[发明专利]一种高效的煤矿安全监测系统

摘要

一种有效的煤矿安全监测系统，包括数据采集模块、微处理器模块、无线通信模块和监控中心，微处理器模块用于对数据采集模块采集得到的数据进行处理、分析和评估，并通过无线通信模块将评估结果传输给监控中心，当评估结果显示煤矿处于危险状态时即进行预警。本发明的有益效果为：设置数据采集模块、微处理器模块、无线通信模块和监控中心，结构简单，灵活方便，通过各模块之间的相互配合，能够实时有效的采集影响煤矿安全的参数信息，由微处理器模块进行数据处理和安全评估，并在评估结果显示煤矿处于危险状态时即进行预警，保证了煤矿开发的安全性。

主权项

1.一种高效的煤矿安全监测系统，其特征是，包括数据采集模块、微处理器模块、无线通信模块和监控中心，微处理器模块用于对数据采集模块采集得到的数据进行处理、分析和评估，并通过无线通信模块将评估结果传输给监控中心，当评估结果显示煤矿处于危险状态时即进行预警，所述微处理器模块包括数据处理子模块和安全评估子模块，所述数据处理子模块用于对数据采集模块采集得到的数据进行数据修正和数据平均，所述安全评估子模块用于根据处理后的数据进行煤矿安全状态的评估，所述安全评估子模块包括结构状态评估单元、空气质量评估单元和综合评估单元，所述结构状态评估单元用于根据采集所得的围岩压力值和位移值对结构状态进行评估，具体包括：a.基于模糊算法建立结构状态评估单元，以围岩压力值和位移值作为输入变量，对各输入变量设定上下限值，并根据各输入量对评估结果的影响程度分别制定相应的权重，对输入变量定义相同的模糊状态，即“很高”、“高”、“正常”、“低”，以结构状态作为输出量，对结构状态定义三个模糊状态，即“正常”、“存在风险”、“较为危险”；b.根据以往的样本数据库，制定以围岩压力值和位移值为依据来推理结构状态的模糊规则；c.输入变量值，当变量值超出上下限范围时，判定传感器故障，当变量值在范围内时，根据模糊规则推理得到各输入变量在模糊集中的隶属度，设第i时刻采集得到的围岩压力值和位移值得数据分别为hu(i)和hd(i)，则计算结构状态J(i)的表达式为：J(i)＝a1h(u)+a2h(d)其中，a1和h(u)分别为围岩压力值hu(i)的权重和隶属度，a2和h(d)分别为位移值hd(i)的权重和隶属度；所述空气质量评估单元用于根据采集所得的煤矿内部温度、瓦斯浓度和内部含氧量对空气质量进行评估,具体包括：a.基于模糊算法建立空气质量评估单元，以煤矿内部温度、瓦斯浓度和内部含氧量作为输入变量，对各输入变量设定上下限值，并根据各输入量对煤矿内部的空气质量的影响程度分别制定相应的权重，对输入变量定义相同的模糊状态，即“高”、“正常”、“低”，以空气质量作为输出量，对空气质量定义三个模糊状态，即“正常”、“存在风险”、“极其危险”；b.根据以往的样本数据库，制定以煤矿内部温度、瓦斯浓度和内部含氧量为依据来推理煤矿内部的空气质量的模糊规则；c.输入变量值，当变量值超出上下限范围时，判定传感器故障，当变量值在范围内时，根据模糊规则推理得到各输入变量在模糊集中的隶属度，设第i时刻采集得到的煤矿内部温度、瓦斯浓度和内部含氧量分别为t(i)、w(i)和o(i)，则计算空气质量K(i)的表达式为：K(i)＝b1h(t)+b2h(w)+b3h(o)其中，b1和h(t)分别为煤矿内部温度t(i)的权重和隶属度，b2和h(w)分别为瓦斯浓度w(i)的权重和隶属度，b3和h(o)分别为内部含氧量o(i)的权重和隶属度；所述综合评估单元用于根据结构状态评估单元和空气质量评估单元的诊断情况进行综合评价。