煤礦安全隱患論文煤礦火災(zāi)防治論文：開(kāi)灤錢(qián)家營(yíng)煤礦火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的

1、 煤礦安全隱患論文煤礦火災(zāi)防治論文：開(kāi)灤錢(qián)家營(yíng)煤礦火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)摘 要: 錢(qián)家營(yíng)煤礦火警系統(tǒng)可視化軟件，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，將監(jiān)控信息和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)信息結(jié)合，用計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言VB設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，以圖形和數(shù)字動(dòng)態(tài)交互顯示,實(shí)現(xiàn)了井下火災(zāi)發(fā)生時(shí)的聲音報(bào)警和圖示報(bào)警功能。關(guān)鍵詞： 火警；報(bào)警；可視化錢(qián)家營(yíng)煤礦位于唐山地區(qū)的開(kāi)平煤田,于1987年12月投產(chǎn),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力400萬(wàn)t/a,可采煤層5層,其中5、7、8、9、12層煤為主采煤層。煤層具有自然發(fā)火傾向性，煤塵具有爆炸性。為了解決錢(qián)家營(yíng)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際情況，我們開(kāi)發(fā)研究了火災(zāi)系統(tǒng)報(bào)警可視化軟件，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，并創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控信息和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)信息

2、在立體示意圖上圖形和數(shù)字動(dòng)態(tài)交互顯示，該系統(tǒng)能夠模擬井下火災(zāi)災(zāi)變時(shí)期的煙流變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)井下火災(zāi)發(fā)生時(shí)的聲音報(bào)警和圖示報(bào)警功能。1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)利用目前煤礦企業(yè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，增加專(zhuān)用服務(wù)器，服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Windows Sever，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Sever，數(shù)據(jù)流采用http協(xié)議進(jìn)行傳輸?？蛻舳酥С諻indows操作系統(tǒng)。軟件主要用VB高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)服務(wù)器負(fù)責(zé)接收井下傳感器發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并完成通風(fēng)解算、實(shí)時(shí)風(fēng)解算、反風(fēng)演習(xí)和火災(zāi)模擬的計(jì)算，客戶端三維圖形計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)負(fù)責(zé)各種信息的動(dòng)畫(huà)顯示。工作原理如下：系統(tǒng)由多個(gè)功能模塊組成，主要模塊包括：數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)分析、客戶端3D圖形生成、

3、基于tcp/ip協(xié)議的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)傳輸模塊和基于tcp/ip協(xié)議的文件傳輸模塊，瓦斯、火災(zāi)報(bào)警等。本系統(tǒng)在井下火災(zāi)非常災(zāi)變時(shí)期或者井下最新探測(cè)數(shù)據(jù)如甲烷超限時(shí)，立即進(jìn)行聲音和圖示報(bào)警。系統(tǒng)基本架構(gòu)和系統(tǒng)主要功能模塊如圖1、2所示：2 錢(qián)家營(yíng)煤礦圖形技術(shù)的實(shí)現(xiàn)在本系統(tǒng)中，開(kāi)發(fā)了適宜礦井使用的三維圖形技術(shù)。該技術(shù)支持三維通風(fēng)系統(tǒng)示意圖，并支持系統(tǒng)圖的放大縮小、旋轉(zhuǎn)等。系統(tǒng)運(yùn)行如圖3所示：21巷道數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)首先建立井下巷道和巷道交點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)錢(qián)家營(yíng)煤礦礦井的地質(zhì)資料信息，我們將巷道和巷道交點(diǎn)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，表1、2所示：22 三維投影圖形變換是指對(duì)圖形的幾何信息經(jīng)過(guò)幾何變換后產(chǎn)生新的幾何圖形。

4、圖形變換既可以看作是坐標(biāo)系不動(dòng)而圖形變動(dòng)，變動(dòng)后的圖形在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值發(fā)生變化；也可以看作圖形不動(dòng)而坐標(biāo)系變動(dòng)，變動(dòng)后，該圖形在新的坐標(biāo)系下具有新的坐標(biāo)值，這兩種情況本質(zhì)上是一樣的。圖形變換歸結(jié)為對(duì)組成圖形的點(diǎn)集坐標(biāo)的變換，主要包括：平移變換、旋轉(zhuǎn)變換、比例變換等。本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)圖形變換后，輸出效果如圖3所視：3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能夠模擬井下火災(zāi)災(zāi)變時(shí)期的煙流變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)井下火災(zāi)發(fā)生時(shí)的聲音報(bào)警和圖示報(bào)警功能。31 聲音報(bào)警3.1.1 VB環(huán)境下聲音報(bào)警技術(shù)的實(shí)現(xiàn)比較在Windows系統(tǒng)中,對(duì)多媒體設(shè)備（聲音設(shè)備）進(jìn)行控制主要有三種方法：第一種方法是使用微軟公司窗口系統(tǒng)中對(duì)多媒體支

5、持的MCI,即媒體控制接口,MCI是多媒體設(shè)備和多媒體應(yīng)用軟件之間進(jìn)行設(shè)備無(wú)關(guān)的溝通的橋梁。在Visual Basic6.0得到了很好的支持。第二種方法是通過(guò)調(diào)用Windows的API（應(yīng)用程序接口）多媒體相關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)媒體控制。這種方法適合各種語(yǔ)言。第三種方法是使用OLE（Object LinkingEmbedding）,即對(duì)象鏈接與嵌入技術(shù),它為不同軟件之間共享數(shù)據(jù)和資源提供了有力的手段。就三種方法比較而言，第一或第二種方法原理基本一致，第一種技術(shù)簡(jiǎn)單，效果也很好，第三種方法速度較慢。對(duì)本系統(tǒng)而言使用第一或第二種方法區(qū)別不是很大，經(jīng)過(guò)比較和實(shí)踐我們采用了第一種技術(shù)即：VB的MCI.VBX控件

6、進(jìn)行聲音報(bào)警的實(shí)現(xiàn)。3.1.2 MCI的功能MCI(Multimedia Control Interface)是微軟Windows定義的多媒體接口標(biāo)準(zhǔn),MCI接口包括了CDAudio(激光唱機(jī))、Scanner(圖像掃描儀)、VCR(磁帶錄像機(jī))、Videodisc(激光視盤(pán)機(jī))、DAT(數(shù)字化磁帶音頻播放機(jī))、DigitalVideo(窗口中的數(shù)字視頻)、Overlay(窗口中的模擬視頻疊加設(shè)備)、MMMovie(多媒體影片演播器)、Sequencer(MIDI音序設(shè)備)、WaveAudio(波形音頻設(shè)備)、Other(未定義的MCI設(shè)備)等多媒體的主要產(chǎn)品,支持環(huán)境是Windows各種版本

7、。MCI的最大優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用系統(tǒng)與設(shè)備無(wú)關(guān),對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)多媒體設(shè)備，安裝相應(yīng)的Windows的MCI Driver,Windows即可對(duì)該設(shè)備進(jìn)行操作訪問(wèn)。3.1.3 MCI的編程控制MCI.VBX是VB中提供的一個(gè)控件(控制對(duì)象)。我們借助于此控件的配合來(lái)達(dá)到控制多媒體設(shè)備的目的（即實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警）,使用MCI.VBX，可以實(shí)現(xiàn)：Prev(移前標(biāo))、Next(移后標(biāo))、Play(播放)、Pause(暫停)、Back(倒移)、Step(前移)、Stop(停播)、Record(錄制)和Ejec(退出)等9種控制。3.1.4 報(bào)警技術(shù)的程序?qū)崿F(xiàn)（1）首先我們錄制各種報(bào)警聲音，并生一個(gè)個(gè)獨(dú)立的報(bào)警文件，保存在

8、系統(tǒng)的sound文件夾下。（2）計(jì)算機(jī)不斷檢測(cè)探測(cè)器最新探測(cè)的結(jié)果。（3）當(dāng)需要報(bào)警的項(xiàng)目達(dá)到報(bào)警限制時(shí)（如：甲烷達(dá)到1.0時(shí)），系統(tǒng)立即播放相應(yīng)的報(bào)警聲音。32 圖示報(bào)警圖示報(bào)警主要是在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示醒目的標(biāo)記-如閃爍的紅色圓圈等。其原理是：計(jì)算機(jī)不斷檢測(cè)需報(bào)警的項(xiàng)目，一旦發(fā)現(xiàn)，立即啟動(dòng)圖示報(bào)警系統(tǒng)；報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)后，計(jì)算機(jī)快速找到報(bào)警位置；在報(bào)警位置處繪制閃爍標(biāo)記。如果是火災(zāi)模擬，系統(tǒng)還將根據(jù)火災(zāi)蔓延情況，用不同的的顏色分別予以表示。圖4是我們模擬的一張火災(zāi)報(bào)警圖-圖中閃爍的紅色圓圈為火災(zāi)發(fā)生的巷道，粗線條巷道為煙霧已覆蓋的巷道，煙霧到達(dá)的時(shí)間用不同的巷道顏色分別表示。4小結(jié)（1）開(kāi)發(fā)了能

9、夠把井下監(jiān)測(cè)信息、通防數(shù)據(jù)信息和空間位置結(jié)合在一起的軟件平臺(tái)，利用它完善的立體系統(tǒng)圖及各種統(tǒng)計(jì)分析模塊功能實(shí)現(xiàn)了可視化的安全生產(chǎn)調(diào)度和安全監(jiān)控功能，使安全管理準(zhǔn)確、快速，提高了安全生產(chǎn)效率。（2）實(shí)現(xiàn)了井下火災(zāi)發(fā)生時(shí)的聲音和圖示報(bào)警功能。能夠模擬井下火災(zāi)時(shí)期的風(fēng)流變化，提供不同地點(diǎn)火災(zāi)發(fā)生后井下礦工安全撤退路線，為搶險(xiǎn)救災(zāi)決策提供理論和實(shí)踐的指導(dǎo)。（3）系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、快速地分析礦井通風(fēng)現(xiàn)狀,找出存在的問(wèn)題或原因；可以模擬通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)前后對(duì)礦井安全生產(chǎn)管理的影響以及影響程度；能夠模擬礦井?dāng)嗝?、支護(hù)方式等變化對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響；能夠模擬風(fēng)機(jī)參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)的影響。（4）實(shí)現(xiàn)了信息的遠(yuǎn)程傳輸。整個(gè)礦井安全信息在用戶終端清晰顯示，充分發(fā)揮和挖掘了網(wǎng)絡(luò)效益