一、系統簡介
災害綜合防治系統是通過對井下瓦斯、水害、火災、粉塵、頂板、地壓等災害監測系統集成,綜合運用人工智能、大數據、物聯網、云計算、移動互聯、機器學習、三維仿真建模等技術手段,緊緊圍繞著煤礦安全管理,融合礦井“人、機、環、管”多系統、跨業務監測監控數據,基于多源異構數據統一集成規范、多系統融合聯動技術、災害成因機理和大數據分析技術,構建智能災害綜合防治系統,實現煤礦瓦斯、水、火、頂板、粉塵等災害信息的監測預警和災害模擬仿真,為災害超前治理和源頭管控提供依據,提升礦井災害防治水平,實現礦井災害智能化防控。
二、總體架構
三、建設目標
(1)根據礦井煤層賦存條件及災害類型,建立符合煤礦實際需求的智能安全管控平臺,實現對煤礦所有監測數據的集成與共享。
(2)建立完善的瓦斯智能感知系統,實現監測數據的自動上傳、分析、預警及避災路線的自動規劃。
(3)集成井上下水文智能動態監測系統,實現對井上下監測數據實時共享與分析。
(4)集成煤礦束管監測、光纖測溫等系統,實現對煤礦井下火災風險的預警報警功能。
(5)集成煤礦頂板災害在線監測系統數據,基于大數據分析模塊實現對頂板災害的預測預警。
(6)實現對煤礦多種災害監測數據的融合分析,能夠對煤礦潛在危險進行預警報警。
(7)能夠對人員入井裝備系統數據進行實時采集與分析,對人員井下環境及所在位置進行監測及分析。
四、主要功能
1.系統對甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、礦塵濃度、風速、風壓、濕度、溫度、饋電狀態、風門狀態、風筒狀態、局部通風機開停、主要風機開停等的監測監控功能。
實現分級報警,區分偽數據及異常數據,在顯示界面中以文本或靜態/動態圖形的方式來顯示設備的監測、報警、運行參數以及工作狀態。
與GIS融合,相應的監測設備(傳感器、分站)在三維巷道圖中標注。實時顯示監測點實時數據。與人員定位、應急廣播、通信等系統應急聯動。根據監測閾值、報警區域范圍、報警持續時長等條件分級報警;區分偽數據及異常數據。
2.實現對頂板壓力、地應力進行監測,監測工作面支架各柱的工作阻力、立柱伸縮量、超前支撐壓力,能夠分析初撐力、末阻力、推進度和來壓步距能力,通過監測地音、頂板位移、位移速度、位移加速度、紅外發射、電磁發射等監測數據,進行礦山壓力預測預報和工作面頂板危險程度預警分析能力。應實時監測工作面和巷道周圍的煤體、巖體應力及其變化趨勢,診斷和預報發生沖擊地壓危險區域和危險程度,具備沖擊地壓危險區和危險程度的實時監測預警和預報能力,形成監測報表、曲線、圖譜。
3.實現對頂板壓力、地應力進行監測,監測工作面支架各柱的工作阻力、立柱伸縮量、超前支撐壓力,能夠分析初撐力、末阻力、推進度和來壓步距能力,通過監測地音、頂板位移、位移速度、位移加速度、紅外發射、電磁發射等監測數據,進行礦山壓力預測預報和工作面頂板危險程度預警分析能力。應實時監測工作面和巷道周圍的煤體、巖體應力及其變化趨勢,診斷和預報發生沖擊地壓危險區域和危險程度,具備沖擊地壓危險區和危險程度的實時監測預警和預報能力,形成監測報表、曲線、圖譜。
4.接入膠帶機防滅火、電纜火災監測、火災監測、束管火災監測、采空區密閉內外壓差監測等監測數據,實現對各類火災監測系統中所涉及的O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等氣體含量實時監測、溫度,對可燃混合氣體爆炸危險性進行分析,監測氮氣滅火效果,可基于工作面自然特點,根據CO監測值、火災系數、溫度和變化趨勢進行分析預警。
5.接入膠帶機防滅火、電纜火災監測、火災監測、束管火災監測、采空區密閉內外壓差監測等監測數據,實現對各類火災監測系統中所涉及的O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等氣體含量實時監測、溫度,對可燃混合氣體爆炸危險性進行分析,監測氮氣滅火效果,可基于工作面自然特點,根據CO監測值、火災系數、溫度和變化趨勢進行分析預警。
6.實現對掘進工作面、采煤工作面、采煤機(掘進機)作業、井下煤倉放煤口、溜煤眼放煤口、輸送機轉載點、卸載點、硐室的、進風巷等相應場所的粉塵監測能力,并根據監測結果,發送降塵、控塵等指令。
7.實現多種災害監測數據的融合共享,以及對煤礦安全態勢的動態評估、預測、預警,結合透明化礦井進行位置定位,實現多元災害治理措施上圖;明確災害治理預警人工糾偏流程,進行分級推送。具備完善的災害感知預警系統,實現多種監測數據的統一傳輸和分類存儲。
礦井應急救援工作管理及指揮能力,根據災害監測預警、綜合評估結果,自動調用應急救援預案和避災路線,實現應急救援輔助指揮功能。
礦井環境參數的實時監測信息、重點區域的安全狀態實時評估及預警信息具有與人員單兵裝備進行實時互聯的功能。監測數據的實時分析功能,并具有對整體和主要采掘機運通系統安全運行狀態進行實時評估的功能。
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