CN113847097A - 用于井下开采的火灾预警方法、系统及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于井下开采的火灾预警方法、系统及计算机存储介质，其方法包括：通过获取井下各个区域的温度信息；获取井下的热源位置；根据所述热源位置，分析得到所述热源位置所在区域的可燃物信息；获取所述热源位置所在区域的含氧量；根据所述含氧量、所述热源位置所在区域的温度信息、所述可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。本发明公开的一种用于井下开采的火灾预警系统及计算机存储介质也具有同样的效果。
Description
技术领域
本发明涉及矿井安全管控技术领域，具体是一种用于井下开采的火灾预警方法、系统及计算机存储介质。
背景技术
由我国现有国情和国家资源配比所决定，煤炭将在未来很长一段时间内，继续成为我国国民经济发展的重要能源。我国的煤炭资源十分丰富，据有关数据显示，我国现发现的煤炭资源的总储存量达4亿吨，位居世界前列，但是，我国现探明的煤炭多位于地下深土层，煤炭开采需进行深井作业。
然而，随着社会发展和矿产资源开发的日益增强，高效高产矿井建设和开采深度不断延伸，受到围岩及机电设备散热和地温梯度影响，井下热源热害已成为矿井安全生产不可忽视的一个问题；并且，矿产开采中还需要使用大量坑木、机电设备、炸药、油料等物质，而煤矿开采时产生的大量煤尘、瓦斯气体本身就属于可燃物，并且易燃易爆。因此，在矿产开采过程中，火灾控制尤为重要，但矿井火灾前期不易发现，并且火势发展速度快、不易控制且影响范围广，等发现时已经造成财产损失及人员伤亡。
因此，如何及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种用于井下开采的火灾预警方法、系统及计算机存储介质，用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
为实现上述目的，一方面本申请提供一种用于井下开采的火灾预警方法，包括：
获取井下各个区域的温度信息；
获取井下的热源位置；
根据所述热源位置，分析得到所述热源位置所在区域的可燃物信息；
获取所述热源位置所在区域的含氧量；
根据所述含氧量、所述热源位置所在区域的温度信息、所述可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。
通过采用上述的技术方案，用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
可选的，所述获取井下的热源位置，包括：
通过非接触探测红外能量，获取井下各个区域的热图像；
获取井下各个区域的可见光图像；
根据所述热图像和所述可见光图像，分析得到井下的所述热源位置。
通过采用上述的技术方案，热成像技术是通过非接触探测红外能量，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像，不容易影响被测温度场，且自身不受热应力的损害，具有精确测量覆盖面广、温度测量速度更快、精确度高、敏感度高、应用安全性及使用期长等优点，能够精确发现热源位置。
可选的，所述可燃物信息包括固体可燃物、煤尘和瓦斯气体，
所述根据所述热源位置信息，分析得到所述热源位置所在区域的可燃物信息，包括
根据所述热源位置，分析得到所述热源位置所在区域的固体可燃物；
根据所述热源位置，获取所述热源位置所在区域的煤尘浓度值；
根据所述热源位置，获取所述热源位置所在区域的瓦斯气体浓度值。
通过采用上述的技术方案，矿产开采中需要使用大量坑木、机电设备、炸药、油料等物质，而煤矿开采时产生的大量煤尘、瓦斯气体本身就属于可燃物，并且易燃易爆，检测井下热源位置的可燃物信息，提高了针对不同的可燃物的火灾预警能力。
可选的，所述根据所述含氧量、所述热源位置所在区域的温度信息、所述可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息，包括：
判断所述含氧量是否满足预设燃烧条件的氧气燃烧阈值；
若所述含氧量达到所述氧气燃烧阈值，则判断所述热源位置所在区域的温度信息是否达到预设燃烧条件的所述固体可燃物的燃点警报值；
若所述热源位置所在区域的温度信息达到所述燃点警报值，则发出火灾预警信息。
通过采用上述的技术方案，针对固体可燃物的预设燃烧条件，对井下热源位置所在区域进行火灾预警，提高了火灾防御能力。
可选的，所述若所述热源位置所在区域的温度信息达到所述燃点警报值，则发出火灾预警信息，之后还包括：
判断所述煤尘浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否达到预设燃烧条件的煤尘爆炸警报标准；
若达到所述煤尘爆炸警报标准，则发出煤尘爆炸预警信息。
通过采用上述的技术方案，对固体可燃物发出火灾预警信息后，再针对煤尘危害进行煤尘爆炸预警，降低煤矿开采的危险性，保障煤矿的可持续发展。
可选的，所述判断所述煤尘浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否满足预设燃烧条件的煤尘爆炸警报标准，包括：
判断所述含氧量是否满足所述煤尘爆炸警报标准的氧气燃烧阈值；
若所述含氧量达到所述氧气燃烧阈值，则判断所述煤尘浓度值是否小于所述煤尘爆炸警报标准的浓度下限值；
若大于或等于所述浓度下限值，则判断所述煤尘浓度值是否大于所述煤尘爆炸警报标准的浓度上限值；
若小于或等于所述浓度上限值，则判断所述热源位置所在区域的温度信息是否达到所述煤尘爆炸警报标准的高温警报值。
通过采用上述的技术方案，煤尘爆炸需要一定的条件，设定煤尘爆炸警报标准，及时预判爆炸发生，方便后序展开预防煤尘爆炸的措施，降低煤尘爆炸发生的可能性，进一步保护井下劳动工人的生命财产安全。
可选的，所述若所述热源位置所在区域的温度信息达到所述燃点警报值，则发出火灾预警信息，之后还包括：
判断所述瓦斯气体浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否达到预设燃烧条件的瓦斯气体爆炸警报标准；
若达到所述瓦斯气体爆炸警报标准，则发出瓦斯气体爆炸预警信息。
通过采用上述的技术方案，在发出火灾预警信息后，还需要针对瓦斯危害进行瓦斯气体爆炸预警，降低煤矿开采的危险性，保障煤矿的可持续发展。
可选的，所述判断所述瓦斯气体浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否满足预设燃烧条件的瓦斯气体爆炸警报标准，包括：
判断所述含氧量是否满足所述瓦斯气体爆炸警报标准的氧气燃烧阈值；
若所述含氧量达到所述氧气燃烧阈值，则判断所述瓦斯气体浓度值是否小于所述瓦斯气体爆炸警报标准的浓度下限值；
若大于或等于所述浓度下限值，则判断所述瓦斯气体浓度值是否大于所述瓦斯气体爆炸警报标准的浓度上限值；
若小于或等于所述浓度上限值，则判断所述热源位置所在区域的温度信息是否达到所述瓦斯气体爆炸警报标准的高温警报值。
通过采用上述的技术方案，瓦斯气体爆炸需要一定的条件，设定瓦斯气体爆炸警报标准，及时预判爆炸发生，方便后序展开预防瓦斯气体爆炸的措施，降低瓦斯气体爆炸发生的可能性，进一步保护井下劳动工人的生命财产安全。
为实现上述目的，另一方面本申请还提供一种用于井下开采的火灾预警系统，包括：
温度获取模块，用于获取井下各个区域的温度信息；
热源位置获取模块，用于获取井下的热源位置；
可燃物分析模块，用于根据所述热源位置，分析得到所述热源位置所在区域的可燃物信息；
含氧量获取模块，用于获取所述热源位置所在区域的含氧量；
火灾预警模块，用于根据所述含氧量、所述热源位置所在区域的温度信息、所述可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。
通过采用上述的技术方案，用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
为实现上述目的，再一方面本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的用于井下开采的火灾预警方法的步骤。
通过采用上述的技术方案，用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
本申请提供的一种用于井下开采的火灾预警方法、系统及计算机存储介质具有如下综合技术效果：
针对相关技术，通过获取井下各个区域的温度信息；获取井下的热源位置；根据热源位置，分析得到热源位置所在区域的可燃物信息；获取热源位置所在区域的含氧量；根据含氧量、热源位置所在区域的温度信息、可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于井下开采的火灾预警方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一个实施方式的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的第二个实施方式的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的第三个实施方式的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的第四个实施方式的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的第五个实施方式的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种用于井下开采的火灾预警系统的结构示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本申请实施例采用递进的方式撰写。
本发明主要应用于矿山的井下开采过程中，具体应用时，还可以应用在其他的场景，不做具体说明。本发明的实施例中均以矿山的井下开采为例进行说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种用于井下开采的火灾预警方法，包括：
S101、获取井下各个区域的温度信息；
本实施例中，通过在井下各个区域安装红外热像仪获取相关温度信息，红外热像仪利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量分布图形，通过物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像的显示屏上面显示的不同颜色代表被测物体的不同温度；热成像技术是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可对温度值进行计算的一种探测技术。相较于其他测温元器件，红外热像仪不容易影响被测温度场，且自身不受热应力的损害，具有精确测量覆盖面广、温度测量速度更快、精确度高、敏感度高、应用安全性及使用期长等优点。
S102、获取井下的热源位置；
本实施例中，红外热像仪采集到井下各个区域的热图像，并融合可见光图像，分析获取热源产生的位置。
S103、根据热源位置，分析得到热源位置所在区域的可燃物信息；
本实施例中，由于矿产开采中还需要使用大量坑木、机电设备、炸药、油料等物质，而煤矿开采时也会产生的大量煤尘、瓦斯气体本身就属于可燃物，并且易燃易爆，因此，可以根据热源产生的位置，分析热源位置所在区域的可燃物信息。
S104、获取热源位置所在区域的含氧量；
本实施例中，在井下各个区域设置氧气检测仪，根据热源位置获取热源位置所在区域的含氧量。
S105、根据含氧量、热源位置所在区域的温度信息、可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。
本实施例中，燃烧，是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光、发烟的现象，物质燃烧需要同时具备可燃物、氧气和着火源这三要素。因此，根据热源位置所在区域的温度信息、含氧量、可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，及时预判火灾发生情况，发出火灾预警信息，提高井下开采工作的安全性。
本发明实施例中，通过获取井下各个区域的温度信息；获取井下的热源位置；根据热源位置，分析得到热源位置所在区域的可燃物信息；获取热源位置所在区域的含氧量；根据含氧量、热源位置所在区域的温度信息、可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
如图2所示，在以上所示的实施例中，对步骤S102的获取井下的热源位置进行详细说明，包括：
S201、通过非接触探测红外能量，获取井下各个区域的热图像；
本实施例中，热成像技术是通过非接触探测红外能量，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像，通过红外热像仪获取井下各个区域的热图像。
S202、获取井下各个区域的可见光图像；
本实施例中，通过井下各个区域安装的摄像头获取可见光图像。
S203、根据热图像和可见光图像，分析得到井下的热源位置。
本实施例中，热成像探头组成部分包括外壳、PCB板、热成像模组、网络模块、控制模块及数据处理模块；热成像模块、网络模块和数据处理模块与控制模块设置在仪器壳体内部，且热成像模块与数据处理模块与控制模块连接；数据处理模块经过算法处理可以形成目标物体轮廓并叠加在热图上，经网络模块将数据传输到上位机上，用以分析热源产生的目标位置或物体；数据处理模块与控制模块包括色彩模式切换单元，用于控制切换热成像模块的热图显示模式，热成像模块的热图显示模式包括彩虹、铁红、白热、黑热中的一个或多个。数据处理模块与控制模块包括温度模式切换单元，用于控制切换热成像探头的测温功能，测温功能可对区域温度及高低温点进行标注，并根据温度的不同显示多个区域或温度点，起到温度差异化精确寻源的目的。
在以上所示的实施例中，可燃物信息包括固体可燃物、煤尘和瓦斯气体，对于图1中实施例的步骤S103，根据热源位置信息，分析得到热源位置所在区域的可燃物信息进行详细说明，如图3所示，包括：
S301、根据热源位置，分析得到热源位置所在区域的固体可燃物；
本实施例中，矿产开采中需要使用大量坑木、机电设备、炸药、油料等物质，因此，根据热源位置，分析该热源位置所在区域有哪些固体可燃物，固体可燃物包括坑木、机电设备、炸药和油料，当然，固体可燃物不仅限于以上四种，还可以包括其他固体可燃物，可以根据实际情况进行设置。
S302、根据热源位置，获取热源位置所在区域的煤尘浓度值；
本实施例中，矿井生产中会产生煤尘，随着矿井开采强度的日益加大和机械化的普及，煤尘危害也越来越大，煤尘不仅危害作业人员的身体健康，在达到一定浓度的时候，遇到明火还会发生剧烈爆炸，给煤矿的安全生产造成严重威胁，制约了煤矿的可持续发展。因此，还需要在井下各个区域设置煤尘浓度检测仪，获取热源位置所在区域的煤尘浓度，如果没有煤尘，那么煤尘浓度检测仪获取的煤尘浓度值为零。
S303、根据热源位置，获取热源位置所在区域的瓦斯气体浓度值。
本实施例中，除了煤尘外，矿井生产还会产生瓦斯气体，是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，主要成分有甲烷CH4、重烃CnHm、氢H2、二氧化碳CO2、一氧化碳CO、二氧化氮NO、二氧化硫SO2、硫化氢H2S等。矿井瓦斯具有很大的危害性，矿井瓦斯事故是煤矿五大自然灾害之一，是煤矿生产过程中的重点治理对象。瓦斯爆炸是煤矿特有的后果极严重的自然灾害，可造成重大经济损失和人员伤亡。因此，在井下各个区域设置瓦斯气体浓度检测仪，获取热源位置所在区域的瓦斯气体浓度值，如果没有瓦斯气体，那么瓦斯气体浓度检测仪获取的瓦斯气体浓度值为零。常见的瓦斯气体浓度检测仪有光学瓦斯检定器、热导式甲烷传感器、载体热催化甲烷检定器、甲烷遥测报警断电仪、气相色谱仪等。
如图4所示，在以上所示的实施例中，对步骤S105的根据含氧量、热源位置所在区域的温度信息、可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息，包括：
S401、判断含氧量是否满足预设燃烧条件的氧气燃烧阈值；
本实施例中，不同可燃物对应的氧气燃烧浓度不同，因此，针对不同可燃物信息，预设燃烧条件的氧气燃烧阈值，例如当含氧量达到14%-16%以上时，可以满足坑木燃烧条件，因此，为了及时预警火灾发生情况，判断含氧量是否满足预设燃烧条件的氧气燃烧阈值，当然，此处仅以坑木为例，还有机电设备、炸药、油料等物质的氧气燃烧阈值，进行安全警示。
S402、若含氧量达到氧气燃烧阈值，则判断热源位置所在区域的温度信息是否达到预设燃烧条件的固体可燃物的燃点警报值；
本实施例中，由于矿井开采需要保持通风透气的环境，而大气中的含氧量一般都在21%左右，大多时候是能够满足氧气燃烧阈值的，因此，根据燃烧三要素，还需要热源所在区域的温度信息能够达到预设燃烧条件的固体可燃物的燃点警报值，木材的燃点是在200℃-290℃，燃点报警值要低于固体可燃物的燃点，才能够及时发现火灾预警情况，保障安全性。当然，固体可燃物的不同，对应的燃点也不同，设置燃点报警值也不同，根据实际情况进行设定。
S403、若热源位置所在区域的温度信息达到燃点警报值，则发出火灾预警信息。
本实施例中，当可燃物、氧气和温度这三要素都满足预设燃烧条件时，及时预判火灾发生情况，发出火灾预警信息，提高井下开采工作的安全性。
如图5所示，在图4所示实施例中，在步骤S403的若热源位置所在区域的温度信息达到燃点警报值，则发出火灾预警信息，之后还包括：
S501、判断煤尘浓度值、热源位置所在区域的温度信息和含氧量是否达到预设燃烧条件的煤尘爆炸警报标准；
本实施例中，在火灾预警信息发出后，还对热源位置所在区域的煤尘是否会造成爆炸进行预警，煤尘爆炸的三个条件是：1)煤尘本身必须具有爆炸性，而且浮游粉尘要达到一定浓度:下限为30-45g/m3,上限为1500-2000g/m3。2)要有点燃煤尘的热源650-900℃。3)空气中氧气含量大于18%。
具体的判断过程包括：判断含氧量是否满足煤尘爆炸警报标准的氧气燃烧阈值；若含氧量达到氧气燃烧阈值，则判断煤尘浓度值是否小于煤尘爆炸警报标准的浓度下限值；若大于或等于浓度下限值，则判断煤尘浓度值是否大于煤尘爆炸警报标准的浓度上限值；若小于或等于浓度上限值，则判断热源位置所在区域的温度信息是否达到煤尘爆炸警报标准的高温警报值。
S502、若达到煤尘爆炸警报标准，则发出煤尘爆炸预警信息。
本实施例中，若热源位置所在区域的煤尘达到煤尘爆炸警报标准，则发出煤尘爆炸预警信息，提高矿产开采过程中井下煤尘爆炸防御能力。
如图6所示，在图4所示实施例中，在步骤S403的，若热源位置所在区域的温度信息达到燃点警报值，则发出火灾预警信息，之后还包括：
S601、判断瓦斯气体浓度值、热源位置所在区域的温度信息和含氧量是否达到预设燃烧条件的瓦斯气体爆炸警报标准；
本实施例中，在火灾预警信息发出后，还对热源位置所在区域的瓦斯气体是否会造成爆炸进行预警，瓦斯爆炸下限为5%～6%，上限为14%～16%。当瓦斯浓度为9%～9.5%时爆炸最猛烈。瓦斯与空气混合气体中氧气的浓度必须大于12%，否则爆炸反应不能持续，而矿井空气中氧气浓度一般在20%～21%，一般情况下都能满足氧气浓度标准。点燃瓦斯所需的最低温度称为点燃温度，也叫引火温度，一般正常条件下在空气中的点燃温度为650℃～750℃。
具体判断过程包括：判断含氧量是否满足瓦斯气体爆炸警报标准的氧气燃烧阈值；若含氧量达到氧气燃烧阈值，则判断瓦斯气体浓度值是否小于瓦斯气体爆炸警报标准的浓度下限值；若大于或等于浓度下限值，则判断瓦斯气体浓度值是否大于瓦斯气体爆炸警报标准的浓度上限值；若小于或等于浓度上限值，则判断热源位置所在区域的温度信息是否达到瓦斯气体爆炸警报标准的高温警报值。
S602、若达到瓦斯气体爆炸警报标准，则发出瓦斯气体爆炸预警信息。
本实施例中，若热源位置所在区域的瓦斯气体达到瓦斯气体爆炸警报标准，则发出瓦斯气体爆炸预警信息，提高矿产开采过程中井下瓦斯气体爆炸防御能力。
以上实施例中详细说明了用于井下开采的火灾预警方法，下面对应用于该用于井下开采的火灾预警方法的用于井下开采的火灾预警系统进行说明。
如图7所示，本发明实施例还提供一种用于井下开采的火灾预警系统，包括：
温度获取模块701，用于获取井下各个区域的温度信息；
热源位置获取模块702，用于获取井下的热源位置；
可燃物分析模块703，用于根据热源位置，分析得到热源位置所在区域的可燃物信息；
含氧量获取模块704，用于获取热源位置所在区域的含氧量；
火灾预警模块705，用于根据含氧量、热源位置所在区域的温度信息、可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。
本发明实施例中，通过温度获取模块701获取井下各个区域的温度信息；可燃物分析模块703根据热源位置获取模块702获取井下的热源位置，分析得到热源位置所在区域的可燃物信息；含氧量获取模块704获取热源位置所在区域的含氧量；火灾预警模块705根据含氧量获取模块704的含氧量、温度获取模块701的热源位置所在区域的温度信息、可燃物分析模块703的可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。本方案用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
本发明实施例还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一项的用于井下开采的火灾预警方法的步骤。用于克服现有技术中不能及时察觉矿井火灾发生情况，从而有效减少矿产开采时的财产损失与人员伤亡发生几率，提高煤矿开采时的安全性。
本发明实施例提供的一种用于井下开采的火灾预警系统以及计算机存储介质中相关部分的说明请参见本发明实施例提供的一种用于井下开采的火灾预警方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，包括：
获取井下各个区域的温度信息；
获取井下的热源位置；
根据所述热源位置，分析得到所述热源位置所在区域的可燃物信息；
获取所述热源位置所在区域的含氧量；
根据所述含氧量、所述热源位置所在区域的温度信息、所述可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。
2.根据权利要求1所述的用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，所述获取井下的热源位置，包括：
通过非接触探测红外能量，获取井下各个区域的热图像；
获取井下各个区域的可见光图像；
根据所述热图像和所述可见光图像，分析得到井下的所述热源位置。
3.根据权利要求1所述的用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，所述可燃物信息包括固体可燃物、煤尘和瓦斯气体，
所述根据所述热源位置信息，分析得到所述热源位置所在区域的可燃物信息，包括
根据所述热源位置，分析得到所述热源位置所在区域的固体可燃物；
根据所述热源位置，获取所述热源位置所在区域的煤尘浓度值；
根据所述热源位置，获取所述热源位置所在区域的瓦斯气体浓度值。
4.根据权利要求3所述的用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，所述根据所述含氧量、所述热源位置所在区域的温度信息、所述可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息，包括：
判断所述含氧量是否满足预设燃烧条件的氧气燃烧阈值；
若所述含氧量达到所述氧气燃烧阈值，则判断所述热源位置所在区域的温度信息是否达到预设燃烧条件的所述固体可燃物的燃点警报值；
若所述热源位置所在区域的温度信息达到所述燃点警报值，则发出火灾预警信息。
5.根据权利要求4所述的用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，所述若所述热源位置所在区域的温度信息达到所述燃点警报值，则发出火灾预警信息，之后还包括：
判断所述煤尘浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否达到预设燃烧条件的煤尘爆炸警报标准；
若达到所述煤尘爆炸警报标准，则发出煤尘爆炸预警信息。
6.根据权利要求5所述的用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，所述判断所述煤尘浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否满足预设燃烧条件的煤尘爆炸警报标准，包括：
判断所述含氧量是否满足所述煤尘爆炸警报标准的氧气燃烧阈值；
若所述含氧量达到所述氧气燃烧阈值，则判断所述煤尘浓度值是否小于所述煤尘爆炸警报标准的浓度下限值；
若大于或等于所述浓度下限值，则判断所述煤尘浓度值是否大于所述煤尘爆炸警报标准的浓度上限值；
若小于或等于所述浓度上限值，则判断所述热源位置所在区域的温度信息是否达到所述煤尘爆炸警报标准的高温警报值。
7.根据权利要求4所述的用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，所述若所述热源位置所在区域的温度信息达到所述燃点警报值，则发出火灾预警信息，之后还包括：
判断所述瓦斯气体浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否达到预设燃烧条件的瓦斯气体爆炸警报标准；
若达到所述瓦斯气体爆炸警报标准，则发出瓦斯气体爆炸预警信息。
8.根据权利要求7所述的用于井下开采的火灾预警方法，其特征在于，所述判断所述瓦斯气体浓度值、所述热源位置所在区域的温度信息和所述含氧量是否满足预设燃烧条件的瓦斯气体爆炸警报标准，包括：
判断所述含氧量是否满足所述瓦斯气体爆炸警报标准的氧气燃烧阈值；
若所述含氧量达到所述氧气燃烧阈值，则判断所述瓦斯气体浓度值是否小于所述瓦斯气体爆炸警报标准的浓度下限值；
若大于或等于所述浓度下限值，则判断所述瓦斯气体浓度值是否大于所述瓦斯气体爆炸警报标准的浓度上限值；
若小于或等于所述浓度上限值，则判断所述热源位置所在区域的温度信息是否达到所述瓦斯气体爆炸警报标准的高温警报值。
9.一种用于井下开采的火灾预警系统，其特征在于，包括：
温度获取模块，用于获取井下各个区域的温度信息；
热源位置获取模块，用于获取井下的热源位置；
可燃物分析模块，用于根据所述热源位置，分析得到所述热源位置所在区域的可燃物信息；
含氧量获取模块，用于获取所述热源位置所在区域的含氧量；
火灾预警模块，用于根据所述含氧量、所述热源位置所在区域的温度信息、所述可燃物信息以及对应的预设燃烧条件，得到火灾预警信息。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的用于井下开采的火灾预警方法的步骤。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080065833A (ko) * | 2007-01-10 | 2008-07-15 | 한국서부발전 주식회사 | 화재 발생 감시 방법 및 시스템 |
| CN108071423A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-05-25 | 中国矿业大学(北京) | 基于红外图像监测设备的矿井爆炸监控系统 |
| RU2661508C1 (ru) * | 2017-09-25 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ оценки риска взрывов метана и пыли в шахтах |
| CN108416968A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-08-17 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 火灾预警方法和装置 |
| KR20190130801A (ko) * | 2018-05-15 | 2019-11-25 | (주)엠아이웨어 | 단독형 화재 경보기와 가시광선 카메라를 이용하는 융합형 화재 경보 시스템 |
| WO2020134187A1 (zh) * | 2019-08-28 | 2020-07-02 | 山东科技大学 | 一种采掘工作面巡检机器人及其应用 |
| CN112202840A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-08 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 基于边缘计算模式的煤矿火灾报警系统、方法及存储介质 |
| CN113047908A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-06-29 | 中国矿业大学(北京) | 基于数据融合的矿井爆炸报警系统 |
-
2021
- 2021-10-14 CN CN202111199433.0A patent/CN113847097A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080065833A (ko) * | 2007-01-10 | 2008-07-15 | 한국서부발전 주식회사 | 화재 발생 감시 방법 및 시스템 |
| RU2661508C1 (ru) * | 2017-09-25 | 2018-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ оценки риска взрывов метана и пыли в шахтах |
| CN108416968A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-08-17 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 火灾预警方法和装置 |
| CN108071423A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-05-25 | 中国矿业大学(北京) | 基于红外图像监测设备的矿井爆炸监控系统 |
| KR20190130801A (ko) * | 2018-05-15 | 2019-11-25 | (주)엠아이웨어 | 단독형 화재 경보기와 가시광선 카메라를 이용하는 융합형 화재 경보 시스템 |
| WO2020134187A1 (zh) * | 2019-08-28 | 2020-07-02 | 山东科技大学 | 一种采掘工作面巡检机器人及其应用 |
| CN112202840A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-08 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 基于边缘计算模式的煤矿火灾报警系统、方法及存储介质 |
| CN113047908A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-06-29 | 中国矿业大学(北京) | 基于数据融合的矿井爆炸报警系统 |
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