[发明专利]一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统及方法

权利要求书

1.一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统，其特征在于：该系统包括依次连接的风量监测系统、后台管理系统和监测系统终端；

所述风量监测系统包括井下各巷道测风地点设置的测风装置和风量监测通信设备，用于获取井下各巷道风量的实时数据，实时风量数据带有位置标签；

测风装置固定在各巷道内特征位置处，用于对该巷道断面风速、风量进行监测；

风量监测通信设备固定在测风装置旁，用于将测风装置所监测巷道实时风速进行采集、计算和传输，转换为巷道实时风量，为所得风量添加测风装置所在巷道位置标签，将带有位置标签的实时风量数据上传给后台管理系统；

后台管理系统包括后台管理通信设备和后台管理服务器，用于关联井下各巷道的实时用风量数据，发现巷道实时用风量与设计所需需风量间的异常；

后台管理通信设备通过有线或无线网络通信，用于接收风量监测系统获取的实时风量数据；

后台管理服务器用于处理实时风量数据，通过与矿井正常产能时预设需风量比较，判断是否存在超能力生产的行为；

监测系统终端与后台管理系统相连，用于超能力生产行为预警及报警。

2.根据权利要求1所述的一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统，其特征在于：所述测风装置包括机械六线式测风机构、超声波线风速测量装置和全断面激光风速测定仪；

所述机械六线式测风机构通过支架固定在巷道内部，其中，导轨和风速传感器固定在支架上，通过气动装置驱使风速传感器在巷道内采用六线式方式对断面风速进行监测；

所述超声波线风速测量装置采用一对收发一体超声波传感器，利用超声波在顺风与逆风传播时的速度差，在固定传播距离时速度差反映成时间差，经转换计算得到风速值；

所述全断面激光风速测定仪利用激光风速测量的多普勒效应，激光经气溶胶颗粒产生后向散射信号，经光学天线采集后，与本振光进行通过相干探测和数字解调，得到待测区域风速和风向信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统，其特征在于：所述风量监测通信设备包括井下分站、本安电源和交换机；

所述井下分站接收井下传感器信号参数，并能够通过工业以太网快速向地面的系统中心站传送信号参数；

所述本安电源提供解调仪设备所需电源；

所述交换机安装在煤矿井下，用来使井下连接到交换机的设备与地面进行数据交换和设备管理，实现数据获取和控制管理工作。

4.根据权利要求1所述的一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统，其特征在于：所述测风装置在井下巷道的固定位置、巷道名称、风速传感器编号、巷道的断面信息和巷道设计需风量信息记录在后台管理系统的数据库中。

5.根据权利要求1所述的一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统，其特征在于：所述后台管理系统通过数据库进行数据的存储、调用和查询。

6.根据权利要求1所述的一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统，其特征在于：所述监测系统终端设置在地面，用于人机交互，人机交互包括通过监测系统向监测系统终端输入信息、通过监测系统终端向操作者展示监测系统中的数据及其组合以及根据监测系统中的数据及其组合衍生得出的信息。

7.根据权利要求1所述的一种基于矿井用风量监测的超能力生产判识系统，其特征在于：该系统分为井上部分、井下部分；

所述井上部分包括监测终端和后台管理系统；

所述监测终端和后台管理系统连接到工业环网、监管监察专网；

所述井下部分包括测风装置和风量监测通信设备。

8.基于权利要求1～7所述系统的基于矿井用风量监测的超能力生产判识方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：在井下各巷道内选定特征地点安装测风装置；

步骤二：在测风装置附近安装风量监测通信设备，将测风装置、井下分站、本安电源和交换机进行连接，构建风量监测系统，通过有线或无线网络通信，对实时风速数据进行采集、传输和计算；

步骤三：将测风装置、风速传感器进行编号记录于后台管理系统数据库中，将各巷道名称、巷道断面信息、测风装置布置位置信息等保存于后台管理系统数据库中；

步骤四：计算采区总风量Q_WZ、各回采工作面和备用工作面所需风量之和∑Q_ai、各掘进工作面所需风量之和∑Q_bi、各硐室所需风量之和∑Q_ci、其他巷道所需风量之和∑Q_di；i表示不同地点编号；

步骤五：将计算所得各采区风量乘以采区风量备用系数K_wz后作为风量监测阈值通过监测系统终端保存于后台管理系统数据库中；

步骤六：通过有线或无线网络通信，将风量监测系统获取的井下各巷道内实时风量数据上传至后台管理服务器；

步骤七：后台管理服务器对获取得到的巷道实时风量数据进行解算，并与步骤五所设风量监测阈值进行比较，对监测风量与阈值间的偏差进行计算，对矿井开采状态进行判定；

步骤八：后台管理服务器将矿井超能力生产判识结果传输到监测终端，并通过文字、颜色等预警方式将矿井生产状态进行展示；

当时，判定矿井处于正常生产状态并以“蓝色”信号展示；

当时，判定矿井处于临界生产状态，并以“黄色”信号展示；

当时，判定矿井处于超能力生产状态并以“红色”信号展示。