[发明专利]一种煤与瓦斯突出预警装置及方法

权利要求书

1.一种煤与瓦斯突出预警装置，其特征在于：包含煤与瓦斯突出预警装置主机，瓦斯浓度传感器、风速风向传感器、声音报警模块和光效报警模块；所述煤与瓦斯突出预警装置主机包含壳体，显示装置，电路板和线环；

所述瓦斯浓度传感器和风速风向传感器用于接收井下的瓦斯浓度信息和风速风向信息，并连接至所述电路板；

所述煤与瓦斯突出预警装置主机还连接有所述声音报警模块和光效报警模块，用于在出现瓦斯预警时主机通过所述声音报警模块和光效报警模块发出报警信息；

所述主机还连接至地面中心服务器进行多终端结果查询与数据储存，在出现瓦斯预警时所述地面中心服务器实现多途径的超前预警；

所述预警装置的煤与瓦斯突出预警方法具体包括以下步骤：

S1：主机采集传感器监测数据；

S2：通过工作面煤体瓦斯可解析数学模型，计算求出当前位置掘进工作面煤体的可解析瓦斯含量；

S3：将当前位置掘进工作面煤体的可解析瓦斯含量结合实验室得到的煤体残存不可解析瓦斯及掘进面煤体残存可解析瓦斯测试结果进行拟合修正，反演求出工作面前方煤体原始瓦斯的赋存情况；

S4：结合工作面煤体实验室诱发突出临界指标的考察结果，通过内置数据运算处理模块，计算求出工作面前方煤体的煤与瓦斯突出监测预警结果；

S5：预警结果通过煤与瓦斯突出预警装置主机上的显示面板直接显示输出，并传输到地面中心服务器内部进行多终端结果查询与数据存储；

S6：当出现煤与瓦斯突出危险预警时，预警装置的主机通过井下的声音报警模块、光效报警模块和地面终端进行多途径超前预警；

所述步骤S2为：

S21：求取m班次瓦斯浓度传感器监测均值，

其中为m班次瓦斯浓度传感器监测均值，T为一个班次时间，x_i为第i分钟瓦斯浓度传感器监测均值；

S22：求取m班次单位时间内瓦斯浓度的最值，

x_m,max＝max[x₁,x₂,…x_T]

其中n为一个计算单元的分钟数；

S23：求取m班次单位时间内风速风向传感器监测均值，

其中为m班次风向风速传感器监测均值，y_j为第j分钟风向风速传感器监测均值；

S24：根据煤层结构参数，计算m班次单位分钟风量，

其中Q_mf为m班次单位分钟风量，S₁为工作面迎头面积；

S25：计算单元时间内瓦斯涌出波动预警结果，

其中S₂为鲜落煤煤壁面积，Q_mc煤体原始瓦斯赋存含量，A为瓦斯涌出波动预警结果；

S26：计算单元时间内瓦斯涌出状态预警结果，

B＝x_m,max-x_m,n,min

其中B为瓦斯涌出涌出状态预警结果。

2.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出预警装置，其特征在于：所述显示装置安装在所述壳体表面，所述电路板安装在所述壳体内，所述线环设置在所述壳体的两侧；

所述壳体上还设置有把手和压紧螺母，所述把手用于悬挂或者固定安装所述主机，所述压紧螺母用于配合所述线环用于固定接入所述主机的线缆。

3.根据权利要求2所述的一种煤与瓦斯突出预警装置，其特征在于：所述显示装置包含显示面板和显示屏支撑板，所述显示屏支撑板设置在所述壳体内，用于支撑所述显示屏面板。

4.根据权利要求3所述的一种煤与瓦斯突出预警装置，其特征在于：所述显示屏面板周围还设置有显示窗密封圈，所述显示窗密封圈由HNBR氢化丁腈橡胶制成，用于实现防水和密封。

5.根据权利要求2所述的一种煤与瓦斯突出预警装置，其特征在于：所述壳体和把手均采用304不锈钢冷轧冲击制成，并对外表进行防锈涂漆处理。

6.根据权利要求3所述的一种煤与瓦斯突出预警装置，其特征在于：所述显示面板为多象限垂直配向技术的MVA液晶显示面板。