煤与瓦斯突出事故报警方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤与瓦斯突出事故报警方法，借助现有煤矿安全监控系统，结合煤与瓦斯突出事故的监测与识别方法，给出了突出事故报警方法，快速、准确地判断突出事故发生的地点，以及突出事故可能波及的范围。同时，结合人员定位系统、机电设备监控系统、广播系统，实现波及范围内人员撤离、机电设备紧急断电的联动控制，为矿井迅速采取有效的应急处置措施提供决策依据。
【专利说明】煤与瓦斯突出事故报警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿事故报警方法，特别涉及一种煤与瓦斯突出事故报警方法。【背景技术】
[0002]我国是世界产煤大国，同时也是煤矿安全形势最为严峻的国家之一。煤矿安全生产总体水平与世界其它主要产煤国家的差距还很大，煤矿百万吨死亡率远高于美国、澳大利亚、南非、波兰、印度等国家。在我国的煤矿事故中，瓦斯事故影响最大，重、特大瓦斯事故频发，造成大量人员伤亡和重大财产损失，对国民经济和社会稳定发展产生了恶劣影响，严重损害了我国的国际形象。建国以来发生一次死亡百人以上的特别重大事故23起，其中21起属于瓦斯事故，仅在2004年到2005年，全国就发生了 6起百人以上煤矿事故，其中5起是瓦斯事故，在国内外造成了极其恶劣的影响。经过分析，不少重特大瓦斯事故的发生是由局部灾害事故在一定的时间内演化而来的，比如:大平煤矿瓦斯爆炸事故是先发生了煤与瓦斯突出事故，经过29分钟后演化为特别重大瓦斯爆炸事故；孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故是先发生了冲击地压，经过11分钟后演化为特别重大瓦斯爆炸事故；新兴煤矿是发生煤与瓦斯突出后I小时后演化为特别重大瓦斯爆炸事故。这几起事故的原因和过程给我们带来一个启示或教训:在某些局部性灾害发生后，如果能在很短的时间内对可能发生的更大规模的灾变做出预判，并在灾变发生前采取应急措施，消除发生灾变的必要条件，从而就可避免造成更大的瓦斯爆炸事故损失或伤亡。党和政府高度重视安全生产工作，国家采取了多种措施，大力遏制煤矿事故特别是瓦斯事故的发生。近年来，煤矿瓦斯事故大幅下降，安全形势有所好转。但是，煤与瓦斯突出事故依然多发，防突形势依然十分严峻。
[0003]国内外学者对煤与瓦斯突出机理和突出预测做了深入的研究，但对煤与瓦斯突出后的有害气体传播，以及突出后的应急措施研究较少。
[0004]目前，我国高瓦斯、突出矿井基本上都装备了安全监测系统，可以实时地监测到瓦斯浓度的变化，但监测系统只简单反映传感器所在位置的瓦斯浓度变化情况，缺乏综合分析功能。因此，为了有效防止因为局部性灾害引起的瓦斯爆炸事故发生，需要研究和开发辅助决策方法，以达到充分利用现有监测系统，及时、自动地捕捉煤与瓦斯突出、冲击地压、瓦斯喷出、局部瓦斯积聚等瓦斯异常事故，快速、准确地判断瓦斯异常的性质、发生的地点，及其产生的灾害气体可能波及的范围，瓦斯灾害产生的动力效应对通风设施的破坏情况，为矿井迅速采取有效的应急处理措施提供决策依据，从而避免发生更大的瓦斯爆炸事故，将已发生的瓦斯灾害带来的损失控制在最低程度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种煤与瓦斯突出事故报警方法。能够基于现有监测系统，快速、准确地判断突出事故的性质、发生的地点，及其产生的灾害气体可能波及的范围；同时，结合人员定位系统、机电设备监控系统、广播系统等，为突出情形下迅速采取有效的应急处置措施提供科学的决策依据。[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]本发明提供的煤与瓦斯突出事故报警方法，包括以下步骤:
[0008]S1:确定需要监测的采掘工作面为监测对象；
[0009]S2:在采掘工作面上布置监测传感器，并建立采掘工作面与监测传感器的关联关系数据；其中，G = {gi, g2,...gj为设采掘工作面集合，S = (S1, s2,...sn}为与采掘工作面关联的监测传感器集合，则采掘工作面集合G与监测传感器集合S之间具有映射关系f:S — G ;
[0010]S3:获取监测传感器的检测信号并判断检测信号是否有异常信号；
[0011]S4:当有监测传感器Si (i = 1，2，...，m)发生异常现象时，查询并获取与该监测传感器所关联的工作面gj (j = 1，2，...，η)，
[0012]S5:以与发生异常现象的关联的工作面gj为中心，沿着矿井原通风系统风流方向搜索是否至少有一个传感器在较短时间内发生异常；
[0013]S6:如果有，则判断该工作面发生了突出事故涌出或突出事故并采取报警措施；
[0014]S7:如果无，则返回步骤S3。
[0015]进一步，所述步骤S5中还包括以下步骤:
[0016]S51:沿着矿井原通风系统风流逆向，搜索是否至少有一个监测传感器在规定时间内发生异常现象；
[0017]S52:如果有，则进入步骤S6。
[0018]进一步，所述监测传感器包括布置于采掘工作面上的进风瓦斯传感器、采面瓦斯传感器、回风瓦斯传感器、进风风向传感器、回风风速传感器、瓦斯传感器、风速风向传感器、回风风量传感器、工作面碛头瓦斯传感器。
[0019]4.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述异常现象包括监测传感器发生超限、监测值上溢、断线现象。
[0020]进一步，所述步骤S5中还包括以下步骤:
[0021]S53:当发生瓦斯逆流或局部通风系统遭到破坏时，选用采区、矿井一翼或总回风流中的监测传感器的测点数据来计算瓦斯涌出量，所述瓦斯涌出量按下式计算:
【权利要求】
1.煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:包括以下步骤: S1:确定需要监测的采掘工作面为监测对象； 52:在采掘工作面上布置监测传感器，并建立采掘工作面与监测传感器的关联关系数据；其中，G = {gi, g2,...gj为设采掘工作面集合,S = (S1, S2,...sn}为与采掘工作面关联的监测传感器集合，则采掘工作面集合G与监测传感器集合S之间具有映射关系f:S — G ; 53:获取监测传感器的检测信号并判断检测信号是否有异常信号； 54:当有监测传感器Si (i = 1，2，...，m)发生异常现象时，查询并获取与该监测传感器所关联的工作面gj (j = I, 2,..., η)； 55:以与发生异常现象的关联的工作面g]为中心，沿着矿井原通风系统风流方向搜索是否至少有一个传感器在较短时间内发生异常； 56:如果有，则判断该工作面发生了突出事故涌出或突出事故并采取报警措施； 57:如果无，则返回步骤S3。
2.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述步骤S5中还包括以下步骤: 551:沿着矿井原通风系统风流逆向，搜索是否至少有一个监测传感器在规定时间内发生异常现象； 552:如果有，则进入步骤 S6。
3.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述监测传感器包括布置于采掘工作面上的进风瓦斯传感器、采面瓦斯传感器、回风瓦斯传感器、进风风向传感器、回风风速传感器、瓦斯传感器、风速风向传感器、回风风量传感器、工作面碛头瓦斯传感器。
4.如权利要求2所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述异常现象包括监测传感器发生超限、监测值上溢和断线现象。
5.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述步骤S5中还包括以下步骤: 553:当发生瓦斯逆流或局部通风系统遭到破坏时，选用采区、矿井一翼或总回风流中的监测传感器的测点数据来计算瓦斯涌出量，所述瓦斯涌出量按下式计算:
6.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述步骤S5中还包括确定波及区，所述波及区通过以下方式来确定: 确定巷道风速方向；以发生异常现象的关联的工作面gj为当前波及位置中心，巷道下游方向为波及区范围，所述波及区范围根据从当前波及位置为起点，然后延长至根据风速和波及时间来计算的距离；所述风速根据两传感器先后超限的时间差及两传感器之间巷道的长度计算；当发生风流逆流时，逆流所到巷道的所有下游巷道都为将波及区。
7.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述步骤S6中的报警措施包括启动人员定位系统和广播系统对波及区域人员实施撤离措施，所述人员撤离报警提示发出后，通过人员定位系统来获取监控波及范围工作人员的撤离信息，所述区域人员撤离措施包括以下方式: 571:煤与瓦斯突出事故发生后，首先确保在突出地点还有人员幸存的情况下，通过人员定位系统和广播系统，对突出地点的工作人员发出撤离报警提示； 572:在确定突出事故的顺风流风向波及范围后，通过人员定位系统和广播系统，对顺风流波及范围内的工作人员发出撤离报警提示； 573:在确定突出事故的逆风流风向波及范围后，通过人员定位系统和广播系统，对逆风流波及范围内的工作人员发出撤离报警提示。
8.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出事故报警方法，其特征在于:所述步骤S6中的报警措施包括启动机电设备监控系统对波及区域实施断电措施，启动远程断电操作系统，并通过馈电开关监控相关设备的运行状态或转入变电站人工操作系统，所述区域断电措施包括以方式: 581:煤与瓦斯突出事故发生后，首先确保突出地点断电，通过报警系统向地面指挥中心发出通过采区变电所相应配电开关断电的报警提示； 582:当瓦斯逆流至采区进风巷道时，通过报警系统向地面指挥中心发出主变电站配电开关对该采区全部断电的报警提示； 583:当瓦斯逆流至水平运 输大巷时，通过报警系统向地面指挥中心发出主变电所相应配电开关对将受影响的采区断电的报警提示； S84:当瓦斯逆流至井底车场时，通过报警系统向地面指挥中心发出主变电所对全部井下非本质安全型设备断电的报警提示。
【文档编号】E21F17/18GK103485826SQ201310482089
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】赵旭生, 段玉龙, 张庆华, 梁军, 康雪, 韩文骥, 李明建, 岳俊, 邓敢博, 覃木广, 崔俊飞, 邹云龙, 马国龙 申请人:中煤科工集团重庆研究院有限公司