一种煤矿井道电气的监控系统及监控方法与流程

1.本发明属于煤矿井道电气监控技术领域，涉及一种煤矿井道电气的监控系统及监控方法。


背景技术：

2.煤矿井道内存在大量的高低压电气设备，导致电气安全事故的诱因很多。一旦发生电气安全事故或电气火灾，危害极其严重。而且煤矿井道内还存在可燃易爆瓦斯气体，具有一定的环境条件限制，对监测设备本身的安全、防火、防爆有很高的要求。往往在发生电气设备险情前，都会伴随着电气设备的温度异变，因此亟需设计一种煤矿井道电气的监控系统及监控方法，通过对电气设备进行监控，来保证煤矿井道内电气设备的安全。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种煤矿井道电气的监控系统及监控方法，在本发明中，通过建立煤矿检测模型，使后续的电气检测更加的直观，方便对异常数据的快速追踪；通过设置井下监控设备和井上监控设备，在井道电气出现异常监测数据时，快速定位异常点，方便管理人员的快速审查，解决煤矿井道内的电气监控问题。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.第一方面，本发明提供了一种煤矿井道电气的监控系统，所述监控系统包括监控模块和数据采集模块；
6.所述监控模块包括通信互连的井下监控设备和井上监控设备，所述井下监控设备包括井下交换机，所述井上监控设备包括服务主机和井上交换机，所述监控模块用于对煤矿井上或井下的电气参数进行监控；
7.所述数据采集模块分别独立连接所述井下监控设备和井上监控设备，用于建立煤矿检测模型并采集数据，所述煤矿检测模型内包括分布式光纤、监控摄像装置和坐标单元，所述分布式光纤用于检测煤矿井道内电气设备的参数，所述坐标单元设置在监控摄像装置上，所述坐标单元用于将接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控，获取对应的监控通道链接，将获取的监控通道链接和参数发送至服务主机。
8.在本发明中，通过建立煤矿检测模型，使后续的电气检测更加的直观，方便对异常数据的快速追踪；通过设置井下监控设备和井上监控设备，在井道电气出现异常监测数据时，快速定位异常点，方便管理人员的快速审查，解决煤矿井道内的电气监控问题。
9.作为本发明一种优选的技术方案，所述监控系统还包括ups电源和与所述ups电源连接的电源避雷器，所述ups电源连接所述服务主机。
10.需要说明的是，本发明采用智能型的ups供电电源，系统在市电失电以后能够可靠动作进行电力线路切换，确保持续供电。
11.优选地，所述井上交换机和所述井下交换机均为kjj2矿用隔爆兼本安型千兆网交换机。
12.作为本发明一种优选的技术方案，所述井下监控设备还包括与所述井下交换机连接的高压真空配电装置。
13.优选地，所述高压真空配电装置为pjg70系列矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置。
14.需要说明的是，本发明通过设置井下交换机以及与其连接的高压真空配电装置能够实现对井上监控设备进行电力参数采集、故障诊断、预警预报，或者将井上监控设备的命令发送给井下的高压真空配电装置进行参数整定、遥控分闸等自动化控制，极大提高了系统整体的自主性。
15.作为本发明一种优选的技术方案，所述数据采集模块建立煤矿检测模型的方法包括：
16.获取煤矿井道建筑图和电气安装图，根据获取的煤矿井道建筑图建立煤矿井道的三维模型，根据电气安装图将电气部件绘制到煤矿井道的三维模型中，将当前的三维模型标记为煤矿模型；
17.在煤矿井道中布设分布式光纤，将布设的分布式光纤绘制到煤矿模型中，建立煤矿井道的空间坐标系，并将建立的空间坐标系映射到煤矿模型，设置校核点装置，用于对分布式光纤的数据采集点位进行校正，在煤矿井道内设置若干个监控摄像装置，在监控摄像装置上设置坐标单元，将监控摄像装置绘制在煤矿模型中的对应位置上；将当前的煤矿模型标记为煤矿检测模型。
18.需要说明的是，本发明中通过校核点装置对分布式光纤的数据采集点位进行校正的方法包括：将煤矿井道的空间坐标系输入到定位单元中，定位单元根据输入进来的空间坐标系定位校核点装置的坐标；获取分布式光纤布设图，识别分布式光纤布设图中的通道点，在相邻两个通道点之间任选n个点为插入点，其中n为正整数，获取插入点和通道点位于空间坐标系中的坐标，将获取的坐标点统一标记为校正点，并对校正点进行编号，将校正点输入到跟踪单元中，跟踪单元按照校正点编号进行追踪，直到工作人员到达对应的校正点；
19.工作人员启动加热部，将加热部靠近分布式光纤，获取分布式光纤传输的信号，标记当前信号坐标，校正完成后，进行下一个校正点的校正，直到完成所有的校正点校正；进一步地，两个通道点之间相邻两个插入点之间的距离相等。
20.作为本发明一种优选的技术方案，所述校核点装置包括加热部、定位单元和跟踪单元；所述跟踪单元用于根据输入进来的校正点进行跟踪具体的实地点位。
21.作为本发明一种优选的技术方案，所述坐标单元根据接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控的方法包括：
22.获取监控摄像装置的监控区域，将监控区域转化为坐标区域，将坐标区域标记在煤矿检测模型中的对应位置上，当坐标单元接收到输入进来的坐标时，根据接收到的坐标控制监控摄像装置对准对应的坐标进行监控。
23.作为本发明一种优选的技术方案，所述监控系统还包括瓦斯检测模块，瓦斯检测模块用于对煤矿井道内的瓦斯气体进行检测，所述瓦斯检测模块和所述服务主机通信连接。
24.作为本发明一种优选的技术方案，所述瓦斯检测模块的工作方法包括：
25.获取煤矿井道内历史瓦斯气体含量巡检记录，根据获取的历史瓦斯气体含量巡检
记录设置若干个检测点，在检测点位置安装瓦斯气体含量检测装置，并将瓦斯气体含量检测装置绘制到煤矿检测模型中，设置瓦斯气体含量警戒值，实时获取瓦斯气体含量的检测数据，并更新在煤矿检测模型中的对应位置上，建立瓦斯气体含量检测数据的曲线图，当获取的瓦斯气体含量检测数据达到瓦斯气体含量警戒值时，生成瓦斯报警信号，并将煤矿检测模型中的对应位置进行标记。
26.作为本发明一种优选的技术方案，所述监控系统还包括报警模块，所述报警模块用于对所述井下监控设备和所述井上监控设备得到的异常数据进行反映。
27.优选地，所述报警模块为声光报警，当所述井下监控设备和所述井上监控设备得到异常数据时，在所述服务主机上会发出报警声和/或闪报警灯。
28.第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的监控系统的监控方法，所述监控方法包括：
29.在煤矿井道中布设分布式光纤，安装监控摄像装置，并在监控摄像装置上设置坐标单元；采用数据采集模块建立煤矿检测模型；实时获取分布式光纤的检测数据，基于煤矿检测模型对煤矿井道进行电气监控。
30.示例性地，本发明的工作原理包括：
31.在煤矿井井下和井上布设分布式光纤，安装监控摄像装置，并在监控摄像装置上设置坐标单元；获取煤矿井道建筑图和电气安装图，根据获取的煤矿井道建筑图建立煤矿井道的三维模型，根据电气安装图将电气部件绘制到煤矿井道的三维模型中，将当前的三维模型标记为煤矿模型；将分布式光纤和监控摄像装置绘制到煤矿模型，设置校核点装置，并通过校核点装置对分布式光纤的数据采集点位进行校正；将当前的煤矿模型标记为煤矿检测模型；实时获取分布式光纤的检测数据，基于煤矿检测模型对煤矿井道进行电气安全监控；当检测到异常温度时，生成温度报警信号，并获取对应的异常区域，识别异常区域中的最高温度坐标，将对应的坐标在煤矿检测模型中进行定位，获取到对应的坐标区域，将对应区域的煤矿检测模型进行标记，根据坐标区域匹配对应的坐标单元，将最高温度坐标输入到坐标单元中，坐标单元根据接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控，获取对应的监控通道链接，将获取的监控通道链接和温度报警信号发送给管理人员。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
33.在本发明中，通过建立煤矿检测模型，使后续的电气检测更加的直观，方便对异常数据的快速追踪；通过设置井下监控设备和井上监控设备，在井道电气出现异常监测数据时，快速定位异常点，方便管理人员的快速审查，解决煤矿井道内的电气监控问题。
附图说明
34.图1为本发明一个具体实施方式提供的煤矿井道电气的监控系统的流程示意图。
具体实施方式
35.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
38.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
39.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种煤矿井道电气的监控系统，如图1所示，所述监控系统包括监控模块和数据采集模块；监控模块包括通信互连的井下监控设备和井上监控设备，井下监控设备包括井下交换机，井上监控设备包括服务主机和井上交换机，监控模块用于对煤矿井上或井下的电气参数进行监控；数据采集模块分别独立连接井下监控设备和井上监控设备，用于建立煤矿检测模型并采集数据，煤矿检测模型内包括分布式光纤、监控摄像装置和坐标单元，分布式光纤用于检测煤矿井道内电气设备的参数，坐标单元设置在监控摄像装置上，坐标单元用于将接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控，获取对应的监控通道链接，将获取的监控通道链接和参数发送至服务主机。
40.在本发明中，通过建立煤矿检测模型，使后续的电气检测更加的直观，方便对异常数据的快速追踪；通过设置井下监控设备和井上监控设备，在井道电气出现异常监测数据时，快速定位异常点，方便管理人员的快速审查，解决煤矿井道内的电气监控问题。
41.监控系统还包括ups电源和与ups电源连接的电源避雷器，ups电源连接服务主机。需要说明的是，本发明采用智能型的ups供电电源，系统在市电失电以后能够可靠动作进行电力线路切换，确保持续供电。进一步地，井上交换机和井下交换机均为kjj2矿用隔爆兼本安型千兆网交换机。
42.井下监控设备还包括与井下交换机连接的高压真空配电装置，高压真空配电装置为pjg70系列矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置；需要说明的是，本发明通过设置井下交换机以及与其连接的高压真空配电装置能够实现对井上监控设备进行电力参数采集、故障诊断、预警预报，或者将井上监控设备的命令发送给井下的高压真空配电装置进行参数整定、遥控分闸等自动化控制，极大提高了系统整体的自主性。
43.数据采集模块建立煤矿检测模型的方法包括：获取煤矿井道建筑图和电气安装图，根据获取的煤矿井道建筑图建立煤矿井道的三维模型，根据电气安装图将电气部件绘制到煤矿井道的三维模型中，将当前的三维模型标记为煤矿模型；在煤矿井道中布设分布式光纤，将布设的分布式光纤绘制到煤矿模型中，建立煤矿井道的空间坐标系，并将建立的空间坐标系映射到煤矿模型，设置校核点装置，用于对分布式光纤的数据采集点位进行校正，在煤矿井道内设置若干个监控摄像装置，在监控摄像装置上设置坐标单元，将监控摄像
装置绘制在煤矿模型中的对应位置上；将当前的煤矿模型标记为煤矿检测模型。
44.需要说明的是，本发明中通过校核点装置对分布式光纤的数据采集点位进行校正的方法包括：将煤矿井道的空间坐标系输入到定位单元中，定位单元根据输入进来的空间坐标系定位校核点装置的坐标；获取分布式光纤布设图，识别分布式光纤布设图中的通道点，在相邻两个通道点之间任选n个点为插入点，其中n为正整数，获取插入点和通道点位于空间坐标系中的坐标，将获取的坐标点统一标记为校正点，并对校正点进行编号，将校正点输入到跟踪单元中，跟踪单元按照校正点编号进行追踪，直到工作人员到达对应的校正点；
45.工作人员启动加热部，将加热部靠近分布式光纤，获取分布式光纤传输的信号，标记当前信号坐标，校正完成后，进行下一个校正点的校正，直到完成所有的校正点校正；进一步地，两个通道点之间相邻两个插入点之间的距离相等。
46.校核点装置包括加热部、定位单元和跟踪单元；跟踪单元用于根据输入进来的校正点进行跟踪具体的实地点位；坐标单元根据接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控的方法包括：获取监控摄像装置的监控区域，将监控区域转化为坐标区域，将坐标区域标记在煤矿检测模型中的对应位置上，当坐标单元接收到输入进来的坐标时，根据接收到的坐标控制监控摄像装置对准对应的坐标进行监控。
47.监控系统还包括瓦斯检测模块，瓦斯检测模块用于对煤矿井道内的瓦斯气体进行检测，瓦斯检测模块和服务主机通信连接。瓦斯检测模块的工作方法包括：获取煤矿井道内历史瓦斯气体含量巡检记录，根据获取的历史瓦斯气体含量巡检记录设置若干个检测点，在检测点位置安装瓦斯气体含量检测装置，并将瓦斯气体含量检测装置绘制到煤矿检测模型中，设置瓦斯气体含量警戒值，实时获取瓦斯气体含量的检测数据，并更新在煤矿检测模型中的对应位置上，建立瓦斯气体含量检测数据的曲线图，当获取的瓦斯气体含量检测数据达到瓦斯气体含量警戒值时，生成瓦斯报警信号，并将煤矿检测模型中的对应位置进行标记。
48.监控系统还包括报警模块，报警模块用于对井下监控设备和井上监控设备得到的异常数据进行反映，报警模块为声光报警，当井下监控设备和井上监控设备得到异常数据时，在服务主机上会发出报警声和/或闪报警灯。
49.在另一个具体实施方式中，本发明提供了上述的监控系统的监控方法，所述监控方法包括：
50.在煤矿井道中布设分布式光纤，安装监控摄像装置，并在监控摄像装置上设置坐标单元；采用数据采集模块建立煤矿检测模型；实时获取分布式光纤的检测数据，基于煤矿检测模型对煤矿井道进行电气监控。
51.示例性地，本发明的工作原理包括：
52.在煤矿井井下和井上布设分布式光纤，安装监控摄像装置，并在监控摄像装置上设置坐标单元；获取煤矿井道建筑图和电气安装图，根据获取的煤矿井道建筑图建立煤矿井道的三维模型，根据电气安装图将电气部件绘制到煤矿井道的三维模型中，将当前的三维模型标记为煤矿模型；将分布式光纤和监控摄像装置绘制到煤矿模型，设置校核点装置，并通过校核点装置对分布式光纤的数据采集点位进行校正；将当前的煤矿模型标记为煤矿检测模型；实时获取分布式光纤的检测数据，基于煤矿检测模型对煤矿井道进行电气安全监控；当检测到异常温度时，生成温度报警信号，并获取对应的异常区域，识别异常区域中
的最高温度坐标，将对应的坐标在煤矿检测模型中进行定位，获取到对应的坐标区域，将对应区域的煤矿检测模型进行标记，根据坐标区域匹配对应的坐标单元，将最高温度坐标输入到坐标单元中，坐标单元根据接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控，获取对应的监控通道链接，将获取的监控通道链接和温度报警信号发送给管理人员。
53.以上所述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，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种煤矿井道电气的监控系统，其特征在于，所述监控系统包括监控模块和数据采集模块；所述监控模块包括通信互连的井下监控设备和井上监控设备，所述井下监控设备包括井下交换机，所述井上监控设备包括服务主机和井上交换机，所述监控模块用于对煤矿井上或井下的电气参数进行监控；所述数据采集模块分别独立连接所述井下监控设备和井上监控设备，用于建立煤矿检测模型并采集数据，所述煤矿检测模型内包括分布式光纤、监控摄像装置和坐标单元，所述分布式光纤用于检测煤矿井道内电气设备的参数，所述坐标单元设置在监控摄像装置上，所述坐标单元用于将接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控，获取对应的监控通道链接，将获取的监控通道链接和参数发送至服务主机。2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括ups电源和与所述ups电源连接的电源避雷器，所述ups电源连接所述服务主机；优选地，所述井上交换机和所述井下交换机均为kjj2矿用隔爆兼本安型千兆网交换机。3.根据权利要求1或2所述的监控系统，其特征在于，所述井下监控设备还包括与所述井下交换机连接的高压真空配电装置；优选地，所述高压真空配电装置为pjg70系列矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置。4.根据权利要求1-3任一项所述的监控系统，其特征在于，所述数据采集模块建立煤矿检测模型的方法包括：获取煤矿井道建筑图和电气安装图，根据获取的煤矿井道建筑图建立煤矿井道的三维模型，根据电气安装图将电气部件绘制到煤矿井道的三维模型中，将当前的三维模型标记为煤矿模型；在煤矿井道中布设分布式光纤，将布设的分布式光纤绘制到煤矿模型中，建立煤矿井道的空间坐标系，并将建立的空间坐标系映射到煤矿模型，设置校核点装置，用于对分布式光纤的数据采集点位进行校正，在煤矿井道内设置若干个监控摄像装置，在监控摄像装置上设置坐标单元，将监控摄像装置绘制在煤矿模型中的对应位置上；将当前的煤矿模型标记为煤矿检测模型。5.根据权利要求4所述的监控系统，其特征在于，所述校核点装置包括加热部、定位单元和跟踪单元；所述跟踪单元用于根据输入进来的校正点进行跟踪具体的实地点位。6.根据权利要求1-5任一项所述的监控系统，其特征在于，所述坐标单元根据接收到的坐标控制对应的监控摄像装置进行监控的方法包括：获取监控摄像装置的监控区域，将监控区域转化为坐标区域，将坐标区域标记在煤矿检测模型中的对应位置上，当坐标单元接收到输入进来的坐标时，根据接收到的坐标控制监控摄像装置对准对应的坐标进行监控。7.根据权利要求1-6任一项所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括瓦斯检测模块，瓦斯检测模块用于对煤矿井道内的瓦斯气体进行检测，所述瓦斯检测模块和所述服务主机通信连接。8.根据权利要求7所述的监控系统，其特征在于，所述瓦斯检测模块的工作方法包括：
获取煤矿井道内历史瓦斯气体含量巡检记录，根据获取的历史瓦斯气体含量巡检记录设置若干个检测点，在检测点位置安装瓦斯气体含量检测装置，并将瓦斯气体含量检测装置绘制到煤矿检测模型中，设置瓦斯气体含量警戒值，实时获取瓦斯气体含量的检测数据，并更新在煤矿检测模型中的对应位置上，建立瓦斯气体含量检测数据的曲线图，当获取的瓦斯气体含量检测数据达到瓦斯气体含量警戒值时，生成瓦斯报警信号，并将煤矿检测模型中的对应位置进行标记。9.根据权利要求1-8任一项所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括报警模块，所述报警模块用于对所述井下监控设备和所述井上监控设备得到的异常数据进行反映；优选地，所述报警模块为声光报警，当所述井下监控设备和所述井上监控设备得到异常数据时，在所述服务主机上会发出报警声和/或闪报警灯。10.一种权利要求1-9任一项所述的监控系统的监控方法，其特征在于，所述监控方法包括：在煤矿井道中布设分布式光纤，安装监控摄像装置，并在监控摄像装置上设置坐标单元；采用数据采集模块建立煤矿检测模型；实时获取分布式光纤的检测数据，基于煤矿检测模型对煤矿井道进行电气监控。

技术总结
本发明提供了一种煤矿井道电气的监控系统，所述监控系统包括监控模块和数据采集模块；所述监控模块包括通信互连的井下监控设备和井上监控设备，所述井下监控设备包括井下交换机，所述井上监控设备包括服务主机和井上交换机，所述监控模块用于对煤矿井上或井下的电气参数进行监控；所述数据采集模块分别独立连接所述井下监控设备和井上监控设备，用于建立煤矿检测模型并采集数据。在本发明中，通过建立煤矿检测模型，使后续的电气检测更加的直观，方便对异常数据的快速追踪；通过设置井下监控设备和井上监控设备，在井道电气出现异常监测数据时，快速定位异常点，方便管理人员的快速审查，解决煤矿井道内的电气监控问题。解决煤矿井道内的电气监控问题。解决煤矿井道内的电气监控问题。


技术研发人员：龙大鹏 刘博磊 王磊 孙奇志 张太浩 郭昕鹏 杨淑欣 刘薇 普璐 李桂敏 杨青山 闫萍 胡开庚 马龙 高燕 李胜利 韩国庆 董辉 苗祥
受保护的技术使用者：中滦科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/7/19