一种矿用胶带火灾变量无线监测方法

本发明涉及煤矿安全，更具体地，涉及一种矿用胶带火灾变量无线监测方法。

背景技术：

1、我国作为煤炭生产大国，近年来煤矿自动化技术发展迅速，投入自动化生产的电气设备也逐年增多。与此同时，外因火灾的发生几率也因线路故障、设备操作、现场管理等问题而增加。胶带火灾是矿井外因火灾的重要灾害类型之一，矿井运输所使用的胶带运输机在运行过程中，可能会因打滑、超负荷运行等原因造成胶带摩擦起火、燃烧、熔断的现象，引发矿井火灾。胶带一旦燃烧，火势会迅速蔓延，形成典型的巷道火灾，从而引发一系列继发性热动力灾害事故。此外，当处于矿井进风巷道的胶带燃烧后，产生的高温和有毒有害烟气会随风流在巷道网络中蔓延扩散，严重威胁井下作业人员的生命安全。

2、由于胶带运输机作为主要的运输设备具有线路长、分布广的特点，胶带火灾一旦发生又具有突发性强、来势凶猛、火焰传播速度快的特点。现有的胶带火灾监测方法主要有温度监测法、气体监测法和烟雾监测法，由于矿井下环境复杂，各种方法都存在一定弊端比如：监测指标单一，漏报误报率高，缺乏信息融合，预测模型不精确等。因此有必要对矿井胶带火灾的监测系统进行深入研究，优化监测方法，提高监测效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种矿用胶带火灾变量无线监测方法，能够提高监测的效率和精度。

2、本发明提供一种矿用胶带火灾变量无线监测方法，包括：感应层的传感器系统获取多种监测数据；

3、所述感应层将所述监测数据无线传输至网络层；

4、所述网络层将所述监测数据无线传输至应用层；

5、所述应用层对所述监测数据进行处理和分析，并将分析结果传输至网络层；

6、所述网络层将所述分析结果分别传输至所述感应层的所述传感器系统和地面监测终端。

7、在一种可选的实施方式中，所述感应层的传感器系统获取多种监测数据，包括：

8、所述传感器系统包括矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器；

9、所述矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器获取矿井内的空气样本，并对空气样本进行处理分析。

10、在一种可选的实施方式中，所述矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器获取矿井内的空气样本，并对空气样本进行处理分析，包括：

11、所述矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器包括ifd探测器；

12、所述ifd探测器利用基于云雾室探测技术的烟雾粒子识别方法对空气样本中的微米粒子和/或悬浮粒子的数量进行确定，并匹配预设的粒子密度报警等级。

13、在一种可选的实施方式中，所述矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器获取矿井内的空气样本，并对空气样本进行处理分析，还包括：

14、所述矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器包括tdlas气体监测模块；

15、所述tdlas气体监测模块利用基于tdlas技术的激光光谱气体监测方法对空气样本中的多种气体浓度进行确定，并匹配预设的气体浓度报警等级。

16、在一种可选的实施方式中，所述感应层的传感器系统获取多种监测数据，还包括：

17、所述传感器系统包括矿用本安型5g红外热像双视监测仪；

18、所述矿用本安型5g红外热像双视监测仪获取矿井内的实时图像，并对所述实时图像进行处理分析。

19、在一种可选的实施方式中，所述矿用本安型5g红外热像双视监测仪获取矿井内的实时图像，并对实时图像进行处理分析，包括：

20、所述矿用本安型5g红外热像双视监测仪包括摄像头模块；

21、所述摄像头模块获取胶带运输视频。

22、在一种可选的实施方式中，所述矿用本安型5g红外热像双视监测仪获取矿井内的实时图像，并对实时图像进行处理分析，还包括：

23、所述矿用本安型5g红外热像双视监测仪包括红外探测仪；

24、所述红外探测仪利用红外热像技术测取胶带表面的红外辐射，并获取能够反映胶带表面温度分布的热图像，并对所述热图像进行处理分析。

25、在一种可选的实施方式中，所述红外探测仪利用红外热像技术测取胶带表面的红外辐射，并获取能够反映胶带表面温度分布的热图像，并对所述热图像进行处理分析，包括：

26、所述红外探测仪利用基于随机森林模型的胶带火灾热释放率的预测方法对所述热图像中的隐蔽火源进行确定。

27、在一种可选的实施方式中，所述感应层的传感器系统获取多种监测数据，还包括：

28、所述传感器系统包括矿用本安型温度-振动无线传感器；

29、所述矿用本安型温度-振动无线传感器获取胶带运输机的托辊内的温度数据和振动数据。

30、在一种可选的实施方式中，所述应用层对所述监测数据进行处理和分析，包括：

31、所述应用层包括地面监测主机；

32、所述地面监测主机利用ahp多特征融合模型将所述传感器系统获取多种所述监测数据进行综合处理。

33、在一种可选的实施方式中，所述地面监测主机利用yolov5s模型的火焰监测方法，实时监测胶带表面火焰情况。

34、与现有技术相比，本发明提供的矿用胶带火灾变量无线监测方法，至少实现了如下的有益效果：

35、本发明所提供的矿用胶带火灾变量无线监测方法通过感知层、网络层和应用层搭建的基于低功耗局域网的监测平台进行监控数据的传输和处理分析，实现当某一指标异常时，对其他指标进行验证，避免单一信息源故障引起异常而发生误判、延判，实现多元参数融合，提高了系统的鲁棒性。此外，多个传感器统一进行监测预警，有利于数据融合，智能判断预警，降低了防火治火的成本。本发明结构简单，设计合理，功耗低，准确率高，操作简便，维护成本低，监测效率高、实用性强，保障井下工作人员的生命安全，保证煤矿企业与国家的财产不受损失。当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

36、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述感应层的传感器系统获取多种监测数据，包括：

3.根据权利要求2所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器获取矿井内的空气样本，并对空气样本进行处理分析，包括：

4.根据权利要求2所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述矿用本安型多参数无线烟雾-气体传感器获取矿井内的空气样本，并对空气样本进行处理分析，还包括：

5.根据权利要求1所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述感应层的传感器系统获取多种监测数据，还包括：

6.根据权利要求5所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述矿用本安型5g红外热像双视监测仪获取矿井内的实时图像，并对实时图像进行处理分析，包括：

7.根据权利要求5所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述矿用本安型5g红外热像双视监测仪获取矿井内的实时图像，并对实时图像进行处理分析，还包括：

8.根据权利要求7所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述红外探测仪利用红外热像技术测取胶带表面的红外辐射，并获取能够反映胶带表面温度分布的热图像，并对所述热图像进行处理分析，包括：

9.根据权利要求1所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述感应层的传感器系统获取多种监测数据，还包括：

10.根据权利要求1所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述应用层对所述监测数据进行处理和分析，包括：

11.根据权利要求10所述的矿用胶带火灾变量无线监测方法，其特征在于，所述地面监测主机利用yolov5s模型的火焰监测方法，实时监测胶带表面火焰情况。

技术总结
本发明公开了一种矿用胶带火灾变量无线监测方法，涉及煤矿安全技术领域。本发明所提供的矿用胶带火灾变量无线监测方法，包括：感应层的传感器系统获取多种监测数据；感应层将监测数据无线传输至网络层；网络层将监测数据无线传输至应用层；应用层对监测数据进行处理和分析，并将分析结果传输至网络层；网络层将分析结果分别传输至感应层的传感器系统和地面监测终端。本发明结构简单，设计合理，功耗低，准确率高，操作简便，维护成本低，监测效率高、实用性强，保障井下工作人员的生命安全，保证煤矿企业与国家的财产不受损失。

技术研发人员：王伟峰,张静怡,张丽,刘韩飞,李寒冰,陈怡帆,刘亦香,白玉,易泓印,李卓洋,吴金钟,董梦洋,马岩松
受保护的技术使用者：西安科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10