[发明专利]基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统

说明书

本发明公开了一种基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统，本矿井水灾报警系统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、排水量监测设备等，利用多种传感器全面监测矿井水灾的特有特征，通过监测巷道水位、水流流速、声音、图像异常，可第一时间感知矿井水灾，通过采集矿井水仓水位和排水量，并监测总涌水量变化进行报警，保证了矿井水灾报警的准确性。本报警方法充分考虑了煤矿井下干扰物的运动特点，设计了排除干扰的技术方案，兼具快速性和准确性，并可自动及时采取相应联动措施，为未在突水发生现场的其它区域井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间，有效防止和减少矿井水灾造成的人员伤亡。

技术领域

本发明涉及基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统，该系统涉及传感器、数据处理、通信等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。我国煤矿发生重特大事故中，矿井水灾时对矿井危害性较大的自然灾害，以煤矿事故死亡的人数计算，水害事故占15.72％，仅次于瓦斯和顶板事故，位居第三，矿井发生水灾事故后，其危害包括：

1、冲毁巷道，埋压、淹没和封堵人员。

2、伴随突水，会有大量的煤泥和岩石淤积巷道，给人员逃生造成困难。

3、损坏设备。井下电器，电缆被水浸泡后，其绝缘能力迅速下降，给井下的运输、通风、排水等造成困难，使未及时逃离人员的生还几率降低。

4、涌出大量的有毒有害气体，使未及时逃离人员的生存条件环境更加恶化。

综上所述，矿井水灾是煤矿严重的灾害，在煤矿生产中对矿井水灾的报警必须做到及时准确。目前水灾预警以水文探测预防、井下探水、先兆现象观测和为主，水文探测和井下探水可预防井下水灾事故，但由于还可能存在水文情况复杂、设计不当、措施不力、管理不善和人的思想麻痹等原因，水文探测和井下探水并不能完全防止突水的发生，更不能对突发的井下突水进行报警；先兆现象观测以人为经验判断为主，存在较大的主观因素。长期以来现场突水事故，主要依靠现场人员的人工报警，但当突水发生在无人值守的时间或区域，或者现场人员匆忙逃离而未能主动报警，调度室就无法及时的获得已发生突水的信息，无法及时地通知井下相关工作人员，以致不能对突水事故及时采取应急措施，易造成水害失控和人员伤亡。为有效减少水灾引起的矿山财产损失和人员伤亡，需要新的井下水灾报警方法，可快速准确地对井下水灾进行报警，并进行报警、排水、水闸控制联动、为未在发生现场的其它区域井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间，有效防止和减少人员伤亡。

发明内容

本发明提供了一种基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统，利用多种传感器全面监测矿井水灾的特有特征，实现对矿井水灾的报警。所述系统的设计兼具快速性和准确性，可有效防止和减少矿井水灾造成的人员伤亡。矿井主要由长短不一、性质结构不同的巷道连接而成，易发生突水事故的采煤工作面、掘进面、采空区等均连接巷道，当这些区域发生水灾，与之连通的巷道内必然会首先出现大量涌水，同时伴有声音和图像的特有特征，因此通过监测巷道水位、水流流速、声音、图像异常可第一时间感知矿井水灾，保证了水灾报警的快速性。矿井巷道涌水汇集至不同的矿井水仓，由水泵将水排到井上，通过采集矿井水仓水位和排水量可得到总涌水量变化，当矿井发生水灾时总涌水量必会异常，所述系统通过监测总涌水量变化进行报警，保证了矿井水灾报警的准确性。所述系统可排除人员、车辆等移动物体干扰物的干扰，防止误报，进一步保证水灾报警准确性。

所述的矿井水灾报警系统的设备包括：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；所述传输网络还连接地理信息系统、井下广播系统、井下人员定位系统、井下移动通信系统、排水控制系统、防水闸门控制系统。