一种防治煤自燃的四道防线技术系统的制作方法

1.本技术涉及防治煤自燃技术领域，具体而言，涉及一种防治煤自燃的四道防线技术系统。


背景技术：

2.煤炭自燃诱发火灾是煤矿生产中主要灾害之一。煤自燃不仅与煤本身的自燃特性有关，而且与煤炭开采的巷道布置、开采方式、煤层顶底板岩性等众多因素密切相关。受成煤历史、地质条件等差异的影响，煤本身的自燃特性往往存在差异。因技术、经济条件的差异，矿井的开采技术条件也会因不同的矿井或相同的矿井不同历史时期而不同。这些因素的差异导致人们难以认识煤自燃的本质过程，目前只能采用假说推测煤自燃的机理，从而难以从本质上控制煤自燃的发生。相应的，受煤自燃影响因素的复杂性，煤自燃防治也一直是煤矿生产的技术难题。
3.尽管如此，煤自燃是煤与氧气发生物理吸附、化学吸附和化学反应，由此蓄热升温已经得到公认，其中中活性基团的变化对煤自燃的进程有重要的影响。为此，煤自燃防治技术原理主要集中在隔绝煤氧的接触、降温、对煤氧的化学反应进行阻化等几个方面，采取的措施包括灌浆、注氮、注二氧化碳、加快工作面推进速度等等。这些技术措施在煤矿生产过程中对防治煤炭自燃起到了重要的作用，实践证明，这些措施也存在失效的情况，导致煤矿自燃火灾发生频率仍然居高不下。


技术实现要素：

4.为了弥补以上不足，本技术提供了一种防治煤自燃的四道防线技术系统，旨在改善煤自燃不仅与煤本身的自燃特性有关，而且与煤炭开采的巷道布置、开采方式、煤层顶底板岩性等众多因素密切相关。
5.本技术实施例提供了一种防治煤自燃的四道防线技术系统，包括控制模块；所述控制模块上电性连接有处理模块，所述控制模块用于实现对系统进行有效的控制调节和数据处理，所述处理模块用于实现对传输的数据信息进行接收和处理，所述处理模块上电性连接有通讯模块，所述通讯模块用于实现对系统进行远程控制调节和数据信息上传，所述处理模块上电性连接有检测模块，所述检测模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间进行有效的检测；所述控制模块上电性连接有驱动模块，所述驱动模块用于实现对系统中的设备信息进行有效的驱动控制，所述驱动模块上电性连接有喷淋模块和通风模块，所述喷淋模块用于实现在发生火灾的时候进行喷淋浇灭，所述通风模块用于实行在预防火灾的时候，对储煤空间或者遗煤空间进行调控氧气浓度。
6.在上述实现过程中，通过检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间进行检测，即通过摄像模块、空气检测模块和温度检测模块进行有效的检测，实现对实时检测，且在检测的时候，通过通讯模块实现对数据信息进行上传和下载，既能够实现实现有效的实现数据的
远程传输，也能够实现远程控制，以及通过驱动模块实现对通风模块和喷淋模块进行控制，进而实现对储煤空间或者遗煤空间进行防护火情的发生，保持储煤空间或者遗煤空间进行的安全性能。
7.在一种具体的实施方案中，所述控制模块上电性连接有调压模块，所述调压模块上电性连接有供电模块，所述调压模块上还电性连接有备用电池，所述供电模块与所述备用电池电性连接。
8.在上述实现过程中，为了实现有效的供电运行，保持系统在运行的时候能够保持稳定，保持电压的稳定性。
9.在一种具体的实施方案中，所述调压模块中包括降压电路、整流电路、稳压电路和滤波电路，所述降压电路用于实现对所述供电模块中的高电压进行降低成低电压，所述整流电路用于实现对所述供电模块中的交流电压转换成直流电压，所述稳压电路用于实现对输送的电压进行稳定，保持稳定的供电，所述滤波电路用于实现对直流电压中的交流电压进行滤除。
10.在上述实现过程中，为了实现对供电模块中的电压进行调节输出，使得系统能够在调节后的电压作用下稳定的运行，且实现对电压进行降压、整流、稳压和滤波的调控。
11.在一种具体的实施方案中，所述降压电路与所述供电模块电性连接，所述降压电路后依次电性连接所述整流电路、所述稳压电路和所述滤波电路，所述滤波电路与所述控制模块电性连接，所述备用电池与所述稳压电路电性连接。
12.在上述实现过程中，为了实现对电压进行稳定的输出，实现对控制模块进行供电运行，并且实现在断电的时候情况下进行备用供电，保持稳定运行。
13.在一种具体的实施方案中，所述控制模块上电性连接有辅助模块，所述辅助模块中包括时钟晶振电路、复位电路、警报模块、存储模块、控制按键和显示器，所述时钟晶振电路用于实现对系统进行延时控制和控制波形输出，所述复位电路用于在系统出现故障的时候，进行复位重启，所述警报模块用于实现在检测出现异常情况的时候进行声光警示，所述控制按键用于实现控制调节，所述显示器用于实现对数据参数进行显示。
14.在上述实现过程中，辅助模块的设定可以实现对系统的运行进行辅助控制，提高系统的运行方便控制。
15.在一种具体的实施方案中，所述存储模块中包括rom存储模块、ram存储模块和缓存模块，所述rom存储模块用于实现对系统的运行程序体进行存储，所述ram存储模块用于实现对系统运行的日志进行存储，所述缓存模块用于实现对数据进行缓存。
16.在上述实现过程中，为了实现对系统的数据信息进行存储，并且保持系统的数据信息不会发生混乱，保持数据的精准性和查询快捷性。
17.在一种具体的实施方案中，所述处理模块中包括信息接收电路、信息滤波电路、信息转换电路和信息增益电路，所述信息接收电路用于实现对所述检测模块和所述通讯模块传输的数据信息进行接收，所述信息滤波电路用于实现对接收的数据信息进行滤除杂波，所述信息转换电路用于实现对数据信息进行模数转换，所述信息增益电路用于实现对数据信息进行放大处理。
18.在上述实现过程中，处理模块用于实现对数据信息进行有效的处理调节，保持数据信息的精准性和便于进行数据处理。
19.在一种具体的实施方案中，所述检测模块中包括摄像模块、空气检测模块和温度检测模块，所述摄像模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间进行实时摄像监控，并且用于实现检测遗煤分布和火苗检测，所述空气检测模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间中的氧气浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲烷浓度和灰尘颗粒浓度进行检测，所述温度检测模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间内的温度进行有效的检测。
20.在上述实现过程中，检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间内的环境进行检测，实行对环境的监控调节。
21.在一种具体的实施方案中，还包括有以下检测方法：s1、检测储煤空间或者遗煤空间内的情况：通过检测模块中的摄像模块实现对遗煤进行分布检测，以及空间内进行实时摄像监控，并且通过空气检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间中的空气成分，即空气成分的浓度进行检测，以及通过温度检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间中的温度进行检测；s2、对s1中检测的数据信息进行分析预判：通过检测模块检测到的数据信息实现对煤自然的风险进行检测，且在检测的时候，通过贪婪算法实现对可能情况进行预测，然后在煤自然风险较大的时候，通过通风模块和喷淋模块实现降低温和降低氧气、甲烷浓度，防止煤自然的发生；s3、然后在长时间监控下，判定火情萌芽、火情发生和形成火灾检测：然后依次在长时间内进行监控，判定火情萌芽、火情发生和形成火灾的情况，并且实现对火情进行控制调节，直至恢复安全状态；s4、且实现数据信息进行传输和远程控制：且在检测模块进行检测的时候，通过处理模块实现对数据信息进行处理和传输，并且通过通讯模块实现对数据信息进行上传和下载，完成对系统的远程控制调节。
22.在上述实现过程中，本发明提出的预测、预防、预警和应急四道防线，综合考虑了煤自燃发展至灾害事故过程的多重保障技术，分别从自燃事故发生的条件、源头、萌芽状态、过程和事故后果的控制等方面提出相应的处理技术，是较为系统全面的煤自燃防治技术体系。本发明提出针对煤自燃防治的四道防线技术首先采用主动技术，其次是被动技术，与单一的煤自燃治理被动技术相比，有主动预测和预防在煤自燃防治时间上的优势，预防失效后，被动的预警和应急能依据前期的预测和预防结果，其被动技术有效性也会大大提高。
23.在一种具体的实施方案中，所述通风模块和所述喷淋模块中分别包括有通风风机和喷淋头，所述通风风机用于实现对储煤空间或者遗煤空间内部的空气进行通风换气，降低氧气浓度，并且喷淋头采用的烟雾感应喷淋头，可以在系统检测出现错误的时候，自动感应喷淋灭火。
24.在上述实现过程中，为了实现对煤自然的情况进行控制调节，通过调节空间内的环境调节，完成安全防护。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作
是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1是本技术实施方式提供的系统结构示意图；图2为本技术实施方式提供的方法步骤示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
28.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.请参阅图1，本技术提供一种防治煤自燃的四道防线技术系统，包括控制模块；
所述控制模块上电性连接有处理模块，所述控制模块用于实现对系统进行有效的控制调节和数据处理，所述处理模块用于实现对传输的数据信息进行接收和处理，所述处理模块上电性连接有通讯模块，所述通讯模块用于实现对系统进行远程控制调节和数据信息上传，所述处理模块上电性连接有检测模块，所述检测模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间进行有效的检测；所述控制模块上电性连接有驱动模块，所述驱动模块用于实现对系统中的设备信息进行有效的驱动控制，所述驱动模块上电性连接有喷淋模块和通风模块，所述喷淋模块用于实现在发生火灾的时候进行喷淋浇灭，所述通风模块用于实行在预防火灾的时候，对储煤空间或者遗煤空间进行调控氧气浓度，通过检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间进行检测，即通过摄像模块、空气检测模块和温度检测模块进行有效的检测，实现对实时检测，且在检测的时候，通过通讯模块实现对数据信息进行上传和下载，既能够实现实现有效的实现数据的远程传输，也能够实现远程控制，以及通过驱动模块实现对通风模块和喷淋模块进行控制，进而实现对储煤空间或者遗煤空间进行防护火情的发生，保持储煤空间或者遗煤空间进行的安全性能。
36.在本实施例中，所述控制模块上电性连接有调压模块，所述调压模块上电性连接有供电模块，所述调压模块上还电性连接有备用电池，所述供电模块与所述备用电池电性连接，为了实现有效的供电运行，保持系统在运行的时候能够保持稳定，保持电压的稳定性，所述调压模块中包括降压电路、整流电路、稳压电路和滤波电路，所述降压电路用于实现对所述供电模块中的高电压进行降低成低电压，所述整流电路用于实现对所述供电模块中的交流电压转换成直流电压，所述稳压电路用于实现对输送的电压进行稳定，保持稳定的供电，所述滤波电路用于实现对直流电压中的交流电压进行滤除，为了实现对供电模块中的电压进行调节输出，使得系统能够在调节后的电压作用下稳定的运行，且实现对电压进行降压、整流、稳压和滤波的调控，所述降压电路与所述供电模块电性连接，所述降压电路后依次电性连接所述整流电路、所述稳压电路和所述滤波电路，所述滤波电路与所述控制模块电性连接，所述备用电池与所述稳压电路电性连接，为了实现对电压进行稳定的输出，实现对控制模块进行供电运行，并且实现在断电的时候情况下进行备用供电，保持稳定运行。
37.在本技术文件中，所述控制模块上电性连接有辅助模块，所述辅助模块中包括时钟晶振电路、复位电路、警报模块、存储模块、控制按键和显示器，所述时钟晶振电路用于实现对系统进行延时控制和控制波形输出，所述复位电路用于在系统出现故障的时候，进行复位重启，所述警报模块用于实现在检测出现异常情况的时候进行声光警示，所述控制按键用于实现控制调节，所述显示器用于实现对数据参数进行显示，辅助模块的设定可以实现对系统的运行进行辅助控制，提高系统的运行方便控制，所述存储模块中包括rom存储模块、ram存储模块和缓存模块，所述rom存储模块用于实现对系统的运行程序体进行存储，所述ram存储模块用于实现对系统运行的日志进行存储，所述缓存模块用于实现对数据进行缓存，为了实现对系统的数据信息进行存储，并且保持系统的数据信息不会发生混乱，保持数据的精准性和查询快捷性，所述处理模块中包括信息接收电路、信息滤波电路、信息转换电路和信息增益电路，所述信息接收电路用于实现对所述检测模块和所述通讯模块传输的数据信息进行接收，所述信息滤波电路用于实现对接收的数据信息进行滤除杂波，所述信
息转换电路用于实现对数据信息进行模数转换，所述信息增益电路用于实现对数据信息进行放大处理，处理模块用于实现对数据信息进行有效的处理调节，保持数据信息的精准性和便于进行数据处理，所述检测模块中包括摄像模块、空气检测模块和温度检测模块，所述摄像模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间进行实时摄像监控，并且用于实现检测遗煤分布和火苗检测，所述空气检测模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间中的氧气浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲烷浓度和灰尘颗粒浓度进行检测，所述温度检测模块用于实现对储煤空间或者遗煤空间内的温度进行有效的检测，检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间内的环境进行检测，实行对环境的监控调节。
38.参考图2，在具体设置时，还包括有以下检测方法：s1、检测储煤空间或者遗煤空间内的情况：通过检测模块中的摄像模块实现对遗煤进行分布检测，以及空间内进行实时摄像监控，并且通过空气检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间中的空气成分，即空气成分的浓度进行检测，以及通过温度检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间中的温度进行检测；s2、对s1中检测的数据信息进行分析预判：通过检测模块检测到的数据信息实现对煤自然的风险进行检测，且在检测的时候，通过贪婪算法实现对可能情况进行预测，然后在煤自然风险较大的时候，通过通风模块和喷淋模块实现降低温和降低氧气、甲烷浓度，防止煤自然的发生；s3、然后在长时间监控下，判定火情萌芽、火情发生和形成火灾检测：然后依次在长时间内进行监控，判定火情萌芽、火情发生和形成火灾的情况，并且实现对火情进行控制调节，直至恢复安全状态；s4、且实现数据信息进行传输和远程控制：且在检测模块进行检测的时候，通过处理模块实现对数据信息进行处理和传输，并且通过通讯模块实现对数据信息进行上传和下载，完成对系统的远程控制调节。
39.本发明提出的预测、预防、预警和应急四道防线，综合考虑了煤自燃发展至灾害事故过程的多重保障技术，分别从自燃事故发生的条件、源头、萌芽状态、过程和事故后果的控制等方面提出相应的处理技术，是较为系统全面的煤自燃防治技术体系。本发明提出针对煤自燃防治的四道防线技术首先采用主动技术，其次是被动技术，与单一的煤自燃治理被动技术相比，有主动预测和预防在煤自燃防治时间上的优势，预防失效后，被动的预警和应急能依据前期的预测和预防结果，其被动技术有效性也会大大提高，所述通风模块和所述喷淋模块中分别包括有通风风机和喷淋头，所述通风风机用于实现对储煤空间或者遗煤空间内部的空气进行通风换气，降低氧气浓度，并且喷淋头采用的烟雾感应喷淋头，可以在系统检测出现错误的时候，自动感应喷淋灭火，为了实现对煤自然的情况进行控制调节，通过调节空间内的环境调节，完成安全防护。
40.具体的，该防治煤自燃的四道防线技术系统的工作原理：使用时，检测储煤空间或者遗煤空间内的情况：通过检测模块中的摄像模块实现对遗煤进行分布检测，以及空间内进行实时摄像监控，并且通过空气检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间中的空气成分，即空气成分的浓度进行检测，以及通过温度检测模块实现对储煤空间或者遗煤空间中的温度进行检测；对s1中检测的数据信息进行分析预判：通过检测模块检测到的数据信息实现对煤自然的风险进行检测，且在检测的时候，通过贪婪算法实现对可能情况进行预测，然后
在煤自然风险较大的时候，通过通风模块和喷淋模块实现降低温和降低氧气、甲烷浓度，防止煤自然的发生；然后在长时间监控下，判定火情萌芽、火情发生和形成火灾检测：然后依次在长时间内进行监控，判定火情萌芽、火情发生和形成火灾的情况，并且实现对火情进行控制调节，直至恢复安全状态；且实现数据信息进行传输和远程控制：且在检测模块进行检测的时候，通过处理模块实现对数据信息进行处理和传输，并且通过通讯模块实现对数据信息进行上传和下载，完成对系统的远程控制调节；从时间序列上将煤自燃发展过程划分为自燃风险、萌芽、发生、形成火灾、结束五个阶段，四道防线分别对应五个阶段的状态转换时期。预测是指根据煤炭自燃的相关理论、实验资料和经验，预先推测和判断在什么地方什么时候可能会发生自燃火灾危险和事故，即对自燃危险源进行时空预测。预测的目标是确定自燃危险源的时空分布、危险源的危险程度、影响范围、损失大小。预测煤自燃位置为有漏风流经过的松散煤体，且两者共存时间大于自燃发火期。预防是在预测的基础上进行的阻止煤自燃风险变为自燃萌芽，是自燃防控灾害的核心环节。预防的目标是对预测的危险源和已检测出的高温点采取技术、工程和管理方面措施，破坏自燃条件、消除危险源和高温点和抑制自热发展。预警是在预防措施失效后，采用有效设备，采集自燃的征兆信息，判断并报告煤自燃（自热）源发生的位置和发展程度。预警的目的是及时采集和报告自燃信息，将自燃事故处理和消除在萌芽状态。预警采取的程序是确定预警指标、临界值，建立预警体系。应急是煤自燃防控的最后一道防线，目的是防止火灾事故扩大，减少人员伤亡和经济损失，实施时先保人身安全，再保护财产的优先顺序进行，使损失和影响减到最小。
41.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
42.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。