一种基于云服务的矿井安全生产监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云服务的矿井安全生产监测系统，涉及采矿安全监测技术领域，该系统包括电气设备监测组件、环境参数监测组件、第一通信模块、第二通信模块、云服务器、显示装置及交互端，该系统通过实时监测井下电气设备的工作电压、电流等运行参数，将实时测量数据与云服务器中的数据进行比对，根据比对结果选择预先指定的决策方案发送给井下的交互端，以便井下人员及时发现电气设备故障并采用最佳处理措施。本发明专利技术还提供了应用该系统进行安全生产监测的方法。本发明专利技术能够及时发现井下电气设备故障，并节省生产管理人员根据故障制定处理方案的时间，使井下人员能够及时采取有效处理措施，可有效避免和预防电气事故的发生，降低事故危害。降低事故危害。降低事故危害。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云服务的矿井安全生产监测系统及监测方法


[0001]本专利技术涉及采矿安全监测
，具体为一种基于云服务的矿井安全生产监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]煤炭作为一种基础能源和原料资源，有着“工业粮食”之称，在现代工业中发挥着重要作用，我国已探明的煤炭资源在世界总储量排名中占第三位，庞大的煤炭资源在国民经济的发展中占据了重要地位。然而，在促进经济发展的同时，煤炭开采事故频发也带来了巨大的人员伤亡和经济损失。
[0003]随着技术不断进步，各种新技术不断应用到煤炭开采中，目前对于矿井安全的研究主要集中在人员定位、井下/井上数据传输、井下环境监测、设备监测等方面。煤炭矿井事故主要包括顶板、瓦斯、水害、火灾、机电、运输、放炮等类型，在2008
‑
2020年间，其中顶板、瓦斯事故的占比最多。但随着各类机械开采设备在井下的运用，井下设备的增多，机电事故和电气事故在矿井事故中的占比有所上升。
[0004]在现代化矿井中，机电设备的普遍应用给煤矿开采带来了巨大的便利，不仅提高了煤矿开采的效率，还在最大程度上保证了人员的安全。这些机电设备普遍具有耗电量大的特点，使井下生产过程中产生了巨大的用电负荷，为了满足井下机电设备的供电需求，为这些机电设备进行供电的电气设备越来越多。然而，由于煤矿井下存在高温、高湿等不利因素，对电气设备的维护保养比较困难，同时由于大部分矿工的文化水平较低，安全生产意识不足，频繁出现电气设备未按时、按要求维护的情况，存在电气设备带病运行的现象，影响矿井的安全生产。
[0005]电气设备的故障和事故具有很强的隐蔽性和突然性，井下人员往往难以察觉机电事故的征兆。如何避免和预防电气事故的发生，降低事故危害，是目前矿井生产中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：提供一种基于云服务的矿井安全生产监测系统及监测方法，以对电气设备的运行状态和故障进行监测和预防，解决电气设备故障引起的矿井生产事故难以预防的问题。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种基于云服务的矿井安全生产监测系统，包括：
[0009]电气设备监测组件，包括若干电流传感器、电压传感器及设备温度传感器，所述电流传感器用于测量井下电气设备的工作电流，所述电压传感器用于测量井下电气设备的工作电压，所述设备温度传感器用于测量井下电气设备的特定部位温度；
[0010]环境参数监测组件，包括若干个环境温度传感器、可燃气体传感器和氧气浓度传感器，所述环境温度传感器、可燃气体传感器和氧气浓度传感器设置于井下，所述可燃气体
传感器的检测对象至少包括CH4和CO；
[0011]第一通信模块，所述第一通信模块安装于井下，并与电气设备监测组件、环境参数监测组件通信；
[0012]第二通信模块，所述第二通信模块安装于井上，并与第一通信模块通信；
[0013]云服务器，所述云服务器与第二通信模块通信；
[0014]显示装置，所述显示装置至少用于显示电气设备监测组件、环境参数监测组件获取的数据，所述显示装置设置于井上；
[0015]交互端，所述交互端设置于井下，所述交互端与第一通信模块进行通信，所述交互端至少用于显示云服务器发送的信息。
[0016]优选的，所述云服务器包括数据存储模块、数据处理模块与第三通信模块，所述第三通信模块接收到数据后，所述数据处理模块将该数据与数据存储模块中存储的限定值进行比对，根据比对结果从数据存储模块中调取对应的决策方案，并将所述决策方案发送至交互端。
[0017]优选的，所述电流传感器包括电流变送器、电流互感器。
[0018]优选的，还包括挤压检测组件，所述挤压检测组件包括挤压检测线，所述挤压检测线与井下动力电缆并行设置。
[0019]优选的，所述云服务器还包括预警模块，当所述通信模块接收的数据符合预警条件时，所述预警模块向交互端发出预警信息。
[0020]优选的，所述交互端还用于输入确认信息，并将所述确认信息通过第一通信模块发送。
[0021]优选的，所述挤压检测线包括空心绝缘管、第一裸导线、第二裸导线，所述第一裸导线、第二裸导线设置于空心绝缘管内表面，所述挤压检测组件还包括电阻计，所述电阻计用于测量第一裸导线、第二裸导线之间的电阻，所述电阻计与第一通信模块通信。
[0022]优选的，所述第一裸导线、第二裸导线组成双螺旋线。
[0023]本专利技术还提供一种基于云服务的矿井安全生产监测方法，包括如下步骤：
[0024]S1：获取井下的温度、氧气浓度、可燃气体浓度以及电气设备的工作电压、工作电流的实时数据；
[0025]S2：将S1中获得的实时数据分别与限定值进行比对，若未超出限定值，执行步骤S1，若超出限定值，执行步骤S3；
[0026]S3：将S1中获得的实时数据分别与预警值进行比对，若小于预警值，执行步骤S4，若达到或超出预警值，执行步骤S5；
[0027]S4：从云服务器的数据存储模块中调取实时数据介于限定值与预警值之间的决策方案，并将所述决策方案发送至交互端；
[0028]S5：从云服务器的数据存储模块中调取实时数据达到或超出预警值的决策方案，并将所述决策方案发送至交互端，同时预警模块向交互端发出预警信息。
[0029]优选的，步骤S1中，还包括获取挤压检测线的电阻值的实时数据，步骤S2中，还包括比较该电阻值的实时数据与限定值的大小，当该实时数据低于限定值时，计算挤压检测线受挤压处与电阻计的距离，并将计算结果发送至交互端与显示装置。
[0030]上述监测方法中，挤压检测线受挤压处与电阻计的距离可通过如下方式计算：
[0031]D＝R/R0，其中
[0032]D＝挤压检测线受挤压处与电阻计的距离，单位为m；
[0033]R＝挤压检测线电阻值的实时数据，单位为Ω；
[0034]R0＝单位长度挤压检测线中第一裸导线、第二裸导线的阻值之和，单位为Ω/m。
[0035]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0036](1)通过实时监测井下电气设备的工作电压、电流等运行参数，将实时测量数据与云服务器中的数据进行比对，根据比对结果选择预先指定的决策方案发送给井下的交互端，以便井下人员及时发现电气设备故障并采用最佳处理措施，并节省生产管理人员根据故障制定处理方案的时间，能够有效避免和预防电气事故的发生，降低事故危害；
[0037](2)井下环境尤其是采面附近的环境较为恶劣，具有低光照、空间狭窄、作业设备多的特点，井下线缆容易遭受矿石掩埋、机械设备碾压，从而引起线缆受损、断裂，本专利技术通过挤压检测组件可以对井下的动力电缆是否受到挤压进行监测，当与动力电缆并行设置的挤压检测线受到挤压并变形时，第一裸导线、第二裸导线在挤压处接触并接通电阻计的电路，使电阻计测得的阻值从正无穷急剧变小，并可根据阻值大小计算受挤压处与电阻计的距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云服务的矿井安全生产监测系统，其特征在于，包括：电气设备监测组件（100），包括若干电流传感器（101）、电压传感器（102）及设备温度传感器（103），所述电流传感器（101）用于测量井下电气设备的工作电流，所述电压传感器（102）用于测量井下电气设备的工作电压，所述设备温度传感器（103）用于测量井下电气设备的特定部位温度；环境参数监测组件（200），包括若干个环境温度传感器（201）、可燃气体传感器（202）和氧气浓度传感器（203），所述环境温度传感器（201）、可燃气体传感器（202）和氧气浓度传感器（203）设置于井下，所述可燃气体传感器（202）的检测对象至少包括CH4和CO；第一通信模块（300），所述第一通信模块（300）安装于井下，并与电气设备监测组件（100）、环境参数监测组件（200）通信；第二通信模块（400），所述第二通信模块（400）安装于井上，并与第一通信模块（300）通信；云服务器（500），所述云服务器（500）与第二通信模块（400）通信；显示装置（600），所述显示装置（600）至少用于显示电气设备监测组件（100）、环境参数监测组件（200）获取的数据，所述显示装置（600）设置于井上；交互端（700），所述交互端（700）设置于井下，所述交互端（700）与第一通信模块（300）进行通信，所述交互端（700）至少用于显示云服务器（500）发送的信息。2.根据权利要求1所述的一种基于云服务的矿井安全生产监测系统，其特征在于，所述云服务器（500）包括数据存储模块（501）、数据处理模块（502）与第三通信模块（503），所述第三通信模块（503）接收到数据后，所述数据处理模块（502）将该数据与数据存储模块（501）中存储的限定值进行比对，根据比对结果从数据存储模块（501）中调取对应的决策方案，并将所述决策方案发送至交互端（700）。3.根据权利要求1或2所述的一种基于云服务的矿井安全生产监测系统，其特征在于，所述电流传感器（101）包括电流变送器（1011）、电流互感器（1012）。4.根据权利要求1或2所述的一种基于云服务的矿井安全生产监测系统，其特征在于，还包括挤压检测组件（800），所述挤压检测组件（800）包括挤压检测线（801），所述挤压检测线（801）与井下动力电缆并行设置。5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵松，闫小关，王京涛，堵会泳，彭磊，王旭强，王鹏，刘毅恒，丁忠彦，凡浩杰，王向东，孙迎涛，
申请(专利权)人：河南平煤神马电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：