《礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》課件示例

礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保障礦工生命安全的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦井環(huán)境全方位監(jiān)控目錄系統(tǒng)概述基本定義、重要性、發(fā)展歷程系統(tǒng)組成架構(gòu)、傳感網(wǎng)絡(luò)、控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)與技術(shù)關(guān)鍵參數(shù)、傳感器技術(shù)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用第一部分：礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述保障礦工生命安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)氣體和環(huán)境參數(shù)發(fā)展歷程與技術(shù)演進(jìn)從人工檢測(cè)到智能化監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)代系統(tǒng)特點(diǎn)什么是礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)？定義實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)功能危險(xiǎn)預(yù)警、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)急處置目標(biāo)預(yù)防事故、保障安全、提高效率礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要性生命保障預(yù)防傷亡事故生產(chǎn)保障減少停產(chǎn)損失法規(guī)遵從滿足監(jiān)管要求礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展歷程11950年代人工檢測(cè)階段21980年代單參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)32000年代綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)42020年代智能化物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)代礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)實(shí)時(shí)性毫秒級(jí)數(shù)據(jù)采集與響應(yīng)高精度傳感器精確度提高網(wǎng)絡(luò)化分布式監(jiān)測(cè)點(diǎn)位互聯(lián)智能化自學(xué)習(xí)預(yù)警算法第二部分：礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成傳感器網(wǎng)絡(luò)分布于各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)采集與傳輸采集、轉(zhuǎn)換、傳輸數(shù)據(jù)中央控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與決策中心報(bào)警與應(yīng)急系統(tǒng)異常情況響應(yīng)機(jī)制系統(tǒng)總體架構(gòu)感知層各類傳感器組成的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸層有線無(wú)線混合傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理與分析應(yīng)用層監(jiān)控、預(yù)警與決策支持傳感器網(wǎng)絡(luò)1分布式部署按照風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位科學(xué)布置2多參數(shù)監(jiān)測(cè)氣體、溫度、風(fēng)速等綜合監(jiān)測(cè)3自組網(wǎng)技術(shù)節(jié)點(diǎn)間自動(dòng)建立通信鏈路4冗余設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)位多傳感器備份數(shù)據(jù)采集與傳輸數(shù)據(jù)采集模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)調(diào)理有線傳輸光纖、本安型電纜無(wú)線傳輸WiFi、ZigBee、4G/5G通信協(xié)議Modbus、Profibus、礦用專有協(xié)議中央控制系統(tǒng)硬件組成工業(yè)服務(wù)器存儲(chǔ)陣列顯示大屏控制臺(tái)軟件功能數(shù)據(jù)處理歷史查詢安全分析決策支持報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警觸發(fā)參數(shù)超限或趨勢(shì)異常分級(jí)報(bào)警按危險(xiǎn)程度劃分預(yù)警等級(jí)多模式提醒聲光電多重提醒方式智能聯(lián)動(dòng)自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)響應(yīng)機(jī)制應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)事件檢測(cè)危險(xiǎn)事件自動(dòng)識(shí)別預(yù)警通知多渠道告警和通知預(yù)案激活自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案疏散引導(dǎo)智能化疏散路線指引第三部分：關(guān)鍵監(jiān)測(cè)參數(shù)氣體濃度、風(fēng)速、溫度、粉塵等關(guān)鍵參數(shù)瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)范圍通常0-10%濃度范圍報(bào)警閾值1%預(yù)警、2%撤離部署位置工作面、回風(fēng)巷、采空區(qū)傳感類型催化燃燒型、紅外型一氧化碳濃度監(jiān)測(cè)24ppm預(yù)警值開(kāi)始采取防護(hù)措施100ppm撤離值必須立即撤離現(xiàn)場(chǎng)5分鐘響應(yīng)時(shí)間傳感器檢測(cè)響應(yīng)時(shí)限風(fēng)速監(jiān)測(cè)溫度監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)參數(shù)環(huán)境溫度設(shè)備表面溫度電纜溫度火災(zāi)熱點(diǎn)預(yù)警閾值環(huán)境：≥38°C設(shè)備：≥85°C電纜：≥70°C異常升溫：≥5°C/h粉塵濃度監(jiān)測(cè)1連續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)掌握粉塵變化趨勢(shì)2分級(jí)預(yù)警根據(jù)濃度設(shè)定不同等級(jí)3聯(lián)動(dòng)控制自動(dòng)啟動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)氧氣濃度監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)范圍通常0-25%濃度范圍安全標(biāo)準(zhǔn)正常：19.5%-23.5%布點(diǎn)原則密閉空間、通風(fēng)不良區(qū)域校準(zhǔn)周期每月校準(zhǔn)一次第四部分：傳感器技術(shù)催化型瓦斯傳感器利用甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量測(cè)量濃度紅外型氣體傳感器通過(guò)氣體吸收特定波長(zhǎng)紅外光測(cè)量濃度電化學(xué)氣體傳感器測(cè)量氣體氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流瓦斯傳感器原理與應(yīng)用催化燃燒型工作原理：利用甲烷燃燒釋放熱量特點(diǎn)：響應(yīng)快、價(jià)格低缺點(diǎn)：易受硫化物毒化、壽命短紅外吸收型工作原理：測(cè)量特定波長(zhǎng)紅外光吸收特點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、選擇性好缺點(diǎn)：價(jià)格高、體積大一氧化碳傳感器原理與應(yīng)用電化學(xué)型氧化CO產(chǎn)生電流信號(hào)半導(dǎo)體型CO改變金屬氧化物電導(dǎo)率紅外吸收型測(cè)量特定波長(zhǎng)紅外光吸收風(fēng)速傳感器原理與應(yīng)用葉輪式風(fēng)力驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量風(fēng)速熱式測(cè)量氣流對(duì)熱元件冷卻效應(yīng)超聲波式測(cè)量超聲波在氣流中傳播時(shí)間差溫度傳感器原理與應(yīng)用熱電偶利用塞貝克效應(yīng)，適合高溫環(huán)境熱電阻利用金屬電阻隨溫度變化特性紅外溫度傳感器非接觸式測(cè)量，用于設(shè)備監(jiān)測(cè)光纖光柵傳感器分布式測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)粉塵傳感器原理與應(yīng)用光散射式測(cè)量粉塵對(duì)光線散射強(qiáng)度β射線吸收式測(cè)量粉塵對(duì)β射線的衰減重量法直接測(cè)量采樣濾膜重量增加氧氣傳感器原理與應(yīng)用電化學(xué)式測(cè)量氧氣還原反應(yīng)電流氧化鋯式基于氧離子導(dǎo)電性原理順磁式利用氧氣的順磁性特性第五部分：數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)采集多源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)處理濾波、校準(zhǔn)、融合數(shù)據(jù)分析模式識(shí)別、趨勢(shì)預(yù)測(cè)3決策支持預(yù)警生成、干預(yù)建議數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理原始數(shù)據(jù)采集采樣頻率：1-10秒/次數(shù)據(jù)濾波去除噪聲和干擾數(shù)據(jù)校準(zhǔn)基于標(biāo)定曲線修正數(shù)據(jù)壓縮減少傳輸和存儲(chǔ)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限管理與安全控制備份與恢復(fù)定時(shí)備份、容災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)關(guān)系型與時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)混合架構(gòu)數(shù)據(jù)分析算法統(tǒng)計(jì)分析相關(guān)性分析回歸分析時(shí)序分析機(jī)器學(xué)習(xí)異常檢測(cè)模式識(shí)別預(yù)測(cè)模型深度學(xué)習(xí)長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自編碼器預(yù)警模型閾值預(yù)警基于固定或動(dòng)態(tài)閾值1趨勢(shì)預(yù)警基于參數(shù)變化速率2關(guān)聯(lián)預(yù)警基于多參數(shù)組合狀態(tài)3智能預(yù)警基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型4趨勢(shì)分析瓦斯?jié)舛?%)一氧化碳(ppm)第六部分：系統(tǒng)集成與可視化多維數(shù)據(jù)可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控面板和大屏展示三維礦井模型基于實(shí)際地形的數(shù)字孿生系統(tǒng)移動(dòng)應(yīng)用支持隨時(shí)隨地查看系統(tǒng)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控能力異地管理和決策支持監(jiān)控中心設(shè)計(jì)大屏顯示多屏拼接顯示總體狀況操作臺(tái)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)設(shè)備機(jī)房高可靠性服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)面板關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)顯示趨勢(shì)圖表參數(shù)變化趨勢(shì)分析GIS地圖集成基于地理信息的數(shù)據(jù)展示告警可視化異常情況突出顯示3D礦井模型集成實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)基于激光掃描和測(cè)量數(shù)據(jù)三維建模構(gòu)建礦井三維幾何模型監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)映射將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射到模型上交互式操作支持縮放、旋轉(zhuǎn)、穿透等操作移動(dòng)端應(yīng)用數(shù)據(jù)概覽快速了解總體安全狀況告警推送實(shí)時(shí)接收告警信息巡檢管理巡檢任務(wù)下發(fā)與執(zhí)行報(bào)表查詢歷史數(shù)據(jù)與報(bào)表瀏覽遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)5G/光纖混合網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)數(shù)據(jù)匯聚與處理中心安全機(jī)制加密傳輸與訪問(wèn)控制客戶端PC端與移動(dòng)端第七部分：系統(tǒng)維護(hù)與管理日常維護(hù)例行檢查與保養(yǎng)定期校準(zhǔn)傳感器精度校正故障處理快速診斷與修復(fù)系統(tǒng)升級(jí)軟硬件更新與優(yōu)化日常維護(hù)流程1每日巡檢傳感器外觀檢查、數(shù)據(jù)驗(yàn)證2周期性測(cè)試功能測(cè)試、信號(hào)強(qiáng)度檢查3數(shù)據(jù)備份定期數(shù)據(jù)庫(kù)備份與驗(yàn)證4系統(tǒng)日志分析異常事件識(shí)別與處理定期校準(zhǔn)與檢測(cè)故障診斷與排除故障確認(rèn)區(qū)分傳感器故障與真實(shí)異常故障定位確定故障設(shè)備和故障類型故障排除按照標(biāo)準(zhǔn)流程修復(fù)或更換功能驗(yàn)證確認(rèn)修復(fù)后系統(tǒng)正常運(yùn)行系統(tǒng)升級(jí)與優(yōu)化軟件升級(jí)系統(tǒng)漏洞修復(fù)功能模塊優(yōu)化算法性能提升用戶界面改進(jìn)硬件升級(jí)傳感器更換通信設(shè)備升級(jí)服務(wù)器擴(kuò)容備份系統(tǒng)增強(qiáng)人員培訓(xùn)系統(tǒng)專家深度掌握系統(tǒng)原理與維護(hù)管理人員了解系統(tǒng)功能與決策支持操作人員熟練日常操作與維護(hù)一線員工基本安全知識(shí)與告警響應(yīng)第八部分：應(yīng)急預(yù)案與響應(yīng)預(yù)案制定針對(duì)不同事故類型的專項(xiàng)預(yù)案響應(yīng)流程明確的報(bào)警與處理程序疏散方案智能化人員疏散引導(dǎo)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)多系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)對(duì)事故應(yīng)急預(yù)案制定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估識(shí)別潛在危險(xiǎn)因素1預(yù)案編制形成文件化應(yīng)急預(yù)案審核與批準(zhǔn)專家評(píng)審與管理層批準(zhǔn)培訓(xùn)與演練確保預(yù)案可執(zhí)行性報(bào)警級(jí)別與處理流程一級(jí)預(yù)警參數(shù)接近警戒值，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)二級(jí)預(yù)警超出警戒值，啟動(dòng)防范措施三級(jí)報(bào)警危險(xiǎn)狀態(tài)，部分區(qū)域撤離四級(jí)報(bào)警緊急狀態(tài)，全員撤離應(yīng)急疏散方案報(bào)警觸發(fā)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)疏散程序路線規(guī)劃智能計(jì)算最優(yōu)疏散路線引導(dǎo)指示聲光電多模式引導(dǎo)人員清點(diǎn)基于定位系統(tǒng)的人員統(tǒng)計(jì)與其他安全系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整風(fēng)量和風(fēng)向消防系統(tǒng)啟動(dòng)噴淋或滅火設(shè)備供電系統(tǒng)選擇性斷電或應(yīng)急供電通信系統(tǒng)啟動(dòng)應(yīng)急通信模式應(yīng)急演練每季度演練頻率定期開(kāi)展應(yīng)急演練100%人員參與所有員工必須參加15分鐘撤離目標(biāo)完成全員安全撤離第九部分：法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)遵循國(guó)家法規(guī)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)合規(guī)性國(guó)家相關(guān)法規(guī)《煤礦安全規(guī)程》煤礦安全生產(chǎn)基本規(guī)范《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求《煤礦瓦斯等級(jí)鑒定規(guī)范》瓦斯等級(jí)劃分與管理要求行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱適用范圍AQ1029煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求系統(tǒng)總體要求AQ1030煤礦瓦斯檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)AQ1031煤礦風(fēng)速測(cè)量裝置風(fēng)速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)AQ1032煤礦一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CO監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)瓦斯預(yù)警值：1%CO預(yù)警值：24ppm傳感器校準(zhǔn)：月度數(shù)據(jù)保存：至少1年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)瓦斯預(yù)警值：0.8-1%CO預(yù)警值：20-30ppm傳感器校準(zhǔn)：月度/季度數(shù)據(jù)保存：2-5年第十部分：未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)人工智能智能預(yù)警與決策支持物聯(lián)網(wǎng)全面感知與互聯(lián)互通機(jī)器人危險(xiǎn)環(huán)境自主巡檢云平臺(tái)集中化管理與大數(shù)據(jù)分析人工智能在礦井安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)基于歷史大數(shù)據(jù)的