采掘工作面的动力灾害，进而有效提高救援效率，及时采取相应的施救措施，避免巷道堵塞瓦斯积聚引发瓦斯爆炸等严重事故，避免或减少人员伤亡和财产损失。

技术领域

本发明涉及一种煤矿动力灾害监测报警方法和监测报警系统，该系统涉及冲击地压和煤与瓦斯突出监测、视频图像处理、数字信号处理和矿井通信等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。我国煤矿发生重特大事故中，多数为重特大瓦斯事故，瓦斯事故所造成的伤亡人数也是所有煤矿事故中所占比例最大的。因此，瓦斯事故防治十分重要。

瓦斯事故包括瓦斯爆炸、冲击地压、瓦斯窒息、瓦斯燃烧等事故。为避免或减少冲击地压事故发生，人们提出了多种煤(岩)与瓦斯突出和冲击地压防治方法，在煤矿安全生产工作中发挥着至关重要作用。但已有的煤与瓦斯突出或冲击地压实时监测与报警方法(包括微震、声发射、电磁辐射、热红外辐射等)响应速度慢、误报率和漏报率较高，难以满足企业和国家对煤矿安全生产的实际需要。

煤矿井下的采掘工作面易发生煤与瓦斯突出或冲击地压，当煤与瓦斯突出或冲击地压发生后，易造成工作面现场附近的工作人员被填埋或被困；另外煤与瓦斯突出或冲击地压会造成工作面附近巷道的堵塞，使巷道通风不畅，使瓦斯积聚，易引发瓦斯爆炸。如果能够在第一时间快速、准确地判定煤矿动力灾害的发生区域和灾变情况，快速启动应急预案，并制定有效的被困人员救援方案，及时组织救援人员对堵塞巷道采取处理措施，将有效避免由于瓦斯积聚引发的瓦斯爆炸等事故，有效避免或减少由于瓦斯窒息和瓦斯爆炸造成人员伤亡和财产损失。

发明内容

本发明目的在于提供一种煤矿动力灾害监测报警方法和监测报警系统，可监测煤矿采掘工作面的巷道中，由于煤与瓦斯突出和冲击地压灾害易引起场景温度、声音、震动、空气压力、风向、风速、甲烷浓度、粉尘浓度等监测指标的异常波动，并且煤与瓦斯突出和冲击地压灾害发生时，煤、岩体瞬间抛出产生的异物或附近设备的异常移动，以及冲击破坏力导致的设备工作状态异常、故障等异常情况。此外，通常巷道中煤壁与环境温度相近，而未开采区域深部的温度高于煤壁和环境温度，当发生煤矿动力灾害时，未开采区域深部的煤体瞬间涌出，导致场景温度发生异常波动。因此，通过分析这些异常特征、异常移动物体和设备工作状态的监测数据，可快速、可靠地实现进行煤与瓦斯突出和冲击地压灾害等煤矿动力灾害的报警。

在煤矿动力灾害监测报警方法和监测报警系统中，所述煤矿动力灾害包括煤与瓦斯突出和冲击地压。

煤矿动力灾害监测报警系统包括温度监测装置、声音监测装置、震动监测装置、空气压力监测装置、风向监测装置、风速监测装置、甲烷监测装置、测距装置、通信网络、Web服务器、socket服务器、报警单元；在煤矿掘进工作面和综采工作面巷道布设监测装置、视觉测距装置和报警单元；socket服务器通过通信网络获取监测区域内的监测装置和测距装置的多路监测数据，并分析监测数据中是否存在异常特征和异常移动物体，实时诊断采集设备和通信设备是否存在工作异常状态，以及判定是否满足报警条件；Web服务器与socket服务器相连接，并显示socket服务器发送至Web服务器的用于显示的数据、异常警告信号或报警信号，以及显示测距装置的实时监测画面；报警单元通过通信网络接收报警信号后，发出声光和振动报警。