[实用新型]基于测距和测速的掘进工作面水灾报警系统

说明书

本实用新型公开了一种基于测距和测速的掘进工作面水灾报警系统，所述系统主要包括监测报警服务器、存储服务器、监控终端、通信网络、测距装置、测速装置、掘进机控制设备等；所述系统通过在掘进工作面掘进机上和巷道安装测速及测距装置，并对所采集的距离和速度数据进行实时监测，当通过数据监测到掘进工作面和出现异常水流，则判定为数据异常；当监测到水流持续时间超过设定的时间阈值，则发出水灾报警信号。所述报警系统充分考虑了煤矿掘进工作面水灾的特征特点，实施简单，自动及时采取相应措施，可第一时间准确地对矿井掘进工作面突水进行报警，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。

技术领域

本实用新型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。

实用新型内容

本实用新型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，所述系统主要包括监测报警服务器、存储服务器、监控终端、通信网络、测距装置、测速装置、掘进机控制设备、水仓水位传感器、水文数据采集装置、定位分站；在掘进机上安装至少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；所述监测报警服务器、存储服务器、监控终端、测距装置、测速装置、掘进机控制设备、水仓水位传感器、水文数据采集装置、定位分站连接通信网络；所述掘进机控制设备用于采集掘进机位置和工作状态数据，状态数据用于排除掘进机移动对系统所监测的距离或速度数据的干扰；所述定位分站负责提供人员和井下设备位置数据，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；所述存储服务器负责通过通信网络接收所有数据采集装置采集的数据并存储，并向监测报警服务器和监控终端提供数据服务；所述监测报警服务器监测掘进工作面或巷道内的测距或测速装置所采集的数据，并监测水仓水位传感器、水文数据采集装置采集的矿井水仓水位、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，则向发出监控终端发水灾报警信号，由监控终端发出声光报警。