一种矿用防灭火综合监控系统及方法与流程

本发明涉及煤矿安全领域，尤其涉及一种矿用防灭火综合监控系统及方法。

背景技术：

煤矿的火灾主要分为原发性的煤层自燃引发的火灾和后发性的由于电器设备/线缆老化以及皮带机滚筒打滑摩擦引发的火灾，因此围绕着这些发火因素产生了相应的各自独立的监测和灭火手段。用于监测煤层自燃的技术手段包括：安全生产监控系统、束管监测系统、光纤测温系统以及人工采气地面分析等手段，通过分析煤层气体成分和温度变化提前预知火灾发生倾向。相应的用于处理煤层自燃的防灭火设备包括注氮机、化学阻化喷洒设备、泡沫灭火设备和黄泥灌浆设备，在发现火灾预警信号后人工开启进行灭火。针对上述内容，现有技术中均采用井上与井下分离控制的方式，且大部分处于手动和局部自动，不能形成一个整体的综合灭火系统，无法统一控制调度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用防灭火综合监控系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种矿用防灭火综合监控系统，包括：井上平台以及井下平台，所述井上平台包括：监测中心以及提取模块，所述井下平台包括：plc集控装置以及隔爆兼本安型直流稳压电源，所述监测中心用于对所述提取模块输入的数据进行存储以及分析处理，并根据分析处理结果对所述plc集控装置进行控制；

所述提取模块用于从安全监控系统、束管监控系统、光纤测温系统以及线缆感应测温系统中提取火灾预警监测数据，并将所述火灾预警监测数据输出至所述监测中心；

所述plc集控装置用于采集灭火装置的状态，并将所述状态传输至所述监测中心，所述plc集控装置还用于根据所述监测中心反馈的信号对灭火装置进行控制；

所述隔爆兼本安型直流稳压电源用于为所述plc集控装置提供电能。

本发明的有益效果是：通过矿井防灭火综合监控系统可以第一时间掌握井下煤层早期自燃发火倾向，了解电器设备、传送系统等后发性火灾发生指数，远程地面启动井下在用的各种灭火手段进行灭火。将煤矿传统的火灾预警监测系统和灭火设备融合成为一个整体系统，在统一的平台下直观得反应井下火灾监测设备和灭火设备的工作状态，另外，虽然本方案中将灭火装置统一管控，但并没有剥夺其本身特有的可以手动控制的属性，必要时也可以通过手动干预，强制灭火，从而加强火灾防控手段，提高火灾防控安全等级。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述监测中心还用于显示所述提取模块输入的数据。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以更加直观的显示数据状态。

进一步，所述灭火装置包括：喷雾灭火装置、自动灭火装置、自动干粉灭火装置、注氮机、化学阻化喷洒装置、泡沫灭火装置以及黄泥灌浆装置，所述plc集控装置分别与所述喷雾灭火装置、所述自动灭火装置、所述自动干粉灭火装置、所述注氮机、所述化学阻化喷洒装置、所述泡沫灭火装置以及所述黄泥灌浆装置相连。

进一步，所述井上平台还包括：打印机，所述打印机用于根据所述监测中心传输的指令进行打印。

进一步，所述井上平台还包括：交换机，所述交换机用于屏蔽外界信号对所述监测中心的干扰。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种矿用防灭火综合监控方法，包括：

步骤1，提取模块从安全监控系统、束管监控系统、光纤测温系统以及线缆感应测温系统中提取火灾预警监测数据，并将所述火灾预警监测数据输出至监测中心；

步骤2，所述监测中心对所述提取模块输入的数据进行存储以及分析处理，并根据分析处理结果对plc集控装置进行控制；

步骤3，所述plc集控装置根据所述监测中心反馈的信号对灭火装置进行控制；

其中，步骤1之前还包括：

所述plc集控装置采集灭火装置的状态，并将所述状态传输至所述监测中心；

启动隔爆兼本安型直流稳压电源，实时为所述plc集控装置提供电能。

本发明的有益效果是：通过矿井防灭火综合监控系统可以第一时间掌握井下煤层早期自燃发火倾向，了解电器设备、传送系统等后发性火灾发生指数，远程地面启动井下在用的各种灭火手段进行灭火。将煤矿传统的火灾预警监测系统和灭火设备融合成为一个整体系统，在统一的平台下直观得反应井下火灾监测设备和灭火设备的工作状态，另外，虽然本方案中将灭火装置统一管控，但并没有剥夺其本身特有的可以手动控制的属性，必要时也可以通过手动干预，强制灭火，从而加强火灾防控手段，提高火灾防控安全等级。

进一步，步骤2还包括：

所述监测中心显示所述提取模块输入的数据。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以更加直观的显示数据状态。

进一步，所述灭火装置包括：喷雾灭火装置、自动灭火装置、自动干粉灭火装置、注氮机、化学阻化喷洒装置、泡沫灭火装置以及黄泥灌浆装置，所述plc集控装置分别与所述喷雾灭火装置、所述自动灭火装置、所述自动干粉灭火装置、所述注氮机、所述化学阻化喷洒装置、所述泡沫灭火装置以及所述黄泥灌浆装置相连。

进一步，还包括：

步骤4，打印机根据所述监测中心传输的指令进行打印。

进一步，步骤1之前还包括：

启动交换机，通过所述交互机屏蔽外界信号对所述监测中心的干扰。

附图说明

图1为本发明一种矿用灭火综合监控系统实施例提供的结构框架图；

图2为本发明一种矿用灭火综合监控系统实施例提供的框架分布图；

图3为本发明一种矿用灭火综合监控方法实施例提供的流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、矿用防灭火综合监控系统，11、井上平台，111、监测中心，112、提取模块，12、井下平台，121、plc集控装置，122、隔爆兼本安型直流稳压电源，123、灭火装置。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种矿用防灭火综合监控系统1，包括：井上平台11以及井下平台12，井上平台11包括：监测中心111以及提取模块112，井下平台12包括：plc集控装置121以及隔爆兼本安型直流稳压电源122，监测中心111用于对提取模块112输入的数据进行存储以及分析处理，并根据分析处理结果对plc集控装置121进行控制；

提取模块112用于从安全监控系统、束管监控系统、光纤测温系统以及线缆感应测温系统中提取火灾预警监测数据，并将火灾预警监测数据输出至监测中心111；

plc集控装置121用于采集灭火装置123的状态，并将状态传输至所述监测中心111，plc集控装置121还用于根据监测中心111反馈的信号对灭火装置123进行控制；

隔爆兼本安型直流稳压电源122用于为plc集控装置121提供电能。

在一些可能的实施方式中，通过矿井防灭火综合监控系统可以第一时间掌握井下煤层早期自燃发火倾向，了解电器设备、传送系统等后发性火灾发生指数，远程地面启动井下在用的各种灭火手段进行灭火。将煤矿传统的火灾预警监测系统和灭火设备融合成为一个整体系统，在统一的平台下直观得反应井下火灾监测设备和灭火设备的工作状态，另外，虽然本方案中将灭火装置123统一管控，但并没有剥夺其本身特有的可以手动控制的属性，必要时也可以通过手动干预，强制灭火，从而加强火灾防控手段，提高火灾防控安全等级。

需要说明的是，其中，对提取模块112输入的数据进行的分析处理可以通过对监测点气体的抽取，分析气体成分，进一步判断是否存在火灾风险，也可以通过气体以及温度的结合，综合判断是否存在火灾风险。

井下的plc集控装置121可以通过通讯接口将煤矿井下在用的火灾监测系统装置的数据信号进行采集并传送至监测中心111，在监测数据达到灭火触动点时向井下在用的灭火装置123发出灭火指令，同时，plc集控装置121可以通过通讯接口将灭火装置123的工作状态反馈到地面接口主机。地面监控主机用于存储并显示分析数据，也可以通过局域网，从其他系统监测主机的数据库提取火灾方面的数据，针对火灾预警监测数据，束管监测系统通过对监测点抽取的气体进行分析，以获得该区域的火灾情况，他是一个独立的监测系统，不能灭火。在安全监控系统中，有一氧化碳，温度传感器、烟雾传感器、乙烯传感器等，他们也可以通过数值异常来反映火灾发生情况，但也是仅限于在自己单个系统内监测报警，无法灭火。因此我们可以将火灾综合监控系统的主机与束管监测系统的主机、安全监控系统的主机(还有光纤测温系统、线缆敢问系统等)进行并网，从他们的数据库提取火灾监测信号，在统一的火灾监控平台软件进行二次分析，通过特定的软件界面将各个监测点的火灾预警情况、各个灭火设备的工作状态进行统一显示，并在发生火灾时远程区域的灭火设备。

针对监测中心111，它是火灾综合监控系统的核心设备，包括电脑和软件，一般安装在调度室。它的作用是：1提取数据，进行分析、储存；2显示各个测定数据，各个灭火设备工作状态；3火灾发生的时候远程启动该区域的灭火设备。

如图2所示，通过将火灾综合监控系统的主机与安全监控系统(煤矿已经普及)和束管监测系统(煤矿已经普及)以及光纤测温系统、线缆感应测温系统的主机的并网，从他们的数据库提取火灾监测信号，利用自身软件分析功能，对各个区域进行火灾情况分析，并发出火灾预警信号和灭火指令。

监测中心111可以配接打印机，打印报表。

优选地，在上述任意实施例中，监测中心111还用于显示提取模块112输入的数据。

在一些可能的实施方式中，可以更加直观的显示数据状态。

优选地，在上述任意实施例中，灭火装置123包括：喷雾灭火装置、自动灭火装置、自动干粉灭火装置、注氮机、化学阻化喷洒装置、泡沫灭火装置以及黄泥灌浆装置，plc集控装置121分别与喷雾灭火装置、自动灭火装置、自动干粉灭火装置、注氮机、化学阻化喷洒装置、泡沫灭火装置以及黄泥灌浆装置相连。

需要说明的是，自动灭火装置123配有传感器，当监测区域的温度、烟雾、火焰或者一氧化碳等燃烧气体超限后，即自动触发灭火。我们可以将主机的485信号接入火灾综合监控系统的plc，上传到地面监测主机进行远程显示。同样，我们也可以在地面电脑通过其他方式获得的火灾监测异常信号进行计算后，向该区域的灭火设备发出灭火开/停指令。

如图2所示，自动干粉灭火装置也可以为自动气体灭火装置，具体原理是：通过对井下火灾预警监测系统设备和井下皮带机头、变电所(机电硐室)、工作面和密闭采空区各处的灭火设备的整合，形成一个整体系统，在地面监控主机进行动态画面显示，并实现远动操作。

目前，井下在用的灭火设备包括用于大巷机头的喷雾灭火装置、主井大巷的自动灭火装置、用于变电所的自动干粉/气体灭火装置，他们自身配有传感器，可以监测到火灾发生异常信号。而用于工作面的注氮机、化学阻化喷洒设备、泡沫灭火设备和黄泥灌浆设备等，他们没有监测火灾的传感器，一般是在人工发现火灾发生的情况下，手动开启进行灭火。因此我们可以通过他们的485信号端口将这些设备并入火灾监控综合系统，一方面在平台上显示这些设备的开/停状态传输到地面，另一方面，可以将平台发出的灭火信号传送给他们，进行自动灭火。

优选地，在上述任意实施例中，井上平台11还包括：打印机，打印机用于根据监测中心111传输的指令进行打印。

优选地，在上述任意实施例中，井上平台11还包括：交换机，交换机用于屏蔽外界信号对监测中心111的干扰。

如图3所示，一种矿用防灭火综合监控方法，包括：

步骤1，提取模块112从安全监控系统、束管监控系统、光纤测温系统以及线缆感应测温系统中提取火灾预警监测数据，并述火灾预警监测数据输出至监测中心111；

步骤2，监测中心111对提取模块112输入的数据进行存储以及分析处理，并根据分析处理结果对plc集控装置121进行控制；

步骤3，plc集控装置121根据所述监测中心111反馈的信号对灭火装置123进行控制；

其中，步骤1之前还包括：

plc集控装置121采集灭火装置123的状态，并将状态传输至所述监测中心111；

启动隔爆兼本安型直流稳压电源122，实时为plc集控装置121提供电能。

在一些可能的实施方式中，通过矿井防灭火综合监控系统可以第一时间掌握井下煤层早期自燃发火倾向，了解电器设备、传送系统等后发性火灾发生指数，远程地面启动井下在用的各种灭火手段进行灭火。将煤矿传统的火灾预警监测系统和灭火设备融合成为一个整体系统，在统一的平台下直观得反应井下火灾监测设备和灭火设备的工作状态，另外，虽然本方案中将灭火装置123统一管控，但并没有剥夺其本身特有的可以手动控制的属性，必要时也可以通过手动干预，强制灭火，从而加强火灾防控手段，提高火灾防控安全等级。

优选地，在上述任意实施例中，步骤2还包括：

监测中心111显示提取模块112输入的数据。

在一些可能的实施方式中，可以更加直观的显示数据状态。

优选地，在上述任意实施例中，灭火装置123包括：喷雾灭火装置、自动灭火装置、自动干粉灭火装置、注氮机、化学阻化喷洒装置、泡沫灭火装置以及黄泥灌浆装置，plc集控装置121分别与喷雾灭火装置、自动灭火装置、自动干粉灭火装置、注氮机、化学阻化喷洒装置、泡沫灭火装置以及黄泥灌浆装置相连。

优选地，在上述任意实施例中，还包括：

步骤4，打印机根据监测中心111传输的指令进行打印。

优选地，在上述任意实施例中，步骤1之前还包括：

启动交换机，通过所述交互机屏蔽外界信号对监测中心111的干扰。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。

上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。