礦井通風(fēng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、礦井通風(fēng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：采用BS模式設(shè)計(jì)了礦井通風(fēng)信息的預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的系統(tǒng)原理、功能模塊以及關(guān)鍵技術(shù)作了詳細(xì)的說(shuō)明，系統(tǒng)將完成數(shù)據(jù)采集、分析和處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷、告警，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)；預(yù)警系統(tǒng)；礦井通風(fēng)1系統(tǒng)原理該系統(tǒng)主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、分站、通信接口、監(jiān)控終端、Web服務(wù)器、客戶機(jī)等構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集器和傳感器安裝在井下，數(shù)據(jù)采集器采集N0。濃度、H：濃度、NH。濃度、C0。濃度、Co濃度、CH。濃度、溫度、風(fēng)門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)、風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)等傳感器信號(hào)，通過(guò)井下分站、通信電纜、地面通信接口和監(jiān)控終端，把采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存到web服務(wù)器上，即可實(shí)現(xiàn)報(bào)表顯示

2、、查詢、統(tǒng)計(jì)、打印及圖形分析、預(yù)警提示等功能。數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)采集器的主要功能，是通過(guò)幾個(gè)不同的傳感器，實(shí)時(shí)采集CH。濃度、CO：濃度、CO體濃度、CH濃度、溫度等參數(shù)。數(shù)據(jù)采集器電路由數(shù)據(jù)采集電路、AD轉(zhuǎn)換電路、顯示電路和通信電路組成。數(shù)據(jù)傳送。監(jiān)控系統(tǒng)傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)傳輸系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控主機(jī)，由監(jiān)控主機(jī)生成實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，系統(tǒng)立即進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)，將警情在企業(yè)局域網(wǎng)進(jìn)行分發(fā)、傳遞。體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)支持。本系統(tǒng)采用ASPNET和WEBGIS技術(shù)開(kāi)發(fā)，平臺(tái)選擇Windows平臺(tái)，數(shù)據(jù)庫(kù)選擇MicrosoftSQLServer，系統(tǒng)采用JavaScript和VBScript腳本語(yǔ)言

3、開(kāi)發(fā)；在體系結(jié)構(gòu)上，采用BS模式，系統(tǒng)服務(wù)器端采用CS架構(gòu)，服務(wù)端完成數(shù)據(jù)庫(kù)的生成、維護(hù)及客戶端請(qǐng)求的響應(yīng)，客戶端完成數(shù)據(jù)瀏覽，監(jiān)控中，t,ll艮務(wù)器完成報(bào)警及實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。2系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)采用BS結(jié)構(gòu)，支持多用戶并發(fā)訪問(wèn)，通過(guò)區(qū)分用戶權(quán)限，提供不同的功能模塊。系統(tǒng)主要分為以下幾個(gè)模塊，如圖1所示。安全管理模塊。權(quán)限管理將用戶等級(jí)分為3個(gè)，即普通用戶等級(jí)、一般管理員等級(jí)和高級(jí)用戶等級(jí)。用戶需要身份登錄來(lái)確定管理等級(jí)：普通用戶等級(jí)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽數(shù)據(jù)(包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄)進(jìn)行查看、瀏覽；一般管理員等級(jí)能夠?qū)?bào)警參數(shù)進(jìn)行修改，能夠?yàn)g覽數(shù)據(jù)(包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄)，能夠?qū)ν话l(fā)情況進(jìn)行手動(dòng)指揮

4、控制；高級(jí)用戶等級(jí)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽數(shù)據(jù)(包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄)，能夠向管理員發(fā)出控制指令，具有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)修改的權(quán)限3。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看。具有單礦、多礦多點(diǎn)定位監(jiān)測(cè)功能，能夠直接在礦道圖上顯示傳感器及控制設(shè)備的位置，實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)；能夠查看各監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)(如瓦斯?jié)舛取囟?、風(fēng)速、有毒有害氣體濃度，風(fēng)門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)等)，可以對(duì)同一種傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，同時(shí)可查看當(dāng)天每一個(gè)傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的走勢(shì)情況，可以為管理層決策提供依據(jù)。查看數(shù)據(jù)報(bào)表，信息查詢。查詢過(guò)去某一時(shí)間段的某一傳感器的走勢(shì)情況；具有數(shù)據(jù)匯總、分類(lèi)查詢、報(bào)警查詢的功能；可以形成以年、月、日為時(shí)間單位的礦井?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)表。在線分析。

5、“在線分析”是根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成的“趨勢(shì)圖”、“比較圖”等，它包括歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖、歷史數(shù)據(jù)柱狀圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)柱狀圖、異常數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖、異常數(shù)據(jù)柱狀圖等，并為相關(guān)人員提供決策支持。閾值編輯?？删庉嬙O(shè)置每一個(gè)傳感器的預(yù)警值，包括紅、橙、黃、綠4種預(yù)警等級(jí)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)根據(jù)報(bào)警參數(shù)的數(shù)值改變顯示的顏色，并可以提供聲音，圖像同步表示?；A(chǔ)數(shù)據(jù)模塊。主要負(fù)責(zé)基礎(chǔ)信息的采集和處理，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、整理，分析出異常數(shù)據(jù)，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和預(yù)警模塊構(gòu)建做準(zhǔn)備。3系統(tǒng)核心技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的搜集、處理、存儲(chǔ)，負(fù)責(zé)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)分析等需求。地面監(jiān)控室將傳感

6、器采集到的數(shù)據(jù)處理并存儲(chǔ)在分散的數(shù)據(jù)服務(wù)器中，應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間進(jìn)行通訊，經(jīng)過(guò)處理分析后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示給用戶。因而，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為監(jiān)控系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息保證，它的安全性、準(zhǔn)確性、快速性直接影響到整個(gè)煤礦安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能。本系統(tǒng)對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示包括3種：一種是在礦圖上顯示每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；第二種是用柱狀圖顯示同一類(lèi)傳感器在同一時(shí)間所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)對(duì)比，紅色代表報(bào)警；第三種顯示方法是某一個(gè)傳感器隨時(shí)間變化的曲線圖，紅色直線代表報(bào)警線。報(bào)表查詢、統(tǒng)計(jì)。報(bào)表查詢可以通過(guò)點(diǎn)擊礦圖傳感器隨時(shí)間變化的曲線圖，紅色直線代表報(bào)警線。報(bào)表查詢、統(tǒng)計(jì)。報(bào)表查詢

7、可以通過(guò)點(diǎn)擊礦圖上的空間位置和時(shí)間，查詢?cè)摐y(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和任意所需數(shù)據(jù)的打印統(tǒng)計(jì)每一個(gè)傳感器在這段時(shí)間內(nèi)的最大值、最小值、平均值，可與正常值進(jìn)行比較，報(bào)警查詢能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備地理位置、時(shí)間段來(lái)查看報(bào)警記錄。氣性較大，煤體中的瓦斯放散速度較快，煤體中的瓦斯能較小。由于開(kāi)采的持續(xù)進(jìn)行，煤體上部形成集中的剪切應(yīng)力，使煤體發(fā)生剪切破壞，由于瓦斯壓力較小，沒(méi)有足夠大的瓦斯膨脹能使煤體拋出，煤體只發(fā)生傾出或擠出，未形成瓦斯突出。此時(shí)，在瓦斯突出過(guò)程中，地應(yīng)力起主導(dǎo)作用，瓦斯膨脹能使煤體被拋出，當(dāng)瓦斯膨脹能較低時(shí)，煤體則發(fā)生傾出或擠出。通過(guò)觀察滲透性系數(shù)為lm2(MPa2-d)

8、的瓦斯壓力分布圖可以發(fā)現(xiàn)，此模型在開(kāi)采初期，即開(kāi)挖3步后，煤體發(fā)生破裂并形成突出。此時(shí)，煤體中的應(yīng)力較開(kāi)采初期增大，存在一定的瓦斯壓力，煤體發(fā)生拉伸破壞，瓦斯突出在瓦斯壓力和地應(yīng)力共同作用下發(fā)生。隨著開(kāi)采的進(jìn)行，瓦斯壓力逐漸減小，小到已經(jīng)不能使煤體產(chǎn)生破碎并被拋出，煤體中應(yīng)力集中程度逐漸變大，使煤體最終形成剪切破壞。3結(jié)論(1)煤體的透氣性對(duì)瓦斯壓力的分布有明顯的影響。透氣性較小時(shí)，工作面前方形成較大的瓦斯壓力，由于啟動(dòng)壓力梯度較大，并未形成瓦斯流動(dòng)，在瓦斯突出及開(kāi)采過(guò)程中，一直保持著較高的瓦斯壓力；透氣性較大時(shí)，啟動(dòng)壓力梯度減小，瓦斯擴(kuò)散速度變快，工作面前方形成明顯的瓦斯壓力梯度。(2)當(dāng)透氣性較小時(shí)，煤體發(fā)生拉伸破壞，瓦斯突出發(fā)生在整個(gè)采高的中部，此時(shí)，瓦斯在瓦斯突出中起主導(dǎo)作用；當(dāng)煤體透氣性較大時(shí)，煤體發(fā)生剪切破