[发明专利]一种矿井采空区火灾监测预警方法及预警系统

权利要求书

1.一种矿井采空区火灾监测预警方法，其特征在于，所述矿井采空区火灾监测预警方法包括：

(Ⅰ)将采空区划分为若干监测区域，采集监测区域的实时温度信号，确定监测区域内存在火灾风险的目标区域；

(Ⅱ)采集目标区域内的气体浓度，确定起火点；

(Ⅲ)获取起火点处的图像信息，提取火焰蔓延速度，以确定警报等级。

2.根据权利要求1所述的矿井采空区火灾监测预警方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述监测区域的划分包括：将采空区沿其长度方向划分为等距的至少两个监测区域，并对所述监测区域进行编号。

3.根据权利要求1或2所述的矿井采空区火灾监测预警方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述目标区域的确定包括：

S101设定温度阈值与间隔阈值；

S102获取监测区域内的实时热成像图像，提取实时热成像图像中高温中心的温度，记为实时温度，对比实时温度与温度阈值，当实时温度高于温度阈值时，输出第一预警信号，记录输出时间点；

S103当输出第一预警信号的持续时间到达所述间隔阈值时，判定监测区域内存在火灾风险，获得目标区域；当第一预警信号持续时间小于间隔阈值时，判定监测区域内存在虚假火焰。

4.根据权利要求1或2所述的矿井采空区火灾监测预警方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述目标区域的确定包括：

S111在监测区域内部署分布式感温光纤，使得每个监测区域内的感温光纤以监测区域的中心线为轴呈对称分布，且相邻两个感温光纤等距设置；

S112设定温度阈值；

S113采用感温光纤独立地采集监测区域内的实时温度，对比实时温度与温度阈值，当实时温度高于温度阈值时，对感温光纤进行识别标记；

S114根据识别标记所覆盖的面积，得到目标区域。

5.根据权利要求1-4任一项所述的矿井采空区火灾监测预警方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，所述起火点的确定包括：对所述目标区域环境内的多种气体进行激光浓度检测；

优选地，所述气体包括CO₂、CH₄、CO与O₂中的至少两种；

优选地，所述激光浓度检测具体包括如下步骤：

S201设定浓度阈值，并根据目标区域，确定激光源的初始角度、切换次数与预设角度；

S202驱动激光源以初始角度发射激光，采集环境内多种气体的实时浓度；

S203对比实时浓度与浓度阈值，当实时浓度小于所述浓度阈值时，直接执行步骤S204，当实时浓度大于或等于所述浓度阈值时，输出第二预警信号，记录输出位点，再执行步骤S204；

S204切换激光源的发射角度至预设角度，并驱动激光源发射激光，采集环境内多种气体的实时浓度，重复执行S203，直至完成切换次数的检测；

S205根据记录的最初输出第二预警信号与最后输出第二预警信号的覆盖位点，进行起火点的定位；

优选地，所述预设角度为5～45°。

6.根据权利要求1-5任一项所述的矿井采空区火灾监测预警方法，其特征在于，步骤(Ⅲ)中，所述警报等级的确定具体包括如下步骤：

S301设定经验阈值；

S302采集起火点的视频图像，获取火焰目标的实时图像；

S303处理实时图像，采用边缘分析计算，得到火焰目标的火焰面积；

S304对比前后两帧现场图像的火焰面积的变化量，得到火焰蔓延速度，对比火焰蔓延速度与经验阈值，输出危险程度分级警报信号。