危险源预警识别体系方案（上）

2)火、瓦斯监测系统:对火的监测主要通过束管监测系统完成,胶带、电器发火的烟雾、温度传感器安装不到

位。安全监控系统的瓦斯、CO、温度、风速等传感器在井下的监测点还有待增加。

3)顶板压力监测系统:传到井上的压力数据没有开发应用，没有报警与预警功能;工作面没有实现支架倾斜报警功能;1376工作面上下巷超前支护范围内没有压力监测点。

4)各检测、监测系统相互独立，没有统一的数据处理和管理平台。

1.3改造需解决的关键问题

1)对煤矿重大危险源的识别、预警等内容涉及地质、水文、采矿、通风、检测、监测、数学、计算机通讯和网络等众多学科，而且只有对多学科信息进行综合分析才可能达到识别危险源的目的。因此必须建立统一的数据处理平台和数据仓库。此外，由于涉及大量的空间信息和监测监控设备，所以，必须采用或开发统一的地理信息系统平台和组态软件。

2)对于已知危险源(如老巷、老窑、突水断层、保安煤柱、陷落柱等)需要建立预警指标体系;对于实时识别、分析出的危险源(如冒顶、瓦斯和突水等)需要实现信息的快速传输、反馈。

3)开发专业决策支持模型库，实现对水、火、瓦斯、顶板等危险源的检测和预警。在对重大危险源隐患基础数据和时间序列数据综合分析的基础上，采用定性分析和定量分析相结合的方法对煤矿重大危险源隐患进行分类，建立煤矿重大危险源隐患评价模型和指标体系库。

4)实现井下瓦斯监控系统与通风数值处理系统的数据共享，开发在线数字通风网络动态管理可视化系统，实现风网的实时计算和异常诊断。

5）实现对重大危险源相关参数的在线检测。①完善水文综合监测系统。除了实现对地面水温、水压等参数的在线监测外，同时实现基于井下工业以太网的在线监测系统，实时监测水温、水位、流量、水质等参数的变化。②增加烟雾、温度传感器，对井下主运胶带进行防火在线检测;束管监测系统对井下监测地点的O,、N,、CO、CH,、CO,、CH,、CH、CH,等气体含量实现24 小时连续监测，通过对自然火灾标志气体的测定和分析，及时预测预报发火点的温度变化，判断煤面的氧化情况，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。安全监控系统通过井下的传感器实现连续监测井下环境中CH、CO、温度、风速、烟雾等信息，并通过地面GIS软件实时显示，实现动态预测预警。对瓦斯和火灾等危险源的机理进行分析，并对一些指标体系进行量化，同时建立起相应的模型，利用专家系统进行分析预警。③矿山压力观测工作的主要内容包括:工作面支架和超前支护初撑力和工作阻力观测;掘进和回采巷道顶板离层位移和速度观测;锚杆或锚索的超载荷应力观测;围岩或煤体内部应力观测。钱家营矿的1376工作面支架和超前支护初撑力和工作阻力数据虽然传

到地面，但没有提供共享接口，因此需规范数据接口，创建统一的数据平台。④与水、火、瓦斯、顶板压力相关的数据采集系统基于工业以太网，并实现矿、集团公司网络的互联互通。⑤基于GIS等技术，开发集成的煤矿重大危险源识别、预测和预警数据存储及处理平台;结合新型的通讯技术，研究与信息化相适应的现代企业管理制度和管理模型，以充分发挥信息技术快速、实时、直观的优势。⑥针对煤矿实际应用，开发煤矿专用组态软件平台，实现通信组态、数据库组态、表格组态、曲线组态、动画图形组态、真三维图形组态、井下人员定位组态、存储组态、数据处理组态、语音组态、图象组态、预警预案组态。

2集团公司和钱家营矿数据传输系统实现

开滦(集团)公司信息控制中心为集团内部网络以及各矿所需上传信息汇集的中心。其配有主机和服务器，组成内部局域网，集团局域网和各矿子网为不同段IP地址，通过集团公司内部网络能够链接到各矿子网。传输系统采用千兆光纤以太环网，根据矿上各系统实际的物理分布特点，构建符合矿井特点的双环双网(地面环网和井下环网)双冗余加树形分支的网络结构，实现多网融合通道共用，建立高速稳定的综合自动化网络通道。通过千兆光纤环网，为系统所涉及的各个子系统及设备提供就近接入的网络接口，为系统远程集中监测监控提供畅通无阻的高速传输通道，并通过支线树形成网络的分支，为系统的扩容提供无限的空间。

2.1传输系统功能特点

以10OOM工业以太网为基础，实现一芯光纤中同时传输语音、数据、视频等信号，实现三网合一的数据通信;采用网络冗余技术，适应煤矿井下的恶劣环境;以网络平台为核心，将实时数据流按照统一数据标准集成起来，具有统一的数据仓库和集成化的编程组态，具有较强的身份认证、授权、加密等安全机制。

2.2平台网络结构图

由于开滦集团公司和钱家营矿之间的距离较远，且集团公司对矿上的数据查询量大，这就对集团公司和分矿之间的网络通信质量和带宽提出了更高的要求。目前，在集团公司和钱家营矿之间已经铺设了专用通信链路，本项目不用另行建设网络和增加数据交换设备。

2.3各监测监控网络和以太网的融合

由于束管监测系统、安全监测监控系统已经是矿井成熟系统，软件平台只需在地面网络通过接口从两系统数据库读取数据即可。顶板压力监测系统和水文监测系统通过数据转换接口把分站监测数据通过整个网络平台进行上传，做到了实时在线监测。即使是人工采集的数据也可通过接口设备把采集的数据及时上传分析，尽最大可能做到时延最小，系统如图1所示。

在α取3时取得最高定位精度，平均定位误差为3.1283m，虚节点校正的改进加权质心定位算法在α取2时取得最高定位精度，平均定位误差为2.8114m。综合以上三种情况可知当巷道宽度发生变化时，为了得到最高定位精度，α取值是变化的，该值可通过实验得到。通过两种算法的比较，可知当两种算法达到最高定位精度时在三种不同巷道宽度下，基于虚节点校正的改进加权质心定位算法较修正加权质心定位算法平均定位误差分别降低了13.86% ,13.18% , 10.13% 。