[发明专利]基于测距和测速的掘进工作面水灾报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于测距和测速的掘进工作面水灾报警系统，该系统涉及超声波、微波测距、测速技术和通信等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。我国煤矿发生重特大事故中，矿井水灾时对矿井危害性较大的自然灾害，以煤矿事故死亡的人数计算，水害事故占15.72％，仅次于瓦斯和顶板事故，位居第三，矿井发生水灾事故后，其危害包括：

1、冲毁巷道，埋压、淹没和封堵人员。

2、伴随突水，会有大量的煤泥和岩石淤积巷道，给人员逃生造成困难。

3、损坏设备。井下电器，电缆被水浸泡后，其绝缘能力迅速下降，给井下的运输、通风、排水等造成困难，使未及时逃离人员的生还几率降低。

4、涌出大量的有毒有害气体，使未及时逃离人员的生存条件环境更加恶化。

综上所述，矿井水灾是煤矿严重的灾害，在煤矿生产中对矿井水灾的报警必须做到及时准确。目前水灾预警以水文探测预防、井下探水、先兆现象观测和为主，水文探测和井下探水可预防井下水灾事故，但由于还可能存在水文情况复杂、设计不当、措施不力、管理不善和人的思想麻痹等原因，水文探测和井下探水并不能完全防止突水的发生，更不能对突发的井下突水进行报警；先兆现象观测以人为经验判断为主，存在较大的主观因素。目前对于现场突水事故，主要依靠现场人员的人工报警，但当突水发生在无人值守的时间或区域，或者现场人员匆忙逃离而未能主动报警，调度室就无法及时的获得已发生突水的信息，无法及时地通知井下相关工作人员，以致不能对突水事故及时采取应急措施，易造成水害失控和人员伤亡。为有效减少水灾引起的矿山财产损失和人员伤亡，需要新的井下水灾报警方法，可第一时间准确地对井下突水进行报警，为未在发生现场的其它区域井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于测距和测速的掘进工作面水灾报警系统，在掘进工作面掘进机上安装至少1个测距装置或测速装置，所述测距装置采集该装置到设定方向上障碍物的距离数据，所述测速装置采集设定方向上的物体移动速度，用于监测异常水流；在矿井巷道内安装至少1个测距装置或测速装置，所述测距装置采集该装置到底板方向上障碍物的距离数据，所述测速装置采集巷道轴向的物体移动速度，用于监测巷道异常积水；系统采集矿井水仓水位或水文监测数据；当系统根据距离或速度数据监测到掘进工作面异常水流、或巷道异常积水，且矿井水仓水位或水文监测数据异常时，则发出水灾报警。

1.所述水灾报警系统进一步包括：所述测距装置包括一种或多种超声波测距传感器、微波雷达。

2.所述水灾报警系统进一步包括：所述测速装置包括一种或多种超声波测速传感器、微波雷达。

3.所述水灾报警系统进一步包括：系统所监测距离数据包括测距装置到掘进机前进方向的距离数据、测距装置到人行道的距离数据。

4.所述水灾报警系统进一步包括：系统所监测速度数据包括所述测速装置采集掘进机前进方向的物体移动速度数据、人行道轴向上的物体移动速度数据。

5.所述水灾报警系统进一步包括：所述水仓水位数据异常包括水仓水位超过设定的阈值、或水位上涨速度超过设定的阈值。

6.所述水灾报警系统进一步包括：所述矿井水文数据异常包括水文观测孔水位或水温变化超过设定的阈值。

7.所述水灾报警系统进一步包括：系统连接掘进机控制设备，采集并监测掘进机位置和工作状态数据，用于排除掘进机移动对所监测的距离或速度数据的干扰。

8.所述水灾报警系统进一步包括：系统连接人员及设备定位系统，采集并监测人员和井下设备位置数据，用于排除人员或井下设备移动对所监测的距离或速度数据的干扰。

9.所述水灾报警系统进一步包括：系统发出水灾报警的条件包括，当系统排除掘进机、人员或井下设备移动干扰，监测到至少一个所监测的掘进工作面距离数据持续小于设定阈值、或至少一个掘进工作面测速数据持续大于设定阈值，且矿井水仓水位或水文监测数据异常。

10.所述水灾报警系统进一步包括：系统发出水灾报警的条件包括，当系统排除人员或井下设备移动干扰，监测到至少一个所监测的巷道距离数据持续小于设定阈值、或至少一个巷道测速数据持续大于设定阈值，且矿井水仓水位或水文监测数据异常。

附图说明

图1基于测距和测速的掘进工作面水灾报警系统实施方案1示意图。

图2基于测距和测速的掘进工作面水灾报警系统实施方案2示意图。