[实用新型]基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿井壁变形安全预警系统领域，具体为一种基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统。 

背景技术

随着我国经济的逐步发展，煤炭开采技术逐渐向高产高效的方向发展。但是根据煤矿集团对井筒井壁变形的破坏与“四含”水水位变化的监测结果表明：随着含水层（底含）的排水地层固结压缩，地层会对井筒施加了一个竖向的负摩阻力，当该负摩阻力积累到一定值时，井壁中的某个薄弱部位（多位于基岩与上覆松散层的接触面附近）出现了竖向压缩破坏；由于地层及其受力的不均匀性，将出现井塔基础的差异沉降，直接影响井塔的安全生产；目前有些矿井的地下水位已经下降了70多米，地表也发生了明显的沉降，而且地下水位将继续下降，地表也将继续沉降。根据井壁破坏与地下水位和地表沉降的关系，很多矿井筒井壁处于较为危险的应力状态。 

为了避免和减少矿井井壁破坏事故的发生而危及到矿工的人身安全，有必要研制开发基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统，能实时对多点井壁压力和温度进行采集，并用先进的萤火虫算法预测即将发生的事故，即时做出处理，最大程度上减少或避免事故带来的危害。 

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统，以解决现有技术矿井井壁变形无法安全预测的问题。 

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为： 

基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统，包括数据采集、数据传输和数据处理部分，其特征在于：所述的数据采集部分包括有安装在井壁的多路温度传感器和多路压力传感器，数据传输部分包括有单总线、RS485总线和RS232总线，数据处理部分包括有上位机、监测仪表RTU；所述监测仪表RTU包括有主控器MCU以及与主控器MCU连接的网络接口控制、液晶电路、报警电路，监测仪表RTU的主控器MCU通过单总线采集多路温度传感器和多路压力传感器的数据，并将采集 到的数据一方面显示在液晶电路的液晶显示器上另一方面转换成RS485数据送到RS485总线上；所述上位机上设有RS232接口，RS485总线上的数据通过连接的RS232/RS485总线转换器转换成PC机能识别的电平，将数据经RS232总线送到上位机的RS232接口，经上位机处理后的数据实时显示在上位机上。 

所述的基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统，其特征在于：所述压力传感器包括轮辐荷重传感器、接入轮辐荷重传感器输出端的转化控制芯片DS2438，并将每个压力传感器挂接到单总线电缆上。 

所述的基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统，其特征在于：对各个温度传感器和压力传感器的数据采集在矿下采用单总线的传输方式，在矿上采用RS485总线的传输方式。 

所述的基于萤火虫算法的井壁变形安全预警系统，其特征在于：所述的监测仪表RTU由直流电源供电。 

本实用新型采用温度和压力传感器在矿井井壁的各个平面的不同位置对温度和压力进行实时监测，根据单总线挂接的各个温度和压力传感器采集的数据传送到监测仪表RTU，实现多对一的工作方式，监测仪表RTU收到数据后一方面显示在液晶显示器上另一方面转换成RS485数据送到RS232/RS485总线转换器，最终数据送到PC机上，进而送到上位机软件的萤火虫算法模型，经过演算可以获得较准确的未来发展趋势预警，以确保井筒安全及工作人员的安全。 

本实用新型从矿井井壁的安全性出发，以及工作人员进出矿井的实际情况，在矿井井壁的各个平面的不同位置进行井壁压力和温度的实时监测，并应用先进的萤火虫算法对井壁状况进行预测，以实现在事故情况未发生时，及时进行修复，以确保井下工作人员的安全。 

本实用新型的优点是： 

本实用新型具有电路简单、数据传输可靠、预测精度高、稳定性好、寿命长的优点。 

附图说明

图1为本实用新型结构框图。 

图2为萤火虫MATLAB仿真结果。 

具体实施方式