一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统与方法，该系统包括：信息实时自动感知模块、信息传输模块、地面计算机系统以及报警器；其中，信息实时自动感知模块用于实时获取巷道通风参数；信息传输模块用于将信息实时自动感知模块所获取的巷道通风参数传输至地面计算机系统；地面计算机系统用于基于巷道通风参数进行通风系统异常诊断，在巷道通风参数超出预设范围时，控制报警器进行报警提示；并计算分支需风量，当分支需风量发生变化时，自动调节通风设施，以满足分支需风量。本发明专利技术具有监测数据传输实时性、设施调控自动化、灾害识别精准化、并能实现精准预测等优点。并能实现精准预测等优点。并能实现精准预测等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统与方法


[0001]本专利技术涉及通风安全
，特别涉及一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统与方法。

技术介绍

[0002]目前，矿井通风系统基本处于人工或半人工阶段，与开放智能系统差距较大，主要体现在：对于巷道平均风速检测及预警的方法和手段还都比较落后，主要还是通过各种传统测量仪器及方法进行检测，该测试过程易受外界因素与人为因素的影响，且存在信息量小、不能实时获取风速信息、分析评价能力较差、测风技术人员劳动强度大不能完全满足生产实际需要等诸多问题。且对于矿井智能通风监测预警系统及方法的研究相对较少，风量测算以人工测算为主，之后依据经验粗略计算调节量，人工调节通风设施，存在调节解算周期长、精度低，无法实时传输通风数据等缺点，风量调节不当易造成瓦斯等事故。
[0003]因此，研究矿井巷道通风状态实时监测智能预警系统与方法可实现对风量的精准感知、通风设施等的自动调节，可提高监控有效性，减少煤矿安全事故。对于实现煤矿通风智能化发展进步和矿井通风技术管理可控，实现矿井通风系统科学高效的管理、改善煤矿通风安全现状等都具有重大意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统与方法，以解决目前对于巷道平均风速检测及预警的方法和手段比较落后的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统，包括：信息实时自动感知模块、信息传输模块、地面计算机系统以及报警器；
[0007]所述信息实时自动感知模块用于实时获取巷道通风参数；
[0008]所述信息传输模块用于将所述信息实时自动感知模块所获取的巷道通风参数通过网络实时传输至所述地面计算机系统；
[0009]所述地面计算机系统用于基于所述巷道通风参数进行通风系统异常诊断，在巷道通风参数超出预设范围时，控制所述报警器进行报警提示；并计算分支需风量，当分支需风量发生变化时，自动调节通风设施，以满足分支需风量。
[0010]进一步地，所述信息实时自动感知模块包括用于获取巷道风速信息的风速传感器。
[0011]进一步地，所述风速传感器安装在巷道断面平均风速等值线处。
[0012]进一步地，所述地面计算机系统包括三维可视化监测模块、通风设施自动调节模块以及智能服务模块；其中，
[0013]所述三维可视化监测模块用于实现巷道通风参数、通风设施以及井巷模型的可视化，并实现三维场景的管控、动态查询和巷道虚拟漫游操作，进行实时通风网络解算，通风
系统异常诊断，在风速风量低于下限或高于上限时做出图
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声报警提示，并将通风数据传递给通风设施自动调节模块与智能服务模块；
[0014]所述通风设施自动调节模块用于根据巷道通风参数和三维可视化监测模块传递的信息，计算分支需风量，当分支需风量发生变化时，自动选择灵敏度大于预设阈值且对通风系统稳定性影响在预设程度内的分支进行通风设施调节；
[0015]所述智能服务模块用于基于通风参数和三维可视化监测模块传递的信息，进行日常通风报表管理、风速风量报告编写、通风网络图和立体图自动绘制展示。
[0016]进一步地，所述三维可视化监测模块具体用于：
[0017]通过所述信息实时自动感知模块监测的巷道通风参数和矿井已有数据，运用3D虚拟仿真技术实体建模实现通风参数、通风设施和井巷模型可视化功能；通过实时监测的巷道风量，运用回路迭代法进行通风网络解算，解算出的风速数据值与监测数据值存在差异进行通风系统异常诊断，当风速数据值低于巷道最低风速的80％或高于巷道最大风速的120％时，进行图
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声报警。
[0018]进一步地，所述灵敏度的计算公式为：
[0019][0020]其中，ΔR
j
表示风阻变化量；ΔQ
i
表示风速变化量；当ΔR
j
→
0时，有d
ij
＝limΔR
j
→
0，那么i分路的风量Q
i
就相当于j分路风阻R
j
的灵敏度。
[0021]另一方面，本专利技术还提供了一种利用上述的矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统实现的矿井巷道通风状态实时可视化监测预警方法，包括：
[0022]通过所述信息实时自动感知模块实时获取巷道通风参数；
[0023]通过所述信息传输模块将所述信息实时自动感知模块所获取的巷道通风参数通过网络实时传输至所述地面计算机系统；
[0024]通过所述地面计算机系统基于所述巷道通风参数进行通风系统异常诊断，在巷道通风参数超出预设范围时，控制所述报警器进行报警提示；并计算分支需风量，当分支需风量发生变化时，自动调节通风设施，以满足分支需风量。
[0025]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0026]本专利技术借助巷道风量实时监测及计算机算法程序，构建了一种实时通风状态监测预警系统，该系统能够克服矿井通风参数获取费时费力、实时传输不便的问题，实现了对矿井巷道通风状态的全天侯实时监测。工作时可对巷道风量异常现象进行报警提示，自动调节通风设施，智能输出工作报表。本专利技术提供的预警系统方便高效，能够实现实时监测，提高了矿井通风智能化水平；可以实现对矿井巷道异常风速的自动预警、自动调节通风设施、智能输出工作报表，能够极大提升监控效率，降低事故发生，对矿井安全生产起到促进作用。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
[0028]图1是本专利技术实施例提供的矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的矿井巷道通风状态实时可视化监测预警方法的执行流程示意图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1、风速传感器；2、井下传输电缆；3、井下监控分站；4、井下交换机；5、地面服务器；6、地面计算机系统；7、报警器；8、通风机；9、通风参数传感器。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0033]第一实施例
[0034]本实施例提供了一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统，如图1所示，所述矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统包括：信息实时自动感知模块、信息传输模块、地面计算机系统6以及报警器7；其中，
[0035]所述信息实时自动感知模块用于实时获取巷道通风参数；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统，其特征在于，包括：信息实时自动感知模块、信息传输模块、地面计算机系统以及报警器；其中，所述信息实时自动感知模块用于实时获取巷道通风参数；所述信息传输模块用于将所述信息实时自动感知模块所获取的巷道通风参数通过网络实时传输至所述地面计算机系统；所述地面计算机系统用于基于所述巷道通风参数进行通风系统异常诊断，在巷道通风参数超出预设范围时，控制所述报警器进行报警提示；并计算分支需风量，当分支需风量发生变化时，自动调节通风设施，以满足分支需风量。2.如权利要求1所述的矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统，其特征在于，所述信息实时自动感知模块包括用于获取巷道风速信息的风速传感器。3.如权利要求2所述的矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统，其特征在于，所述风速传感器安装在巷道断面平均风速等值线处。4.如权利要求1所述的矿井巷道通风状态实时可视化监测预警系统，其特征在于，所述地面计算机系统包括三维可视化监测模块、通风设施自动调节模块以及智能服务模块；其中，所述三维可视化监测模块用于实现巷道通风参数、通风设施以及井巷模型的可视化，并实现三维场景的管控、动态查询和巷道虚拟漫游操作，进行实时通风网络解算，通风系统异常诊断，在风速风量低于下限或高于上限时做出图
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声报警提示，并将通风数据传递给通风设施自动调节模块与智能服务模块；所述通风设施自动调节模块用于根据巷道通风参数和三维可视化监测模块传递的信息，计算分支需风量，当分支需风量发生变化时，自动选择灵敏度大于预设阈值且对通风系统稳定性影响在预设程度内的分支进行通风设施调节；所述智能服务模块用于基于通风参数和三维可视化监测模块传递的信息，进行日常通风报表管理、风速风量报告编写、通风网络图和立...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱黎明，宋大钊，史亚锋，何学秋，王恒，赵英杰，李振雷，周超，
申请(专利权)人：内蒙古鄂尔多斯永煤矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：