[发明专利]基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统

权利要求书

1.基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统，其特征在于：所述系统的设备包括：水流流速监测设备、巷道水位监测设备、水仓水位监测设备、排水量监测设备、声音监测设备、图像监测设备、传输网络、数据处理单元、报警显示单元；

所述水流流速监测设备和巷道水位监测设备放置在矿井的巷道内，用于采集矿井巷道中涌水表面流速和涌水水位的数据；

在矿井内所有向地面排水的水仓放置水仓水位监测设备，用于采集水仓水位数据；

在矿井内向地面排水的所有排水泵上安装排水量监测设备，用于采集水泵的排水流量数据；

所述传输网络负责系统的数据传输；所述传输网络包括分站、交换机、通信线缆；所述水流流速监测设备、巷道水位监测设备、水仓水位监测设备、排水量监测设备、声音监测设备、图像监测设备通过通信线缆或无线通信方式连接所述分站进行通信；所述分站、数据处理单元、报警显示单元通过通信线缆连接所述交换机；

所述数据处理单元负责接收所有水流流速监测设备、巷道水位监测设备、水仓水位监测设备、排水量监测设备发送的数据，且接收声音监测设备和图像监测设备分别发送的声音或图像异常的通信数据，对接收的数据进行处理，依据数据处理结果是否符合设定报警条件进行矿井水灾报警判定，当判定到矿井水灾报警，根据水灾类型确定水灾警戒级别，并向所述报警显示单元发送显示数据；

所述报警显示单元负责显示流量和水位数据，并受数据处理单元控制发出水灾声光报警信号；

矿井水灾报警类型包括矿井涌水量报警、矿井涌水增量报警、巷道涌水量报警、巷道涌水增量报警、巷道水位报警、巷道水位增量报警、巷道涌水流速报警、巷道涌水流速增量报警、声音监测报警、图像监测报警；

矿井涌水量报警分为二级，判定条件为：

(1)当时，判定为矿井涌水量二级报警；当时，判定为矿井涌水量一级报警；式中T为设定的监测时间长度，N为矿井中向地面排水的水泵的总数，Q_Bi为第i个水泵已知的排水流量、t_Bi为测定的第i个水泵的工作时间长度，M为矿井中向地面排水的水仓的总数，S_j为第j个水仓的面积，ΔC_Hj为第j个水仓在T时间的水位变化量，ΔC_Hj＝C_H2j-C_H1j，C_H1j、C_H2j分别为监测时间T的起始和终止时刻该水仓的水位数据，Q_K2、Q_K1为矿井涌水量报警门限，Q_K2＜Q_K1；

(2)当时，判定为矿井涌水量二级报警；当时，判定为矿井涌水量一级报警；式中T为设定的监测时间长度，K为矿井巷道的总数，t为数据采集间隔时间，n为监测时间T内数据采集的次数，L_i为第i个巷道的宽度，V_ij、H_ij分别为第i个巷道第j次采集的涌水平均流速、涌水水位；

(3)当满足且连续持续时间超过T_HH，或满足且监测到声音或图像监测报警，判定为矿井涌水量二级报警；当满足且连续持续时间超过T_HH，或满足且监测到声音或图像监测报警，判定为矿井涌水量一级报警；式中V_i、H_i分别为实时的第i个巷道的涌水平均流速、涌水水位，T_HH为设定时间长度。