【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿开采安全监测，具体而言，涉及一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统。
技术介绍
1、煤矿开采是一项高风险作业，涉及到爆炸、坍塌和火灾等多种安全风险，为了有效提升煤矿开采安全水平和减少事故的发生，并保障矿工的生命安全和矿山的可持续发展，需要对煤矿开采安全进行监测和及时预警。
2、现有的煤矿开采安全监测主要监测矿井内的气体环境情况和设备故障情况，很显然，这种安全监测还存在以下几个方面的问题：1、过于侧重矿井内的气体环境情况和设备故障情况，对其电力线路的安全情况监测较为缺乏，无法展示不同线路的接线状态，进而无法及时发现并评估线路存在的故障、损坏或异常情况，无法降低因线路故障引发的火灾、电击、电气设备损坏等安全事故的发生，进而使得煤矿开采安全监测覆盖面不足。
3、2、对于结构稳定层面，当前仅从支架位置偏移，即支架的沉降和位移层面，未结合其支角状态以及结构状态进行综合性分析，使得煤矿的结构稳定性得不到保障，增加了煤矿坍塌的可能性，从而降低了煤矿开采安全监测的可靠性。
4、3、当前侧向与单要素的监测预警，未进行多维度融合性分析，从而威胁了施工人员的生命财产安全，降低了煤矿开采安全分析的精准性。
技术实现思路
1、鉴于此，为解决上述
技术介绍
中所提出的问题，现提出一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统，包括：电力线路信息
3、环境信息监测分析模块，用于通过5g网络联动各环境监测设备监测目标矿井当前的温度、粉尘浓度、瓦斯浓度、氧气含量以及开采机器在运行时的响度和音色，从而分析目标矿井当前对应的环境安全系数
4、液压支架信息采集分析模块，用于采集目标矿井中各液压支架的图像，得到各液压支架的图像信息，从而分析目标矿井对应的结构安全系数ξ。
5、云数据库，用于存储电力线路的额定电流和额定电压，存储防爆接线盒的耐受温度，并存储液压支架的顶梁初始高度、立柱与底座的初始夹角和立柱的初始轮廓图像。
6、煤矿开采安全分析预警终端，用于分析目标矿井的开采安全系数ψ，并当目标矿井的开采安全系数小于设定值时进行预警。
7、具体地，所述分析目标矿井当前对应的电力线路安全系数，具体分析过程为：a1、将目标矿井当前对应各电力线路的流经电流和流经电压分别记为ij和uj,其中，j表示电力线路的编号，j＝1,2,...,m。
8、a2、从云数据库中提取电力线路的额定电流和额定电压，并分别记为i额和u额。
9、a3、计算目标矿井的各电力线路对应电学层面的安全系数βj，其中，δi和δu分别表示设定参照的电流偏差和电压偏差，a1和a2分别表示设定的电流偏差和电压偏差对应电学层面的安全评估占比权重。
10、a4、若目标矿井的某电力线路对应电学层面的安全系数小于设定值，则判定该电力线路为不安全线路，统计目标矿井的不安全线路数目，记为m。
11、a5、从目标矿井的各电力线路对应电学层面的安全系数中提取最小值，记为β小。
12、a6、计算目标矿井的电力线路对应电学层面的安全系数ω电，其中，m′和β′分别表示设定参照的不安全线路数目和安全系数，a3和a4分别表示设定的不安全线路数目和安全系数对应电力线路的电学层面的安全评估占比权重，e表示自然常数。
13、a7、根据各防爆接线盒的表面缺陷信息，计算目标矿井的电力线路对应防爆接线盒层面的安全系数ω爆。
14、a8、计算目标矿井当前对应的电力线路安全系数χ，其中，a5和a6分别表示设定的电学层面和防爆接线盒层面对应电力线路安全评估占比权重。
15、具体地，所述计算目标矿井的电力线路对应防爆接线盒层面的安全系数，具体计算过程为：b1、根据各防爆接线盒的表面缺陷信息，计算目标矿井的电力线路对应防爆接线盒的破损度和腐蚀度，并分别记为ρ破和ρ腐。
16、b2、根据目标矿井当前的温度，计算目标矿井的温度影响因子λ。
17、b3、计算目标矿井的电力线路对应防爆接线盒层面的安全系数其中，ρ′破和ρ′腐分别表示设定参照的破损度和腐蚀度，a7和a8分别表示设定的破损度和腐蚀度对应防爆接线盒层面安全评估占比权重。
18、具体地，所述计算目标矿井的温度影响因子，具体计算过程为：c1、将目标矿井当前的温度记为w。
19、c2、从云数据库中提取防爆接线盒的耐受温度，记为w耐。
20、c3、计算目标矿井的温度影响因子λ，δw表示设定参照的温度偏差。
21、具体地，所述分析目标矿井当前对应的环境安全系数，具体分析过程为：d1、将目标矿井当前的粉尘浓度、瓦斯浓度和氧气含量分别记为ε、η和μ。
22、d2、计算目标矿井的气体状态异常度δ，其中，ε′、η′、μ′和δμ分别表示设定参照的粉尘浓度、瓦斯浓度、氧气含量和氧气含量偏差，b1、b2和b3分别表示设定的粉尘浓度、瓦斯浓度和氧气含量偏差对应气体状态异常评估占比权重。
23、d3、根据目标矿井当前的开采机器在运行时的响度和音色，计算目标矿井的设备状态异常度φ。
24、d4、计算目标矿井当前对应的环境安全系数其中，δ′和φ′分别表示设定参照的气体状态异常度和设备状态异常度，b4和b5分别表示设定的气体状态异常和设备状态异常对应环境安全评估占比权重。
25、具体地，所述计算目标矿井的设备状态异常度，具体计算过程为：e1、将目标矿井当前的开采机器在运行时的响度记为
26、e2、将目标矿井当前的开采机器在运行时的音色与设定的设备异常音色进行匹配对比。
27、e3、若目标矿井当前的开采机器在运行时的音色与设定的设备异常音色匹配成功，则将目标矿井当前的开采机器在运行时的音色符合系数记为反之，则将目标矿井当前的开采机器在运行时的音色符合系数记为由此得到目标矿井当前的开采机器在运行时的音色符合系数其中，取值为或者
28、e4、计算计算目标矿井的设备状态异常度φ，其中，和分别表示设定参照的响度和音色符合系数，b6和b7分别表示设定的响度和音色符合系数对应设备状态异常评估占比权重。
29、具体地，所述图像信息包括顶梁高度、立柱轮廓面积和立柱中心点位置。
30、具体地，所述分析目标矿井对应的结构安全系数，具体分析过程为：f1、从图像信息中提取目标矿井中各液压支架的顶梁高度。
31、f2、从云数据库中提取液压支架的顶梁初始高度。
32、f3、将目标矿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述分析目标矿井当前对应的电力线路安全系数，具体分析过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述计算目标矿井的电力线路对应防爆接线盒层面的安全系数，具体计算过程为：
4.根据权利要求3所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述计算目标矿井的温度影响因子，具体计算过程为：
5.根据权利要求2所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述分析目标矿井当前对应的环境安全系数，具体分析过程为：
6.根据权利要求5所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述计算目标矿井的设备状态异常度，具体计算过程为：
7.根据权利要求2所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述图像信息包括顶梁高度、立柱轮廓面积和立柱中心点位置。
8.根据
9.根据权利要求8所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述计算目标矿井中液压支架的偏移系数，具体计算过程为：
10.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述目标矿井的开采安全系数的计算公式为：其中，c6、c7和c8分别表示设定的电力线路安全、环境安全和结构安全对应开采安全评估占比权重。
...【技术特征摘要】
1.一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述分析目标矿井当前对应的电力线路安全系数，具体分析过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述计算目标矿井的电力线路对应防爆接线盒层面的安全系数，具体计算过程为：
4.根据权利要求3所述的一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述计算目标矿井的温度影响因子，具体计算过程为：
5.根据权利要求2所述的一种基于5g网络的煤矿开采安全监测预警系统，其特征在于：所述分析目标矿井当前对应的环境安全系数，具体分析过程为：
6.根据权利要求5所述的一种基于5g网络的煤矿开采安全监...
【专利技术属性】
技术研发人员：王世杰，
申请(专利权)人：中煤华晋集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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