CN104847410A - 矿用综合智能瓦斯探测预警方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿井下防爆、抑爆领域，提供一种矿用综合智能瓦斯探测预警方法及***，以解决目前的瓦斯探测方法由于存在局限性所导致的探测精度不高的问题，该***包括数据采集模块和控制器，数据采集模块用于采集煤矿环境信息，控制器包括初始化模块、初步判断模块、综合判断模块和补充判断模块。本发明提出的技术方案实现了对煤矿下瓦斯***隐患的精确探测，从而能够基于探测信息采取针对性的处理措施对瓦斯***进行预防或抑制。
Description
技术领域
本发明涉及矿井下防爆、抑爆领域，特别涉及一种矿用综合智能瓦斯探测预警方法及***。
背景技术
现有煤矿探测预警技术主要以单独的瓦斯浓度探测或者单独特种气体探测为主。单独的瓦斯浓度探测可以为***提供瓦斯浓度信息，在超过预先设定的预警值后，其后续相应控制手段会被执行，从而抑制瓦斯***。
现有探测技术手段具有以下缺陷：
(1)由于瓦斯***界限并非一成不变，其与温度、压力、煤尘浓度等数据相关，因此，现有测量并不能准确判断实测的瓦斯浓度是否处于当时的瓦斯***浓度界限中。
(2)由于采用CO、CO2等探测器单独探测，因此仅能提供独立信息，无法进行综合判断。例如CO的产生与煤尘低氧自燃有关，但是单独测量无法准确判断煤自燃位置。若CO浓度与温度探测进行结合，即可发现煤自燃现象并判断出自燃点，从而根据现有瓦斯浓度对***发生可能性进行准确的判断。
(3)由于现有探测手段无法提供足够的探测精度，所以现有技术手段的探测可能导致漏报、误报或过度报警等问题，对煤矿下实际生产环境造成不良影响。
发明内容
【要解决的技术问题】
本发明的目的是提供一种矿用综合智能瓦斯探测预警方法及***，以解决目前的瓦斯探测方法由于存在局限性所导致的探测精度不高的问题。
【技术方案】
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明首先涉及一种矿用综合智能瓦斯探测预警方法，该方法包括：
步骤A：设置不同环境温度下的***界限、不同煤层气体压力下的***界限、不同煤尘浓度下的***界限；
步骤B：采集煤矿环境信息，所述环境信息至少包括瓦斯浓度、环境温度、煤尘浓度、煤层气体压力；
步骤C：判断采集到的环境温度是否满足第一判断条件，判断采集到的煤层气体压力是否满足第二判断条件，判断采集到的煤尘浓度是否满足第三判断条件，所述第一判断条件为温度大于等于温度阈值，所述第二判断条件为煤层气体压力大于等于压力阈值，所述第三判断条件为煤尘浓度大于等于煤尘浓度阈值，如果环境温度、煤层气体压力、煤尘浓度均不满足对应的判断条件，则提示环境无***隐患并退出本方法流程，反之则提示环境不适合生存并执行步骤D和/或步骤E；
步骤D：查找采集到的环境温度下的***界限得到第一***界限，查找采集到的煤层气体压力下的***界限得到第二***界限，查找采集到的煤尘浓度下的***界限得到第三***界限，判断采集到的瓦斯浓度是否属于第一***界限、是否属于第二***界限、是否属于第三***界限，如果瓦斯浓度不属于第一***界限、第二***界限和第三***界限，则提示环境无***隐患，反之则提示环境有***隐患；
步骤E：判断采集到的瓦斯浓度是否大于等于瓦斯浓度阈值，如果是则提示环境有***隐患。
作为一种优选的实施方式，所述温度阈值为100℃，所述压力阈值为0.3MPa，所述煤尘浓度阈值为25g/m3，所述瓦斯浓度阈值为3％。
作为另一种优选的实施方式，所述步骤D中：如果采集到的瓦斯浓度属于第一***界限，则提示环境温度过高，如果采集到的瓦斯浓度属于第二***界限，则提示煤层气体压力过大，如果采集到的瓦斯浓度属于第三***界限，则提示煤尘浓度过高。
作为另一种优选的实施方式，所述步骤E中，如果瓦斯浓度大于等于瓦斯浓度阈值，则提示瓦斯浓度过高。
作为另一种优选的实施方式，所述步骤A中的煤层气体包括瓦斯、CO和CO2。
作为另一种优选的实施方式，所述提示信息通过显示设备显示。
本发明还涉及一种矿用综合智能瓦斯探测预警***，该***包括数据采集模块和控制器，所述数据采集模块用于采集煤矿环境信息，所述环境信息至少包括瓦斯浓度、环境温度、煤尘浓度、煤层气体压力，所述控制器包括：
初始化模块，用于设置不同环境温度下的***界限、不同煤层气体压力下的***界限、不同煤尘浓度下的***界限；
初步判断模块，用于判断采集到的环境温度是否满足第一判断条件，判断采集到的煤层气体压力是否满足第二判断条件，判断采集到的煤尘浓度是否满足第三判断条件，所述第一判断条件为温度大于等于温度阈值，所述第二判断条件为煤层气体压力大于等于压力阈值，所述第三判断条件为煤尘浓度大于等于煤尘浓度阈值，如果环境温度、煤层气体压力、煤尘浓度均不满足对应的判断条件，则提示环境无***隐患，反之则通知综合判断模块和/或补充判断模块；
综合判断模块，包括查找单元和判断单元，所述查找单元用于查找采集到的环境温度下的***界限得到第一***界限、查找采集到的煤层气体压力下的***界限得到第二***界限、查找采集到的煤尘浓度下的***界限得到第三***界限，所述判断单元用于判断采集到的瓦斯浓度是否属于第一***界限、是否属于第二***界限、是否属于第三***界限，如果瓦斯浓度不属于第一***界限、第二***界限和第三***界限，则提示环境无***隐患，反之则提示环境有***隐患；
补充判断模块，用于判断采集到的瓦斯浓度是否大于等于瓦斯浓度阈值，如果是则提示环境有***隐患。
作为一种优选的实施方式，所述综合判断模块被配置成：如果采集到的瓦斯浓度属于第一***界限，则提示环境温度过高；如果采集到的瓦斯浓度属于第二***界限，则提示煤层气体压力过大；如果采集到的瓦斯浓度属于第三***界限，则提示煤尘浓度过高，
所述补充判断模块被配置成：如果瓦斯浓度大于等于瓦斯浓度阈值，则提示瓦斯浓度过高。
作为另一种优选的实施方式，所述数据采集模块至少包括瓦斯浓度传感器、O2浓度传感器、CO浓度传感器、CO2浓度传感器、温度传感器和煤尘浓度传感器。
作为另一种优选的实施方式，该***还包括显示模块，所述显示模块用于显示提示信息。
【有益效果】
本发明提出的技术方案具有以下有益效果：
本发明通过对探测到的各种环境参数进行综合判断，实现了对煤矿下瓦斯***隐患的精确探测，从而能够基于探测信息采取针对性的处理措施对瓦斯***进行预防或抑制。
附图说明
图1为本发明的实施例一提供的矿用综合智能瓦斯探测预警***的结构框图；
图2为本发明的实施例二提供的矿用综合智能瓦斯探测预警方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1为本发明实施例一提供的矿用综合智能瓦斯探测预警***的结构框图。如图1所示，该预警***包括数据采集模块1和控制器2，所述数据采集模块1用于采集煤矿环境信息，该环境信息包括瓦斯浓度、环境温度、煤尘浓度、煤层气体压力，控制器2包括初始化模块21、初步判断模块22、综合判断模块23、补充判断模块24。
初始化模块21用于设置不同环境温度下的***界限、不同煤层气体压力下的***界限、不同煤尘浓度下的***界限。
初步判断模块22被配置成：判断采集到的环境温度是否满足第一判断条件，判断采集到的煤层气体压力是否满足第二判断条件，判断采集到的煤尘浓度是否满足第三判断条件，其中第一判断条件为温度大于等于温度阈值，第二判断条件为煤层气体压力大于等于压力阈值，第三判断条件为煤尘浓度大于等于煤尘浓度阈值，如果环境温度、煤层气体压力、煤尘浓度均不满足对应的判断条件，则提示环境无***隐患，反之则通知综合判断模块23和补充判断模块24。
综合判断模块23包括查找单元和判断单元，其中查找单元被配置成：当接收到初步判断模块22的通知后，查找采集到的环境温度下的***界限得到第一***界限、查找采集到的煤层气体压力下的***界限得到第二***界限、查找采集到的煤尘浓度下的***界限得到第三***界限，判断单元被配置成：判断采集到的瓦斯浓度是否属于第一***界限、是否属于第二***界限、是否属于第三***界限，如果瓦斯浓度不属于第一***界限、第二***界限和第三***界限，则提示环境无***隐患，反之则提示环境有***隐患。具体地，判断单元还被配置成：如果采集到的瓦斯浓度属于第一***界限，则提示环境温度过高，如果采集到的瓦斯浓度属于第二***界限，则提示煤层气体压力过大，如果采集到的瓦斯浓度属于第三***界限，则提示煤尘浓度过高。
补充判断模块24被配置成：当接收到初步判断模块22的通知后，判断采集到的瓦斯浓度是否大于等于瓦斯浓度阈值，如果是则提示环境有***隐患并提示瓦斯浓度过高。
采用实施例一提供的***实现矿用综合智能瓦斯探测预警的方法可以参考下述具体方法实施例。
图2为本发明实施例二提供的矿用综合智能瓦斯探测预警***的方法流程图。如图2所示，该方法包括步骤S1至步骤S5，下面分别对上述步骤进行详细说明。
步骤S1：初始化不同环境信息下的***界限。
步骤S1包括设置不同环境温度下的***界限、不同煤层气体压力下的***界限、不同煤尘浓度下的***界限，本实施例中，煤层气体包括瓦斯、CO和CO2。不同环境温度下的***界限包括***上限和***下限，表1为各种环境温度下的***界限，如表1所示，表1中给出了环境温度为20℃、100℃、300℃、600℃、700℃、900℃下的***界限，其中环境温度为20℃的***上限为0.056、***下限为0.143，对于20℃与100℃之间各个环境温度下的***界限、100℃与300℃之间各个环境温度下的***界限、300℃与600℃之间各个环境温度下的***界限、600℃与700℃之间各个环境温度下的***界限、700℃与900℃之间各个环境温度下的***界限可以分别采用最小二乘算法进行数据拟合得到。
表1各种环境温度下的***界限
不同煤层气体压力下的***界限包括***上限和***下限，表2为各种煤层气体压力下的***界限，如表2所示，表2中给出了煤层气体压力为0.1MPa、
1MPa、5MPa、12.5MPa下的***界限，其中煤层气体压力为0.1MPa时的***上限为0.056、***下限为0.143，对于0.1MPa与12.5MPa之间各个煤层气体压力下的***界限、1MPa与5MPa之间各个煤层气体压力下的***界限、5MPa与12.5MPa之间各个煤层气体压力下的***界限可以分别采用最小二乘算法进行数据拟合得到。
表2各种煤层气体压力下的***界限
不同煤尘浓度下的***界限包括***上限和***下限，表3为各种煤尘浓度下的***界限。如表3所示，表3中给出了煤尘浓度为0g/m3(即无煤尘)、30g/m3、50g/m3、60g/m3下的***界限，其中煤尘浓度为0g/m3时的***上限为0.056、***下限为0.143，对于0g/m3与30g/m3之间各个煤尘浓度下的***界限、30g/m3与50g/m3之间各个煤尘浓度下的***界限、50g/m3与60g/m3之间各个煤尘浓度下的***界限可以分别采用最小二乘算法进行数据拟合得到。
表3各种煤尘浓度下的***界限
另外需要说明，步骤S1也可以在步骤S2执行后执行。
步骤S2：采集煤矿环境信息。
步骤S2中采集的煤矿环境信息包括瓦斯浓度、环境温度、煤尘浓度、煤层气体压力。本实施例中，煤层气体包括瓦斯、CO和CO2。
步骤S3：根据采集到的煤矿环境信息进行初步判断。
步骤S3中，判断采集到的环境温度是否满足第一判断条件，判断采集到的煤层气体压力是否满足第二判断条件，判断采集到的煤尘浓度是否满足第三判断条件，其中第一判断条件为温度大于等于温度阈值，第二判断条件为煤层气体压力大于等于压力阈值，第三判断条件为煤尘浓度大于等于煤尘浓度阈值，如果采集到的环境温度不满足第一判断条件、采集到的煤层气体压力不满足第二判断条件、采集到的煤尘浓度不满足第三判断条件，则提示环境无***隐患并退出本方法流程，反之则提示环境不适合生存并执行步骤S4和步骤S5。本实施例中，温度阈值为100℃，压力阈值为0.3MPa，煤尘浓度阈值为25g/m3。
步骤S4：根据采集到的煤矿环境信息进行综合判断。
步骤S4中，基于步骤S1中设置的***界限，查找采集到的环境温度下的***界限得到第一***界限，查找采集到的煤层气体压力下的***界限得到第二***界限，查找采集到的煤尘浓度下的***界限得到第三***界限，判断采集到的瓦斯浓度是否属于第一***界限、是否属于第二***界限、是否属于第三***界限，如果瓦斯浓度不在第一***界限内，也不在第二***界限和第三***界限内，则提示环境无***隐患，反之则提示环境有***隐患。具体地，如果采集到的瓦斯浓度属于第一***界限，则提示环境温度过高；如果采集到的瓦斯浓度属于第二***界限，则提示煤层气体压力过大；如果采集到的瓦斯浓度属于第三***界限，则提示煤尘浓度过高。
步骤S5：根据采集到的煤矿环境信息进行补充判断。
步骤S5中，判断采集到的瓦斯浓度是否大于等于瓦斯浓度阈值，如果瓦斯浓度大于等于瓦斯浓度阈值则提示环境有***隐患并提示瓦斯浓度过高，本实施例中，瓦斯浓度阈值为3％。
从以上实施例可以看出，本发明实施例通过对探测到的各种环境参数进行综合判断，实现了对煤矿下瓦斯***隐患的精确探测，从而能够基于探测信息采取针对性的处理措施对瓦斯***进行预防或抑制。
Claims (10)
1.一种矿用综合智能瓦斯探测预警方法，其特征在于包括：
步骤A：设置不同环境温度下的***界限、不同煤层气体压力下的***界限、不同煤尘浓度下的***界限；
步骤B：采集煤矿环境信息，所述环境信息至少包括瓦斯浓度、环境温度、煤尘浓度、煤层气体压力；
步骤C：判断采集到的环境温度是否满足第一判断条件，判断采集到的煤层气体压力是否满足第二判断条件，判断采集到的煤尘浓度是否满足第三判断条件，所述第一判断条件为温度大于等于温度阈值，所述第二判断条件为煤层气体压力大于等于压力阈值，所述第三判断条件为煤尘浓度大于等于煤尘浓度阈值，如果环境温度、煤层气体压力、煤尘浓度均不满足对应的判断条件，则提示环境无***隐患并退出本方法流程，反之则提示环境不适合生存并执行步骤D和/或步骤E；
步骤D：查找采集到的环境温度下的***界限得到第一***界限，查找采集到的煤层气体压力下的***界限得到第二***界限，查找采集到的煤尘浓度下的***界限得到第三***界限，判断采集到的瓦斯浓度是否属于第一***界限、是否属于第二***界限、是否属于第三***界限，如果瓦斯浓度不属于第一***界限、第二***界限和第三***界限，则提示环境无***隐患，反之则提示环境有***隐患；
步骤E：判断采集到的瓦斯浓度是否大于等于瓦斯浓度阈值，如果是则提示环境有***隐患。
2.根据权利要求1所述的矿用综合智能瓦斯探测预警方法，其特征在于所述温度阈值为100℃，所述压力阈值为0.3MPa，所述煤尘浓度阈值为25g/m3，所述瓦斯浓度阈值为3％。
3.根据权利要求1所述的矿用综合智能瓦斯探测预警方法，其特征在于所述步骤D中：如果采集到的瓦斯浓度属于第一***界限，则提示环境温度过高，如果采集到的瓦斯浓度属于第二***界限，则提示煤层气体压力过大，如果采集到的瓦斯浓度属于第三***界限，则提示煤尘浓度过高。
4.根据权利要求1所述的矿用综合智能瓦斯探测预警方法，其特征在于所述步骤E中，如果瓦斯浓度大于等于瓦斯浓度阈值，则提示瓦斯浓度过高。
5.根据权利要求1至4中任一所述的矿用综合智能瓦斯探测预警方法，其特征在于所述步骤A中的煤层气体包括瓦斯、CO和CO2。
6.根据权利要求1至4中任一所述的矿用综合智能瓦斯探测预警方法，其特征在于所述提示信息通过显示设备显示。
7.一种矿用综合智能瓦斯探测预警***，其特征在于包括数据采集模块和控制器，所述数据采集模块用于采集煤矿环境信息，所述环境信息至少包括瓦斯浓度、环境温度、煤尘浓度、煤层气体压力，所述控制器包括：
初始化模块，用于设置不同环境温度下的***界限、不同煤层气体压力下的***界限、不同煤尘浓度下的***界限；
初步判断模块，用于判断采集到的环境温度是否满足第一判断条件，判断采集到的煤层气体压力是否满足第二判断条件，判断采集到的煤尘浓度是否满足第三判断条件，所述第一判断条件为温度大于等于温度阈值，所述第二判断条件为煤层气体压力大于等于压力阈值，所述第三判断条件为煤尘浓度大于等于煤尘浓度阈值，如果环境温度、煤层气体压力、煤尘浓度均不满足对应的判断条件，则提示环境无***隐患，反之则通知综合判断模块和/或补充判断模块；
综合判断模块，包括查找单元和判断单元，所述查找单元用于查找采集到的环境温度下的***界限得到第一***界限、查找采集到的煤层气体压力下的***界限得到第二***界限、查找采集到的煤尘浓度下的***界限得到第三***界限，所述判断单元用于判断采集到的瓦斯浓度是否属于第一***界限、是否属于第二***界限、是否属于第三***界限，如果瓦斯浓度不属于第一***界限、第二***界限和第三***界限，则提示环境无***隐患，反之则提示环境有***隐患；
补充判断模块，用于判断采集到的瓦斯浓度是否大于等于瓦斯浓度阈值，如果是则提示环境有***隐患。
8.根据权利要求7所述的矿用综合智能瓦斯探测预警***，其特征在于所述综合判断模块被配置成：如果采集到的瓦斯浓度属于第一***界限，则提示环境温度过高；如果采集到的瓦斯浓度属于第二***界限，则提示煤层气体压力过大；如果采集到的瓦斯浓度属于第三***界限，则提示煤尘浓度过高，
所述补充判断模块被配置成：如果瓦斯浓度大于等于瓦斯浓度阈值，则提示瓦斯浓度过高。
9.根据权利要求7或8所述的矿用综合智能瓦斯探测预警***，其特征在于所述数据采集模块至少包括瓦斯浓度传感器、O2浓度传感器、CO浓度传感器、CO2浓度传感器、温度传感器和煤尘浓度传感器。
10.根据权利要求7或8所述的矿用综合智能瓦斯探测预警***，其特征在于还包括显示模块，所述显示模块用于显示提示信息。
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