[发明专利]一种卫星煤矿瓦斯远程监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星煤矿瓦斯远程监控系统。

背景技术

由于煤矿长期粗放经营以及在煤矿信息技术应用上投入的不足，适用于煤矿井下的信息技术、电子信息产品和信息系统的研发和产业化工作非常薄弱，而煤矿井下安全生产的技术支撑保障较为脆弱，这在一定程度上制约着煤矿安全生产工作。由于我国煤矿的分布广、矿点多，往往不具备地面有线线路接入条件，目前，主要利用移动、联通地面无线网络和卫星通信系统；但是，在某些偏远地区，地面无线网络工作不稳定，则只有卫星通信系统的实际使用效果较为良好。如果在煤矿安全领域引入瓦斯数字化远程监控系统，对区域内所有煤矿瓦斯防治情况，实施集中、远程和实时监控，针对突发情况及时调整作业方式、停止生产和撤离人员；使用有效的技术手段使所有矿井纳入这一系统，并进行实时不间断传输数据，是确保这一系统发挥作用的关键。针对于煤矿瓦斯监控安全系统的建设可充分利用现代通信卫星及计算机网络技术、应用软件开发技术、应用最新的现代通讯产品，以有线/无线通信系统为纽带，以计算机网络及信息处理系统为支撑，以井下瓦斯、一氧化碳采集监控系统为基础，集卫星通信、Web煤矿信息管理、煤矿安全短信电话预报警、煤矿GIS地理信息平台、中心大屏显示等，达到多级监管部门对煤矿安全情况的及时了解和监督，及时采取有效安全事故防范措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星煤矿瓦斯远程监控系统，以实时性、节约性、独立性为基础，克服现有煤矿瓦斯监控过程中的实时性较差、应用功能单一、资金投入较大、不具有良好的网络独立性的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

本发明所述的一种卫星煤矿瓦斯远程监控系统，包括煤矿瓦斯工业控制单元、卫星数据通信单元、网络数据处理与报警管理单元三个部分，其中煤矿瓦斯工业控制单元用来采集煤矿瓦斯信息，并分析处理成煤矿管理和报警信息数据，传送给卫星数据通信单元；卫星数据通信单元将煤矿管理和报警信息数据实时远程传输给网络数据处理与报警管理单元；网络数据处理与报警管理单元对煤矿管理和报警信息数据进行分析归类处理并通过公共计算机网络和公共通信网络报警和通知有关责任人员。

所述卫星数据通信单元的通信协议采用系统定时巡检和报警突发相结合的方式，两种方式均是根据卫星时钟确定统一时间，按照先后顺序和固定的时间向卫星远程控制中心发信息。所述煤矿管理和报警信息数据分为安全数据、警告数据及危险数据，对于安全数据直接存储备份；对于警告数据在公共网络和公共手机上显示报警和通知有关人员；对于危险数据除了在公共网络和公共手机上显示报警和通知有关人员以外，还将对煤矿的采取相应的避险紧急措施；安全数据标记为绿色，警告数据标记为黄色，危险数据标记为红色。

煤矿瓦斯工业控制单元的煤矿地下部分设有电力线，电力线接于地面以上的一端连接煤矿基站的监测系统，煤矿地下部分电力线的均与视频控制、瓦斯传感器以及井下电话实现连接；地面以上通过卫星数据通信单元发送信号传输给网络数据处理与报警管理单元。

所述卫星数据通信单元包括卫星通信终端、卫星天线及电源，卫星天线采用北斗卫星专用天线，可支持多个发送接收通道，通讯方式为RS232，波特率为9600，电源配备1K UPS+两节6500A电池；卫星通信终端系统部分主要由工业控制计算机、通信采集软件及数据库组成，由两台工业控制计算机作备份，通过RS232将其连接起来。

网络数据处理与报警管理单元的地面卫星中心站机房外被避雷系统保护的区域距中心站一定距离的范围内加装有一级安全栅，井下和地面分站到中心站的通信线路上在距分站较近的安全地带也加装一级安全栅。

对于卫星煤矿瓦斯远程监控系统，其设计的首要原则就是保证系统的稳定、持续可靠的运行；在某些情况下，当网络数据处理与报警管理单元通过卫星数据通信单元接收到各矿井煤矿瓦斯工业控制单元传输的数据，应该在极短的时间内完成数据的存储、分析处理，并完成预、报警工作；采用双电源、双风扇设计，处理器和内存块的“封装”技术等提高系统可靠性；在系统内部单机可靠性不能被百分之百保证的情况下，提供群集系统解决方案、磁盘的镜像方式、磁盘阵列中盘片重组的方式等保证真正的系统连续可用性，发生灾难，能够根据客户的要求自动采取适当的措施及预定义的步骤保护关键数据；当用户数增加时，可以通过增加CPU、内存容量、磁盘容量、增加服务器数量来适应系统性能的要求；其次，当需要增加新的应用模块时，应用系统平台提供相应的接口并具有良好的可扩充性，不必因为增加应用模块而使得整个应用重新编写。