一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统技术方案

本发明专利技术涉及煤矿安全技术领域，具体公开一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统，通过设置煤矿网络传输参数监测模块、煤矿开采区域划分模块、煤矿开采环境安全监测模块、煤矿层结构安全监测模块、煤矿开采区域综合安全分析模块和预警提示终端，进而实现对煤矿开采区域使用的通信网络进行对应的波动预警提示，不仅能够为工作人员采取管理措施提供可靠性依据，且有效避免网络出现较大程度的波动而对井下信息传输的及时性所造成的负面影响，本发明专利技术能够及时发现煤矿的各开采区域之间结构差异性较大的问题，进而减少井下煤矿层塌陷事故的发生率和降低井下煤矿的施工开采风险。险。险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统


[0001]本专利技术涉及煤矿安全
，具体而言，涉及一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统。

技术介绍

[0002]丰富的煤矿资源是经济发展的重要支撑，当前能源的消耗量不断增加，而煤矿产业对社会生产能源的供给具有着重要的影响，根据煤矿的分布情况，煤矿开采方式主要分为露天开采和井下开采两种模式，分布在地表浅层的煤矿层一般会采用露天开采模式，而分布在地表深层的煤矿层则会采用井下开采模式，由于目前的煤矿资源主要分布主要在地表深层，因此通常需要采用井下开采模式，井下开采模式相较于露天开采模式来说，开采的难度较大，同时，其开采的地下环境复杂多变，因此，需要对煤矿的井下开采进行严密的安全监测。
[0003]当前，现有技术对煤矿的井下开采进行安全监测已经采用先进的联网通讯技术，但也不可避免的存在一些局限性，具体体现为：(1)现有技术在针对煤矿的井下开采进行安全监测时，往往更多的侧重于对井下开采环境进行安全监测，而较为忽视了对传输的网络层进行严谨的安全监测，导致分析考虑的维度较为单一，网络作为井下和井上进行通讯连接的重要传输途径，其工作稳定性是保障井下安全的重要因素，一旦网络出现较大范围的波动，则会影响井下信息传输的及时性，进而在较大程度上抑制了对井下安全状况的响应效率，且无法有力保障井下煤矿施工开采的安全稳定性。
[0004](2)现有技术在对井下开采的煤矿层进行安全监测时，较为匮乏对煤矿层结构进行严谨细致的安全监测分析，导致安全监测的维度单一和监测分析水平低下，由于地下开采环境较为复杂，且开采的深度较大，因而煤矿层的承重力度也较大，煤矿开采区域的结构是反映其稳定性的重要因素，若煤矿的某处开采区域与其他开采区域的结构差异性较大，则会存在井下煤矿层承重不均匀的现象，进而提升井下煤矿层塌陷事故的发生率，并在一定程度上增加了井下煤矿的施工开采风险。

技术实现思路

[0005]为了克服
技术介绍
中的缺点，本专利技术实施例提供了一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统,能够有效解决上述
技术介绍
中涉及的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统，包括：煤矿网络传输参数监测模块、煤矿开采区域划分模块、煤矿开采环境安全监测模块、煤矿层结构安全监测模块、煤矿开采区域综合安全分析模块和预警提示终端。
[0007]所述煤矿网络传输参数监测模块用于对煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数进行监测，进而评估煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数。
[0008]所述煤矿开采区域划分模块用于对煤矿的开采区域进行划分，进而获取煤矿的各
开采子区域。
[0009]所述煤矿开采环境安全监测模块用于对煤矿的各开采子区域所属开采环境进行安全监测，进而评估煤矿的各开采子区域所属开采环境的安全指数。
[0010]所述煤矿层结构安全监测模块用于对煤矿的各开采子区域所属煤矿层的结构进行安全监测，进而评估煤矿的各开采子区域所属煤矿层的结构对应的安全指数。
[0011]所述煤矿开采区域综合安全分析模块用于依据煤矿的各开采子区域所属开采环境的安全指数和煤矿的各开采子区域所属煤矿层的结构对应的安全指数，进而评估煤矿的各开采子区域对应的综合安全指数。
[0012]所述预警提示终端用于依据煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数和煤矿的各开采子区域对应的综合安全指数，进而对煤矿开采区域使用的通信网络和煤矿的风险开采子区域进行对应的预警提示。
[0013]作为进一步的方案，所述对煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数进行监测，其具体过程为：依据设定的监测时间段，并将其按照设定的时间间隔进行划分，得到各监测时间点，并在各监测时间点对煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数进行检测，其中传输参数包括传输速度和传输带宽，进而获取各监测时间点中煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数，并从中分别提取煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度和传输带宽对应的最大值和最小值，据此计算煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的稳定指数，其计算公式为：
[0014][0015]其中ω表示为煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的稳定指数，MB
″
表示为设定的煤矿开采区域使用的通信网络所属标准传输速度，mb
q
表示为第q个监测时间点中煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度，ΔMB表示为设定的通信网络所属传输速度允许波动值，mb
max
和mb
min
分别表示为煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的最大值和最小值，χ1表示为预设的通信网络所属传输速度对应的稳定修正值，q表示为各监测时间点的编号，q＝1,2,...,z，z表示为监测时间点的数量。
[0016]同理，计算得到煤矿开采区域使用的通信网络所属传输带宽对应的稳定指数，并将其记为σ。
[0017]作为进一步的方案，所述煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数，其具体计算过程为：依据煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的稳定指数和煤矿开采区域使用的通信网络所属传输带宽对应的稳定指数，进而计算煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数，其计算公式为：其中表示为煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数，κ1和κ2分别表示为预设的通信网络所属传输速度和传输带宽对应的稳
定权重占比因子，e表示为自然常数。
[0018]作为进一步的方案，所述对煤矿的各开采子区域所属开采环境进行安全监测，其具体过程为：对煤矿的各开采子区域进行基本环境参数检测，其中基本环境参数包括温度、湿度、气压和风速，进而获取煤矿的各开采子区域对应的基本环境参数。
[0019]获取煤矿的各开采子区域所属深度，进而将其与设定的煤矿开采区域所属各种深度对应的标准温度、标准湿度、标准气压和标准风速进行匹配，进而获取煤矿的各开采子区域对应的标准温度、标准湿度、标准气压和标准风速，据此计算煤矿的各开采子区域对应的基本环境参数所属安全指数，其计算公式为：
[0020]，其中α
i
表示为煤矿的第i个开采子区域对应的基本环境参数所属安全指数，T
i0
、RH
i0
、Pa
i0
和V
i0
分别表示为煤矿的第i个开采子区域对应的标准温度、标准湿度、标准气压和标准风速，t
i
、rh
i
、pa
i
和v
i
分别表示为煤矿的第i个开采子区域对应的温度、湿度、气压和风速，δ1、δ2、δ3和δ4分别表示为设定的温度、湿度、气压和风速对应的安全修正值，i表示为煤矿的各开采子区域的编号，i＝1,2,...,k。
[0021]对煤矿的各开采子区域进行气体参数检测，其中气体参数包括氧气浓度、各种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统，其特征在于，包括：煤矿网络传输参数监测模块、煤矿开采区域划分模块、煤矿开采环境安全监测模块、煤矿层结构安全监测模块、煤矿开采区域综合安全分析模块和预警提示终端；所述煤矿网络传输参数监测模块用于对煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数进行监测，进而评估煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数；所述煤矿开采区域划分模块用于对煤矿的开采区域进行划分，进而获取煤矿的各开采子区域；所述煤矿开采环境安全监测模块用于对煤矿的各开采子区域所属开采环境进行安全监测，进而评估煤矿的各开采子区域所属开采环境的安全指数；所述煤矿层结构安全监测模块用于对煤矿的各开采子区域所属煤矿层的结构进行安全监测，进而评估煤矿的各开采子区域所属煤矿层的结构对应的安全指数；所述煤矿开采区域综合安全分析模块用于依据煤矿的各开采子区域所属开采环境的安全指数和煤矿的各开采子区域所属煤矿层的结构对应的安全指数，进而评估煤矿的各开采子区域对应的综合安全指数；所述预警提示终端用于依据煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数和煤矿的各开采子区域对应的综合安全指数，进而对煤矿开采区域使用的通信网络和煤矿的风险开采子区域进行对应的预警提示。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统，其特征在于：所述对煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数进行监测，其具体过程为：依据设定的监测时间段，并将其按照设定的时间间隔进行划分，得到各监测时间点，并在各监测时间点对煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数进行检测，其中传输参数包括传输速度和传输带宽，进而获取各监测时间点中煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数，并从中分别提取煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度和传输带宽对应的最大值和最小值，据此计算煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的稳定指数，其计算公式为：其中ω表示为煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的稳定指数，MB
″
表示为设定的煤矿开采区域使用的通信网络所属标准传输速度，mb
q
表示为第q个监测时间点中煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度，ΔMB表示为设定的通信网络所属传输速度允许波动值，mb
max
和mb
min
分别表示为煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的最大值和最小值，χ1表示为预设的通信网络所属传输速度对应的稳定修正值，q表示为各监测时间点的编号，q＝1,2,...,z，z表示为监测时间点的数量；同理，计算得到煤矿开采区域使用的通信网络所属传输带宽对应的稳定指数，并将其记为σ。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统，其特征在于：所述煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数，其具体计算过程为：依据煤矿开采区域使用的通信网络所属传输速度对应的稳定指数和煤矿开采区域使用的通信网络所属传输带宽对应的稳定指数，进而计算煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数，其计算公式为：其中表示为煤矿开采区域使用的通信网络所属传输参数对应的稳定指数，κ1和κ2分别表示为预设的通信网络所属传输速度和传输带宽对应的稳定权重占比因子，e表示为自然常数。4.根据权利要求1所述的一种基于大数据及区块链技术的煤矿联网及预警系统，其特征在于：所述对煤矿的各开采子区域所属开采环境进行安全监测，其具体过程为：对煤矿的各开采子区域进行基本环境参数检测，其中基本环境参数包括温度、湿度、气压和风速，进而获取煤矿的各开采子区域对应的基本环境参数；获取煤矿的各开采子区域所属深度，进而将其与设定的煤矿开采区域所属各种深度对应的标准温度、标准湿度、标准气压和标准风速进行匹配，进而获取煤矿的各开采子区域对应的标准温度、标准湿度、标准气压和标准风速，据此计算煤矿的各开采子区域对应的基本环境参数所属安全指数，其计算公式为：，其中α
i
表示为煤矿的第i个开采子区域对应的基本环境参数所属安全指数，T
i0
、RH
i0
、Pa
i0
和V
i0
分别表示为煤矿的第i个开采子区域对应的标准温度、标准湿度、标准气压和标准风速，t
i
、rh
i
、pa
i
和v
i
分别表示为煤矿的第i个开采子区域对应的温度、湿度、气压和风速，δ1、δ2、δ3和δ4分别表示为设定的温度、湿度、气压和风速对应的安全修正值，i表示为煤矿的各开采子区域的编号，i＝1,2,...,k；对煤矿的各开采子区域进行气体参数检测，其中气体参数包括氧气浓度、各种有害气体浓度和各种易燃易爆气体浓度，进而获取煤矿的各开采子区域对应的气体参数，据此计算煤矿的各开采子区域对应的气体参数所属安全指数，其计算公式为：其中ε
i
表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延富，王文学，孟祥俊，刘宇，毛乾宇，李宝存，王刚，侯君卫，白雪，曹鹏，赫广杰，
申请(专利权)人：沈阳煤炭科学研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：