一种基于大数据的瓦斯存储环境分析控制系统的制作方法

本发明涉及瓦斯储存领域，具体为一种基于大数据的瓦斯存储环境分析控制系统。

背景技术：

1、瓦斯是与煤伴生的一种非常规天然气，其主要成分为甲烷，煤炭开采使得采空区上覆煤岩层得到不同程度的卸压，为瓦斯抽采创造了有利条件，瓦斯的主要成分甲烷是较强烈的温室气体，同时也是一种清洁能源，因此对老采空区瓦斯进行抽采利用不仅能够大大降低因其向大气逸散而产生的温室效应，也能够预防瓦斯突出、瓦斯爆炸等安全生产事故的发生，采取抽放措施，将富含于煤层中的瓦斯抽放出来，是解除瓦斯事故威胁、保障煤矿安全最为有效的措施，瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径，可以使瓦斯变废为宝，对于煤矿安全、环境保护和资源利用均具有重要的意义；

2、目前，现有技术中的瓦斯储存仍存在不足之处，现有专利cn212837959u中公开了一种技术方案，通过储存罐对瓦斯进行储存，并通过支架对瓦斯储存罐进行移动，便于使用和储存，然而，瓦斯作为一种易燃易爆的气体，在储存时对环境稳定性的要求高，如果环境稳定性存在缺陷，则容易出现风险事故，因此需要通过一种瓦斯储存环境控制系统以控制瓦斯储存环境的稳定。

3、针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明是为解决瓦斯储存时缺少环境监控系统，导致环境稳定性不足会造成安全隐患的问题，而提出一种基于大数据的瓦斯存储环境分析控制系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于大数据的瓦斯存储环境分析控制系统，包括压力监测单元，所述压力监测单元能够对瓦斯储存压力和环境压力进行采集，得到内部气压和外部气压，并生成气压低危信号、气压高危信号和气压正常信号；

4、所述温度监管单元，所述温度监管单元能够对瓦斯储存时的内部温度和外部温度进行采集，根据采集到的内部温度和外部温度获取预测温度，并对预测温度进行分析，生产温度低危信号或温度高危信号；

5、所述浓度检测单元，所述浓度检测单元能够对瓦斯储存环境中的瓦斯浓度进行采集，根据采集结果生成瓦斯超标信号或瓦斯正常信号；

6、所述环境控制单元，所述环境控制单元能够根据压力、温度和浓度的信号生成相应的控制指令；

7、所述超限预警单元，所述超限预警单元对控制指令和控制指令的完成时间间隔进行采集，根据采集结果判定是否生成调控异常警报。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述压力监测单元将内部气压与预设的气压阈值进行对比，若内部气压大于等于预设的气压阈值，则生成内部气压高危信号，若内部气压小于预设的气压阈值，则生成内部气压正常信号，同时计算内部气压与预设的气压阈值的差值，记录为气压余量；

9、所述压力监测单元将气压余量与内外环境压力差进行比例计算，得到气压稳定系数，若气压稳定系数小于预设阈值，则生成气压低危信号。

10、作为本发明的一种优选实施方式，所述温度监管单元以时间为横轴，以内部温度或外部温度为纵轴建立平面直角坐标系，温度监管单元将内部温度和外部温度标记在平面直角坐标系中，获得内部温度变动折线和外部温度变动折线。

11、作为本发明的一种优选实施方式，所述温度监管单元选取外部温度变动折线中所有斜率大于0的线段，记录为升温段，选取外部温度变动折线中所有斜率小于0的线段，记录为降温段，温度监管单元获取所有升温段中温度差值最大的一组，记录为升温极值，同时计算所有升温段所对应的温度差值的算术平均值，记录为升温均值，温度监管单元获取所有降温段中温度差值最大的一组，记录为降温极值，同时计算所有降温段中所对应的温度差值的算术平均值，记录为降温极值；

12、所述温度监管单元获取当前温度，通过当前温度减去降温极值得到预测低温极值，通过当前温度加上升温极值得到预测高温极值，通过当前温度减去降温均值得到预测低温，通过当前温度加上升温均值得到预测高温；

13、所述温度监管单元将预测高温极值、预测高温、预测低温极值、预测低温与瓦斯的储存温度标准范围进行对比，若预测高温极值或预测低温极值位于储存温度标准范围外，则生成温度低危信号，若预测高温或预测低温位于储存温度标准范围外，则生成温度高危信号，若预测高温极值和预测低温极值均位于储存温度范围内，则生成温度正常信号；

14、所述温度监管单元将温度高危信号、温度低危信号和温度正常信号发送至环境控制单元，环境控制单元在获取到温度高危信号后，若预测高温位于储存温度标准范围外，则生成降温控制指令，若预测低温位于储存温度标准范围外，则生成升温控制指令，环境控制单元在收到温度正常信号后，停止升温控制指令和降温控制指令。

15、作为本发明的一种优选实施方式，所述浓度检测单元将储存环境中飘散的瓦斯浓度记录为环境瓦斯浓度，浓度检测单元将环境瓦斯浓度与预设的标准浓度进行对比，若环境瓦斯浓度大于预设的标准浓度，则生成瓦斯超标信号，若环境瓦斯浓度小于预设的标准浓度，则生成瓦斯正常信号。

16、作为本发明的一种优选实施方式，所述浓度检测单元将瓦斯超标信号或瓦斯正常信号发送至环境控制单元，环境控制单元收到瓦斯超标信号后生成换气指令，环境控制单元收到瓦斯正常信号后，停止换气指令；

17、所述环境控制单元同时将瓦斯渗漏信号发送至超限预警单元，超限预警单元生成瓦斯渗漏提醒。

18、作为本发明的一种优选实施方式，所述浓度检测单元在生成瓦斯正常信号后，将生成瓦斯正常信号时的瓦斯浓度记录为初始浓度，浓度检测单元每经过预设间隔对瓦斯浓度进行采集，并将连续两次采集到的瓦斯浓度变化与连续两次采集的时间间隔进行比例计算，得到浓度变化速率，若浓度变化速率大于预设标准，则生成瓦斯渗漏信号，若浓度变化速率小于预设标准，则不作出反应；

19、浓度检测单元将瓦斯渗漏信号发送至环境控制单元，环境控制单元在收到瓦斯渗漏信号和温度低危信号后，生成换气指令，换气指令包括升温指令和降温指令；

20、环境控制单元在收到瓦斯渗漏信号、温度低危信号和气压低危信号后，生成换气指令，换气指令只包括升温指令。

21、作为本发明的一种优选实施方式，所述超限预警单元计算生成换气指令和停止换气指令之间的时间间隔，计算升温控制指令和停止升温控制指令的时间间隔、降温控制指令和停止降温控制指令之间的时间间隔，并将时间间隔与对应的调控时间进行对比，若时间间隔小于对应的调控时间，则不作出反应，若时间间隔大于对应的调控时间，则生成调控异常警报。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、本发明中，在对瓦斯储存环境进行分析时，通过气压、温度和瓦斯逸散浓度多个方面进行分析，根据分析结果对瓦斯储存环境实现全面的量化分析，从而为瓦斯储存环境的调节创造了有效的依据，在对瓦斯储存环境进行调节时，能够精准地根据储存环境与标准环境参数的偏离情况进行调节，保证瓦斯储存环境的稳定，提高瓦斯储存安全性。

24、2、本发明中，在对瓦斯储存环境进行控制时，对环境的调整信号分为高危、低危不同等级，对高危信号进行直接的环境控制，对低危信号进行综合性的环境控制，从而减少环境控制介入的次数，提高环境控制系统的经济效益的同时保证环境安全性，也避免对某一环境因素进行调节时其他环境因素发生变动，导致某一项环境参数恶化。

25、3、本发明中，在对储存环境进行控制时，通过对环境控制的时间进行监测，获取环境调节时的效率，从而能够发现环境调节时的效率是否符合要求，提高系统监管控制时的全面性。