[实用新型]一种采掘工作面煤与瓦斯突出实时监测预警系统

说明书

本实用新型提供了一种采掘工作面煤与瓦斯突出实时监测预警系统，涉及采矿工程技术领域，包括地面中心站、控制主机、网络交换机、监测分站、拾振器、风速传感器、甲烷浓度传感器和声光报警器，传感器将监测信息传输至监测分站，监测分站通过网络交换机将监测数据传输至地面中心站，地面中心站通过对监测数据实时处理完成预警分析，监测分站包括模数转换模块、数据降噪模块和数据筛选模块，监测分站通过电缆与拾振器、风速传感器、甲烷浓度传感器和声光报警器分别连接。本实用新型提供的预警系统解决了采掘工作面煤与瓦斯突出危险非接触式连续实时监测及预警困难的技术问题，另外还具有准确性高，可操作性强等优点。

技术领域

本实用新型涉及采矿工程技术领域，尤其是一种用于采掘工作面煤与瓦斯突出的实时监测预警的系统。

背景技术

煤与瓦斯突出是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。国内外学者关于煤与瓦斯突出发生机理形成了包括“瓦斯作用说”、“地应力作用说”、“化学本质说”和“综合作用假说”等多种学术观点，其中综合作用假说认为煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯压力及煤的力学性质等因素综合作用的结果，由于该理论全面考虑了突出发生的作用力和介质2个方面的主要因素，得到了普遍认可。煤与瓦斯突出危险性预测作为煤与瓦斯突出综合防治体系的重要环节，现有的突出预测方法多是静态的、不连续的，尚不能实时连续地预测煤与瓦斯突出危险性；常用的预测方法多是预测煤与瓦斯突出危险性的状态，而没有考虑突出危险性的发展趋势，难以反映煤与瓦斯突出的孕育过程。近年来，近年来，有些学者提出了一些煤与瓦斯突出预警系统和方法，例如公开号为 CN101532397A的中国专利文献“煤与瓦斯突出实时诊断方法”、公开号为CN101550841B的中国专利文献“煤与瓦斯突出综合预警系统及预警方法”，但多是间接或部分的反映影响突出危险性的三个主控因素包括地应力、瓦斯压力及煤的力学性质，不能全面反映煤与瓦斯突出危险性大小；还有一些学者提出了综合利用声发射(或微震)与瓦斯动态涌出来预测煤与瓦斯突出危险性大小，例如公开号为CN106194264A的中国专利文献“一种煤与瓦斯突出实时监测及预警系统”、公开号为CN101787897B的中国专利文献“一种实时预测矿井煤与瓦斯突出危险性的系统及其方法”，但其采用的预警模型并没有真正实现两种信息的耦合关联，且以往系统都不具备定位功能，难以有效剔除采掘工作面内采掘作业产生的噪音信息。

此外，在《国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020)》确定的“公共安全”重点领域中，将“重大生产事故预警与救援”列入优先主题，并确定要“重点研究开发矿井瓦斯、突水、动力性灾害预警与防控技术”；《煤矿安全“十三五”规划》中也明确提出要提升信息化和灾害事故监控预警水平，实现对瓦斯、水、火、冲击地压等隐患的实时监控和预警，这就为煤与瓦斯实时监测预警系统的研发提供了基础条件。

由于现有技术中还没有一种能够综合反映采掘工作面前方煤体结构变化趋势、采动应力演化和瓦斯含量变化特征的预警系统，不具备微震事件精准定位、有效剔除井下噪音的能力，因此需要提供一种实现突出危险连续非接触式实时监测及智能预警系统。

实用新型内容

为解决工作面煤与瓦斯突出危险非接触式连续实时监测及预警困难的技术问题，本发提供了一种采掘工作面煤与瓦斯突出实时监测预警系统，具体技术方案如下。

一种采掘工作面煤与瓦斯突出实时监测预警系统，包括地面中心站、控制主机、网络交换机、监测分站、拾振器、风速传感器、甲烷浓度传感器和声光报警器；地面中心站和控制主机通过网线连接，地面中心站和网络交换机通过光纤连接，网络交换机和监测分站通过光纤连接，监测分站通过电缆与拾振器、风速传感器、甲烷浓度传感器和声光报警器分别连接；所述拾振器、风速传感器和甲烷浓度传感器设置在巷道内，将监测信息传输至监测分站；监测分站通过网络交换机将监测数据传输至地面中心站；地面中心站包括数据分析模块、预警模块和存储模块；控制主机控制地面中心站工作；网络交换机将预警模块发出的预警信息传输至监测分站；监测分站包括模数转换模块、数据降噪模块和数据筛选模块，监测分站筛选拾振器、风速传感器和甲烷浓度传感器的监测数据。