一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法技术方案

本发明专利技术公开了一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法，包括建立矿井火灾隐患多维风险指标库；矿井火灾风险指标智能精确感知；矿井火灾风险信息智能处理与分级预警；矿井火灾智能管控；从而完成具有矿井火灾预测预报、预警、应急处置措施、智能化灭火和救灾于一体的综合性防灭火系统的搭建；通过以七个重点区域为划分依据，建立矿井火灾隐患多维风险指标体系和关联数据库，综合考虑了各系统间、各指标间相互影响、相互反馈的关联性，有效解决了矿井指标监测混乱及监测繁琐的问题；综合运用大数据算法对所监测的指标进行计算，达到了动态预警的效果，同时将不同区域的火灾范围有效联动，实现矿井防灭火精准化、对应化。对应化。对应化。

【技术实现步骤摘要】
一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法


[0001]本专利技术涉及一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法，属于矿井智能化防灭火


技术介绍

[0002]目前煤仍然是我国重要的能源之一，煤矿在开采过程中会面临许多灾害，其中火灾安全隐患是重要灾害之一，为解决矿区井下火灾防治的技术难题，“全面监控、提前预警、准确研判”是矿井火灾防治的关键。
[0003]早期，针对矿井瓦斯风险做过一系列关于动态监测、识别、评估、预警和应急处置的研究。公开号为CN208137982U的专利公开了一种智能化矿井通风调节系统，实现了自动化控制以及远程遥控，但该系统无法判定在发生煤自燃等内因火灾时对供风量的要求，难以满足智能化防控矿井火灾的目的。公开号为CN114135328A的专利提供了一种一键式矿井风机智能反风方法，实现了全矿性反风、区域性反风和局部反风的效果，但该方法对于解决矿井火灾的效果并不明显，仅能减缓火灾蔓延，避免火区扩大。公开号为CN205850767U的专利公开了一种智能化防灭火充填系统，实现了粉煤灰浆浓度的标准配比，但针对裂隙复杂的采空区与高位火灾区域，粉煤灰的堆积成型效果差，且渗流区域无法控制，难以解决煤体自然发火。公开号为CN114117949A的专利提供一种矿井风流参数的智能感知系统，建立了与实际通风系统接近的矿井通风智能感知系统，该系统可为火灾预警提供参考，但对于火区的判定尤其是煤自燃危险区域圈定效果不佳。基于此，在矿区现代化矿井的基础上搭建一套矿井智能化综合防灭火系统是有效解决火灾防治的关键。
[0004]综上所述可以发现，现阶段只针对矿井火灾的局部系统防灭火进行研究，对矿井智能化系统集动态监测、识别、评估、预警和应急处置于一体的研究尚不完善，基于此，为达到各系统之间的动态联动，有必要搭建用于现代化矿井火灾隐患智能化防控系统，实现矿井事故起因、灭火救灾资源及事故处理措施相联动的效果。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法，能利用矿区各个系统进行动态联动，搭建具有矿井火灾预测预报、预警、应急处置措施、智能化灭火和救灾于一体的综合性防灭火系统，从而能够适应矿井行业多变复杂的地下环境。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法，具体步骤为：
[0007]步骤一、建立矿井火灾隐患多维风险指标库：对回采工作面、已采采空区、煤柱、掘进工作面、煤仓、胶带大巷、中央变电所七个重点区域进行火灾风险指标监测，其中回采工作面、已采采空区、煤柱、掘进工作面和煤仓为内因火灾重点区域，胶带大巷、中央变电所为外因火灾重点区域，针对每个重点区域的不同特征，分别划分指标层级，从而构建矿井火灾
隐患多维风险指标体系和关联数据库；
[0008]步骤二、矿井火灾风险指标智能精确感知：根据步骤一构建的各个重点区域矿井火灾隐患多维风险指标体系，确定每个重点区域所需的火灾风险指标，并采用相应传感器对各个重点区域所需的火灾风险指标进行逐一实时监测，动态掌握各个重点区域的火灾风险指标变化情况；
[0009]步骤三、矿井火灾风险信息智能处理与分级预警：根据步骤二获得的各个重点区域实时监测火灾风险指标，运用大数据分析技术对每个重点区域各自实时监测的火灾风险指标进行危险等级划分，并设置火灾分级智能报警系统、防灭火资源智能查询和火灾防治辅助决策，用于搭建煤矿火灾一体化预、报警平台，形成信息融合
‑
统一平台
‑
异常报警
‑
综合预警的综合灾害预警模式，实现矿井主要火灾数据融合和超前预警；
[0010]步骤四、矿井火灾智能管控：依据步骤三对实时监测数据分析后获得不同等级的报警结果，根据不同等级报警情况，自动生成相对应地防灭火措施，从而完成具有矿井火灾预测预报、预警、应急处置措施、智能化灭火和救灾于一体的综合性防灭火系统的搭建。
[0011]进一步，所述步骤一具体为：
[0012]所述回采工作面的火灾风险指标的第一级指标包括煤层条件、回采工作面气体、推进情况、煤体物性参数、漏风强度、通风效果、工作面情况、回采顺序、地质条件、地音、钻屑量、煤体应力、支护情况；其中煤层条件的第二级指标包括煤层厚度、煤层倾角、煤层硬度、顶板或底板条件；所述顶板或底板条件的第三级指标包括顶板和底板，顶板的第四级指标包括基本顶、直接顶和伪顶，所述底板的第四级指标包括基本底和直接底；所述回采工作面气体的第二级指标包括CO、CO2、O2、C2H2、C2H4、C2H6、C2H4/C2H6、CO/O2；所述推进情况的第二级指标包括每班进尺、每日进尺速度变化、月平均进尺量；所述煤体物性参数的第二级指标包括煤体孔隙率、煤样等效导热系数、煤的热值、煤自燃发火期、煤体密度、活化能、煤粒径、分子表面结构、水分、灰分、全硫和挥发分；所述漏风强度的第二级指标包括进风巷或回风巷的风量、风速和压差；所述通风效果的第二级指标包括风速和通风方式，其中通风方式的第三级指标包括U型通风系统、Z型通风系统、Y型通风系统、W型通风系统、双Z型通风系统、H型通风系统；所述工作面情况的第二级指标包括工作面宽度、工作面长度、巷道宽度和区段斜长；所述回采顺序的第二级指标包括后退式回采、前进式回采和往复式回采；所述地质条件的第二级指标包括冲击力和水文条件；所述地音的第二级指标包括频次和能量；所述钻屑量的第二级指标包括动力和钻粉量；所述煤体应力的第二级指标包括每班应力最大值、每班应力最小值和月平均应力；所述支护情况的第二级指标包括锚杆支护阻力、锚杆索支护阻力和液压支架阻力；
[0013]所述已采采空区的火灾风险指标的第一级指标包括煤体物性参数、温度、已采采空区气体、遗煤情况、漏风强度、采空区垮落情况和采空区情况；所述煤体物性参数的第二级指标包括煤体孔隙率、煤样等效导热系数、煤的热值、煤自燃发火期、煤体密度、活化能、煤粒径、分子表面结构、水分、灰分、全硫和挥发分；所述温度的第二级指标包括联络巷壁面温度、遗煤温度、岩层温度、风流温度、温升速率；所述已采采空区气体的第二级指标包括CO、CO2、O2、C2H2、C2H4、C2H6、C2H4/C2H6、CO/O2气体；所述漏风强度的第二级指标包括进风巷或回风巷的风量、风速和压差；所述采空区垮落情况的第二级指标包括冒落带范围、裂隙带范围、弯曲下沉带范围和孔隙率分布；所述采空区情况的第二级指标包括采空区走向长度、采
空区倾向长度和采空区底板倾角；
[0014]所述煤柱的火灾风险指标的第一级指标包括煤柱受力变化、煤柱情况、煤体物性参数、漏风强度、柱内气体；所述煤柱受力变化的第二级指标包括应力变化、水平位移变化、垂直位移变化、裂隙，所述裂隙的第三级指标包括内生裂隙(割理)和外生裂隙，所述内生裂隙的第四级指标包括面割理和端割理；所述外生裂隙的第四级指标包括张性外生裂隙、剪性外生裂隙、张剪性外生裂隙、压剪性外生裂隙和劈理；所述煤柱情况的第二级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、建立矿井火灾隐患多维风险指标库：对回采工作面、已采采空区、煤柱、掘进工作面、煤仓、胶带大巷、中央变电所七个重点区域进行火灾风险指标监测，针对每个重点区域的不同特征，分别划分指标层级，从而构建矿井火灾隐患多维风险指标体系和关联数据库；步骤二、矿井火灾风险指标智能精确感知：根据步骤一构建的各个重点区域矿井火灾隐患多维风险指标体系，确定每个重点区域所需的火灾风险指标，并采用相应传感器对各个重点区域所需的火灾风险指标进行逐一实时监测，动态掌握各个重点区域的火灾风险指标变化情况；步骤三、矿井火灾风险信息智能处理与分级预警：根据步骤二获得的各个重点区域实时监测火灾风险指标，运用大数据分析技术对每个重点区域各自实时监测的火灾风险指标进行危险等级划分，并设置火灾分级智能报警系统、防灭火资源智能查询和火灾防治辅助决策，用于搭建煤矿火灾一体化预、报警平台，形成信息融合
‑
统一平台
‑
异常报警
‑
综合预警的综合灾害预警模式，实现矿井主要火灾数据融合和超前预警；步骤四、矿井火灾智能管控：依据步骤三对实时监测数据分析后获得不同等级的报警结果，根据不同等级报警情况，自动生成相对应地防灭火措施，从而完成具有矿井火灾预测预报、预警、应急处置措施、智能化灭火和救灾于一体的综合性防灭火系统的搭建。2.根据权利要求1所述的现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法，其特征在于，所述步骤一具体为：所述回采工作面的火灾风险指标的第一级指标包括煤层条件、回采工作面气体、推进情况、煤体物性参数、漏风强度、通风效果、工作面情况、回采顺序、地质条件、地音、钻屑量、煤体应力、支护情况；其中煤层条件的第二级指标包括煤层厚度、煤层倾角、煤层硬度、顶板或底板条件；所述顶板或底板条件的第三级指标包括顶板和底板，顶板的第四级指标包括基本顶、直接顶和伪顶，所述底板的第四级指标包括基本底和直接底；所述回采工作面气体的第二级指标包括CO、CO2、O2、C2H2、C2H4、C2H6、C2H4/C2H6、CO/O2；所述推进情况的第二级指标包括每班进尺、每日进尺速度变化、月平均进尺量；所述煤体物性参数的第二级指标包括煤体孔隙率、煤样等效导热系数、煤的热值、煤自燃发火期、煤体密度、活化能、煤粒径、分子表面结构、水分、灰分、全硫和挥发分；所述漏风强度的第二级指标包括进风巷或回风巷的风量、风速和压差；所述通风效果的第二级指标包括风速和通风方式，其中通风方式的第三级指标包括U型通风系统、Z型通风系统、Y型通风系统、W型通风系统、双Z型通风系统、H型通风系统；所述工作面情况的第二级指标包括工作面宽度、工作面长度、巷道宽度和区段斜长；所述回采顺序的第二级指标包括后退式回采、前进式回采和往复式回采；所述地质条件的第二级指标包括冲击力和水文条件；所述地音的第二级指标包括频次和能量；所述钻屑量的第二级指标包括动力和钻粉量；所述煤体应力的第二级指标包括每班应力最大值、每班应力最小值和月平均应力；所述支护情况的第二级指标包括锚杆支护阻力、锚杆索支护阻力和液压支架阻力；所述已采采空区的火灾风险指标的第一级指标包括煤体物性参数、温度、已采采空区气体、遗煤情况、漏风强度、采空区垮落情况和采空区情况；所述煤体物性参数的第二级指标包括煤体孔隙率、煤样等效导热系数、煤的热值、煤自燃发火期、煤体密度、活化能、煤粒
径、分子表面结构、水分、灰分、全硫和挥发分；所述温度的第二级指标包括联络巷壁面温度、遗煤温度、岩层温度、风流温度、温升速率；所述已采采空区气体的第二级指标包括CO、CO2、O2、C2H2、C2H4、C2H6、C2H4/C2H6、CO/O2气体；所述漏风强度的第二级指标包括进风巷或回风巷的风量、风速和压差；所述采空区垮落情况的第二级指标包括冒落带范围、裂隙带范围、弯曲下沉带范围和孔隙率分布；所述采空区情况的第二级指标包括采空区走向长度、采空区倾向长度和采空区底板倾角；所述煤柱的火灾风险指标的第一级指标包括煤柱受力变化、煤柱情况、煤体物性参数、漏风强度、柱内气体；所述煤柱受力变化的第二级指标包括应力变化、水平位移变化、垂直位移变化、裂隙，所述裂隙的第三级指标包括内生裂隙和外生裂隙，所述内生裂隙的第四级指标包括面割理和端割理；所述外生裂隙的第四级指标包括张性外生裂隙、剪性外生裂隙、张剪性外生裂隙、压剪性外生裂隙和劈理；所述煤柱情况的第二级指标包括煤柱长度、煤柱宽度和柱内温度；所述煤体物性参数的第二级指标包括煤体孔隙率、煤样等效导热系数、煤的热值、煤自燃发火期、煤体密度、活化能、煤粒径、分子表面结构、水分、灰分、全硫和挥发分；所述漏风强度的第二级指标包括进风巷或回风巷的风量、风速和压差；所述柱内气体的第二级指标包括CO、CO2、O2、C2H2、C2H4、C2H6、C2H4/C2H6、CO/O2；所述掘进工作面的火灾风险指标的第一级指标包括地质、掘进工作面气体、掘进情况、漏风强度；所述地...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁义，吴笑迎，谷旺鑫，朱双江，郭鑫，王正，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：