一种煤矿瓦斯动态巡更系统及方法技术方案

本发明专利技术具体涉及一种煤矿瓦斯动态巡更系统及方法。所述动态巡更系统包括：光学瓦检仪，用于获取矿井内的甲烷浓度光学数据；定点测量终端，用于获取矿井内的甲烷浓度定点数据；巡检测量终端，用于获取矿井内的甲烷浓度巡检数据；数据处理模块，用于计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端的浓度变化趋势；然后根据三者的浓度变化趋势分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到矿井内的甲烷浓度值。本发明专利技术还相应的公开了一种动态巡更方法。本发明专利技术中的动态巡更系统及方法数据获取全面且能够提供数据参考，从而能够保证巡更系统所获取数据的真实性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿瓦斯动态巡更系统及方法
本专利技术涉及煤矿巡更系统
，具体涉及一种煤矿瓦斯动态巡更系统及方法。
技术介绍
在煤矿生产中，爆炸事故频发，其中瓦斯爆炸事故所带来的影响极其严重，各个煤矿对瓦斯浓度的监测极其重视。虽然各大煤矿均安装了安全生产监控系统，配备了先进的瓦斯检测设备，依然不能有效的遏制瓦斯爆炸事故的发生。通过对多起瓦斯爆炸事故的分析得知，管理人员及安检人员的工作不到位将有可能引起瓦斯事故。因此，加强矿井瓦斯监测和安全检查的管理，增强矿井瓦检员和安检员等特种作业人员的工作责任心，杜绝瓦斯检查、安全检查空班漏检，才能有效的控制矿井瓦斯爆炸事故。瓦斯主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，因此，我们目前针对瓦斯的检测主要是针对甲烷的检测。目前的甲烷便携仪能够方便矿工携带，并对矿工所处位置的甲烷浓度进行测量，理论上可以减少安全事故。但是，现在的甲烷便携仪器只有测量功能，地面人员不能接收到每个矿工所携带的甲烷便携仪的实时甲烷浓度值，地面管理人员也不能对瓦检员、安检员等实时有效的进行监督追踪，确认其是否按规定线路、时间、地点以及次数检查到位，及时发现和处理危险情况。同时，井下的手写看板，由于粉尘和湿度较大，手写看板存在书写错误，遗漏，看不清等问题，这些功能的缺失对安全生产的监测监控是极其不利的。为此，公开号为CN110259516A的中国专利公开了一种《煤矿瓦斯动态巡更管理系统》，其包括数据服务器、中心站监控主机、数据传输接口、电子看板、甲烷检测报警仪；数据服务器，用于实现数据存储和分发；中心站监控主机，用于实现系统所有数据的采集、数据分析、人机界面交互和预警联动；数据传输接口，用于完成井下设备与中心站监控主机的数据交互；甲烷检测报警仪，用于测量所处空气环境的甲烷浓度，并实现人员的位置定位。上述现有方案能够实时上传巡更人员所携带仪器的甲烷浓度数据和巡更人员的位置定位，从而能够及时发现和处理危险，并能够确认巡更人员是否按规定线路、时间、地点以及次数检查到位。但是，煤矿巡更时对于甲烷浓度数据的真实性要求是比较高的，因为这项数据直接反映着矿井的安全。然而，现有方案中仅以巡更人员所携带的巡检测量终端的数据为准，使得容易出现以下问题：一方面，巡更人员是按照设置的巡更路线巡检和测量，使得巡更路线以外的其他位置得不到测量，此时巡检测量终端获取的甲烷浓度数据可能不够全面；另一方面，当出现巡检测量终端故障(测量得到错误的甲烷浓度数据)或者巡检人员操作失误等问题时，巡检测量终端可能会上传错误的甲烷浓度数据。也就是说，巡检测量终端上传的数据不一定是真实的甲烷浓度数据，并且由于没有其他数据可供参考，使得巡更系统所获取数据的真实性难以判断，导致巡更系统对煤矿瓦斯的管控效果。因此，申请人想到设计一种数据获取全面且能够提供数据参考的煤矿瓦斯动态巡更系统及方法，以能够保证巡更系统所获取数据的真实性。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种数据获取全面且能够提供数据参考的煤矿瓦斯动态巡更系统及方法，以能够保证巡更系统所获取数据的真实性，从而能够提升巡更系统对煤矿瓦斯的管控效果。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种煤矿瓦斯动态巡更系统，包括：光学瓦检仪，用于获取矿井内的甲烷浓度光学数据；定点测量终端，设置于矿井内的各个指定位置，用于获取矿井内的甲烷浓度定点数据；巡检测量终端，由巡更人员携带，用于获取矿井内的甲烷浓度巡检数据；数据处理模块，用于根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端的浓度变化趋势；然后根据三者的浓度变化趋势分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到矿井内的甲烷浓度值。优选的，所述数据处理模块首先根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算生成反映光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端浓度变化趋势的浓度变化曲线；然后根据三者的浓度变化曲线分别计算三者在目标点位上的浓度变化率，并通过对比三者在目标点位上的浓度变化率来分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到甲烷浓度值。优选的，所述数据处理模块计算得到光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端在目标点位上的浓度变化率后，先根据设置的变化率误差修正值修正浓度变化率，再通过对比三者的浓度变化率来分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性。优选的，步骤S3中，通过如下步骤修正浓度变化率，并判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性：首先，根据公式Ai(1-a％)≤Aix≤Ai(1+a％)分别计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端修正后的浓度变化率；式中，Ai表示浓度变化率，Aix表示修正后的浓度变化率，a％表示变化率误差修正值；然后，判断A1x∩A2x∩A3x是否为空集，若是，则判定甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据为真实数据；否则，判定甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据为不真实数据；式中，A1x表示光学瓦检仪修正后的浓度变化率，A2x表示定点测量终端修正后的浓度变化率，A3x表示巡检测量终端修正后的浓度变化率。优选的，所述数据处理模块判断得到真实的甲烷浓度数据后，计算真实甲烷浓度数据的算术平均值作为矿井内的甲烷浓度值。优选的，所述巡检测量终端包括：甲烷测量模块，用于获取矿井内的甲烷浓度巡检数据；定位模块，用于获取巡更人员的位置定位信息；通信模块，用于将矿井内的甲烷浓度巡检数据和巡更人员的位置定位信息上传至所述数据处理模块。优选的，所述定位模块包括UWB定位单元、RFID射频单元或NFC单元中的一个或多个；所述UWB定位单元用于获取巡更人员物理定位信息；所述RFID射频单元用于与矿井内设置的RFID标签数据通信，以获取巡更人员区域定位信息；所述NFC单元用于与矿井内设置的无源标签数据通信，以获取巡更人员定点定位信息。优选的，所述数据处理模块用于根据巡更人员的位置定位信息计算生成该巡检人员的巡检轨迹信息。优选的，所述数据处理模块用于根据各个巡检人员的巡检轨迹信息更新设置的巡检路线。本专利技术还公开了一种煤矿瓦斯动态巡更方法，其基于上述的巡更系统实施，具体包括以下步骤：S1：分别获取光学瓦检仪、定点测量终端、巡检测量终端的甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据；S2：根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算生成反映光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端浓度变化趋势的浓度变化曲线；；S3：根据光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端的浓度变化曲线分别计算三者在目标点位上的浓度变化率，并通过对比三者目标点位上的浓度变化率来分别判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于，包括：/n光学瓦检仪，用于获取矿井内的甲烷浓度光学数据；/n定点测量终端，设置于矿井内的各个指定位置，用于获取矿井内的甲烷浓度定点数据；/n巡检测量终端，由巡更人员携带，用于获取矿井内的甲烷浓度巡检数据；/n数据处理模块，用于根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端的浓度变化趋势；然后根据三者的浓度变化趋势分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到矿井内的甲烷浓度值。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于，包括：
光学瓦检仪，用于获取矿井内的甲烷浓度光学数据；
定点测量终端，设置于矿井内的各个指定位置，用于获取矿井内的甲烷浓度定点数据；
巡检测量终端，由巡更人员携带，用于获取矿井内的甲烷浓度巡检数据；
数据处理模块，用于根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端的浓度变化趋势；然后根据三者的浓度变化趋势分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到矿井内的甲烷浓度值。


2.如权利要求1所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：所述数据处理模块首先根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算生成反映光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端浓度变化趋势的浓度变化曲线；然后根据三者的浓度变化曲线分别计算三者在目标点位上的浓度变化率，并通过对比三者在目标点位上的浓度变化率来分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到甲烷浓度值。


3.如权利要求2所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：所述数据处理模块计算得到光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端在目标点位上的浓度变化率后，先根据设置的变化率误差修正值修正浓度变化率，再通过对比三者的浓度变化率来分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性。


4.如权利要求3所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：步骤S3中，通过如下步骤修正浓度变化率，并判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性：
首先，根据公式Ai(1-a％)≤Aix≤Ai(1+a％)分别计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端修正后的浓度变化率；式中，Ai表示浓度变化率，Aix表示修正后的浓度变化率，a％表示变化率误差修正值；
然后，判断A1x∩A2x∩A3x是否为空集，若是，则判定甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据为真实数据；否则，判定甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据为不真实数据；式中，A1x表...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斌，郎代志，谭星燕，康海东，陈硕，陈佳，鞠林林，王俊雄，代霞，杨超，
申请(专利权)人：重庆梅安森科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50