一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统技术方案

本发明专利技术公开了一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统，涉及抽采巷瓦斯抽采技术领域，本发明专利技术是通过三维标记单元的坐标构建工作区域的预设立体空间，再通过工作区域的预设立体空间和实时感应生成的图像结合生成可视化的动态显示立体图，实现动态抽采区、动态采空区和岩石区变化的动态直观变化，间接辅助判断工作人员对工作区域进行安全性判断，再通过坐标处的环境信息初步分析得到点亮信号或警报信号，以直接提醒辅助工作人员对工作区域进行故障点或故障点区域范围内进行安全性判断，再对环境信息和动态抽采区和动态采空区的体积进行结合化处理生成对应区域的稳定性判断，从而再次直接或间接辅助工作人员对动态抽采区和动态采空区进行预警。动态采空区进行预警。

【技术实现步骤摘要】
一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统


[0001]本专利技术涉及抽采巷瓦斯抽采
，尤其涉及一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统。

技术介绍

[0002]瓦斯是煤产生过程中的一种伴生物，煤矿生产过程中伴随着瓦斯的涌出，而工作面大量瓦斯的涌出易导致瓦斯爆炸等灾害，且造成大量的能源浪费和环境污染，公开号为CN112761713B的一种高瓦斯矿井回采工作面采空区瓦斯安全长效抽采方法，虽通过高危倾向钻孔和高位千米走向钻孔形成立体交叉网络，实现采空区的全方位立体抽采，但是还存在一些不足之处，其未形成信息节点网络，且主要考虑的因素为采空区，这样造成的结果采集的信息不够全面，安全判断的结果无法进行点、面、立体结合的进行，造成无法以预提醒的方式进行保证动态抽采区和动态采空区的安全性，其中动态抽采区为逐渐减少的煤区，动态采空区为抽采的瓦斯区域；针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：是通过三维标记单元的坐标构建工作区域的预设立体空间，再通过工作区域的预设立体空间和实时感应生成的图像结合生成可视化的动态显示立体图，实现动态抽采区、动态采空区和岩石区变化的动态直观变化，间接辅助判断工作人员对工作区域进行安全性判断，再通过坐标处的环境信息初步分析得到点亮信号或警报信号，以直接提醒辅助工作人员对工作区域进行故障点或故障点区域范围内进行安全性判断，再对环境信息和动态抽采区和动态采空区的体积进行结合化处理生成对应区域的稳定性判断，从而再次直接或间接辅助工作人员对动态抽采区和动态采空区进行预警，以预提醒的方式保证动态抽采区和动态采空区的安全性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统，包括巷道感应单元、三维标记单元、监管服务器和可视化终端；巷道感应单元和监管服务器基于区域网进行信号连接，监管服务器信号连接有三维标记单元和可视化终端；其中巷道感应单元设有多个，且将巷道感应单元等距安装于工作区域；三维标记单元用于标记巷道感应单元生成坐标，再通过坐标和预设立体空间结合生成坐标立体空间，且将坐标立体空间发送给监管服务器；巷道感应单元用于实时感应工作区域的环境信息，再将上述信息和坐标结合生成坐标区域信息；还将生成的坐标区域信息方式发送到监管服务器；监管服务器用于接收坐标立体空间和坐标区域信息，通过相同坐标匹配的方式生成坐标信息空间，还用于判定坐标信息空间中坐标区域信息，并生成全面监管整个工作区安全的动态显示立体图，还将动态显示立体图发送到可视化终端进行刷新显示。
[0005]进一步的，工作区域的环境信息由坐标区域的环境图像和地气信息构成，其中地气信息由坐标处的温度值、气压值、振动频率值和振动幅度值构成。
[0006]进一步的，监管服务器包括数据储存单元、图像分析单元、环境分析单元和优化反馈单元；数据储存单元用于接收并储存动态显示立体图；图像分析单元通过数据储存单元获取动态显示立体图，并提取全部坐标区域信息内的坐标区域的环境图像，再将坐标区域的环境图像进行处理生成动态采空区、动态抽采区和岩石区，且将生成的区域在实时区域立体图进行亮度调节，将动态显示立体图进行动态划分；环境分析单元通过数据储存单元提取动态显示立体图，再获取全部坐标区域信息内地气信息，且将地气信息内的数据分别和与之对应的预设地气区间进行比较，当地气信息内的数据均在与之对应的预设地气区间内时，则巷道感应单元正常运行，当地气信息内的数据任一不再与之对应的预设地气区间内，则生成预警信号，当生成预警信号后进行预警信号处理操作；当地气信息内的数据均在与之对应的预设地气区间内时，优化反馈单元实时提取工作区域的环境信息并对其进行归一化分类处理生成动态抽采区的环境稳定系数和动态采空区的环境稳定系数，通过环境稳定系数进行检测操作实现动态采空区和动态抽采区的动态检测预警；进一步的，图像分析单元的处理过程如下：将坐标区域的环境图像进行灰度轮廓化生成轮廓区域图，且将相邻轮廓区域图重叠的部分进行融合并消除相交边线之间的轮廓面，重复上述过程将坐标区域的环境图像进行全部融合处理生成轮廓区域立体图，再通过工作区域的预设立体空间截取同位置下的轮廓区域立体图的相同体积，并生成实时区域立体图，再提取实时区域立体图中的任意坐标下的灰度值，将灰度值结合预设灰度区间进行比较剔除形成动态采空区、动态抽采区和岩石区。
[0007]进一步的，预警信号的处理操作具体过程为：向巷道感应单元发送往复信号，采集往复信号的传输时间，将传输时间和预设传输时间进行相减得到传输偏值；其中传输时间为往复信号的发出时刻到接收时刻的差值；当向巷道感应单元停止运行时，当传输时间为0或当传输偏值大于等于预设偏值时，则生成待选信号；再以待选信号的坐标为中心，获取预设区域内所有预警信号的数量，且将预警信号的数量和预设预警数量进行相减后得到数量偏差，当数量偏差小于预设偏差值时，则将生成预警点亮信号，反之，则生成警报点亮信号；当生成预警点亮信号后将预设区域内所有预警信号对应的坐标进行黄色显示；当生成警报点亮信号后将预设区域内所有预警信号对应的坐标进行红色显示；还将红色显示和黄色显示的对应坐标在动态显示立体图内显示；且在警报点亮信号产生后立即编辑警报预警提醒文本，并将其发送到广播处进行播报。
[0008]进一步的，归一化处理的具体过程如下：
将工作区域内的温度值、工作区域内的气压值、工作区域内的振动频率值、工作区域内的振动幅度值分别和与之对应的预设衡量值进行相减后，分别得到相减差值的绝对值；将动态抽采区的体积和动态采空区的体积和与之对应的预设动态体积相减后分别得到体积变化值，经归一化公式得到环境基准值；再提取数据存储单元内储存的预设地气区间，且将预设地气区间的最大值和最小值分别标定为hmax和hmin，经公式，得到环境衡量值H0；获取动态抽采区和动态采空区处全部环境衡量值，通过环境衡量值分别计算出动态抽采区和动态采空区的平均值和标准差，再将标准差和平均值进行相除分别得到动态抽采区的环境稳定系数和动态采空区的环境稳定系数。
[0009]进一步的，动态监测预警的具体过程如下将动态抽采区的环境稳定系数和动态采空区的环境稳定系数分别和与之对应的预设稳定值进行比较，当其分别大于与之对应的预设稳定值时，生成动态抽采区和或动态采空区的检修信号；再将环境稳定系数分别发送到视化终端的动态显示立体图对应位置的动态抽采区和动态采空区显示，当其对应生成检修信号时，则控制对应的动态抽采区和或动态采空区进行闪烁，还将环境稳定系数发送到数据储存单元进行储存。
[0010]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术是通过三维标记单元的坐标构建工作区域的预设立体空间，再通过工作区域的预设立体空间和实时感应生成的图像结合生成可视化的动态显示立体图，实现动态抽采区、动态采空区和岩石区变化的动态直观变化，间接辅助判断工作人员对工作区域进行安全性判断，再通过坐标处的环境信息初步分析得到点亮信号或警报信号，以直接提醒辅助工作人员对工作区域进行故障点或故障点区域范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统，其特征在于，包括巷道感应单元、三维标记单元、监管服务器和可视化终端；巷道感应单元和监管服务器基于区域网进行信号连接，监管服务器信号连接有三维标记单元和可视化终端；其中巷道感应单元设有多个，且将巷道感应单元等距安装于工作区域；三维标记单元用于标记巷道感应单元生成坐标，再通过坐标和预设立体空间结合生成坐标立体空间，且将坐标立体空间发送给监管服务器；巷道感应单元用于实时感应工作区域的环境信息，再将上述信息和坐标结合生成坐标区域信息；还将生成的坐标区域信息方式发送到监管服务器；监管服务器用于接收坐标立体空间和坐标区域信息，通过相同坐标匹配的方式生成坐标信息空间，还用于判定坐标信息空间中坐标区域信息，并生成全面监管整个工作区安全的动态显示立体图，还将动态显示立体图发送到可视化终端进行刷新显示。2.根据权利要求1所述的一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统，其特征在于，工作区域的环境信息由坐标区域的环境图像和地气信息构成，其中地气信息由坐标处的温度值、气压值、振动频率值和振动幅度值构成。3.根据权利要求1所述的一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统，其特征在于，监管服务器包括数据储存单元、图像分析单元、环境分析单元和优化反馈单元；数据储存单元用于接收并储存动态显示立体图；图像分析单元通过数据储存单元获取动态显示立体图，并提取全部坐标区域信息内的坐标区域的环境图像，再将坐标区域的环境图像进行处理生成动态采空区、动态抽采区和岩石区，且将生成的区域在实时区域立体图进行亮度调节，将动态显示立体图进行动态划分；环境分析单元通过数据储存单元提取动态显示立体图，再获取全部坐标区域信息内地气信息，且将地气信息内的数据分别和与之对应的预设地气区间进行比较，当地气信息内的数据均在与之对应的预设地气区间内时，则巷道感应单元正常运行，当地气信息内的数据任一不再与之对应的预设地气区间内，则生成预警信号，当生成预警信号后进行预警信号处理操作；当地气信息内的数据均在与之对应的预设地气区间内时，优化反馈单元实时提取工作区域的环境信息并对其进行归一化分类处理生成动态抽采区的环境稳定系数和动态采空区的环境稳定系数，通过环境稳定系数进行检测操作实现动态采空区和动态抽采区的动态检测预警。4.根据权利要求3所述的一种初采工作面高位抽采巷瓦斯抽采系统，其特征在于，图像分析单元的处理过程如下：将坐标区域的环境图像进行灰度轮廓化生成轮廓区域图，且将相邻轮廓区域图重叠的部分进行融合并消除相交边线之间的轮廓面，重复上述过程将坐标区域的环境图像进行全部融合处理生成轮廓区域立体图，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志蒙，王广阔，石桢，苏高峰，武彦章，段慧宇，赵培，王玮，李一飞，王秉智，
申请(专利权)人：山西省煤炭规划设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：