[0001] 本发明属于煤矿井下瓦斯检测技术领域，涉及一种保障数据真实性的自查式煤矿井下瓦斯巡检装置及方法。

[0002] 瓦斯灾害是井工煤矿主要自然灾害，瓦斯巡检是瓦斯灾害防控的基础环节，可全面了解和掌握井下瓦斯涌出状况及变化规律。瓦斯巡检是指按照规定的时间和路线，对井下瓦斯涌出、瓦斯浓度参数进行测定和检查，及时发现和排除瓦斯安全隐患的过程，确保巡检结果的真实性与可靠性是保障煤矿安全生产的根本。有相关规定对瓦斯巡检的制度建设、检查范围、人员配置、检查频次等都做出了明确规定与要求，如低瓦斯矿井采掘工作面瓦斯浓度每班至少检查2次、高瓦斯矿井每班必须检查3次、突出煤层必须有专人经常检查，因此真实可靠的瓦斯巡检过程及测定结果的重要性不言而喻。

[0003] 目前，瓦斯巡检主要依靠专业的瓦检工，携带光学瓦检仪，按照班前制定的路线到相应的测点处测定瓦斯浓度，采用手工记录方式填写至记录牌板并存档，同时对测定数据向地面调度室进行汇报。由于井下瓦斯浓度测定点较多，测定工作重复性较高，瓦斯巡检过程中测定数据真实性受人为因素影响较大，且存在少检、假检、空班等情况，造成测定数据真实性难以保证并带来重大安全隐患。因此，可确保测定数据真实可靠的煤矿井下瓦斯巡检方法迫切需要。

[0046] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0047] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

[0048] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，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的具体含义。

[0049] 请参阅图1～图3，为一种保障数据真实性的自查式煤矿井下瓦斯巡检装置及方法。

[0050] 实施例

[0051] 本实施例首先提出一种用于保障数据真实性的自查式煤矿井下瓦斯巡检装置，如图1所示，该装置包括巡检数据测定装置、数据处理无线终端、瓦斯检查电子牌板。巡检数据测定装置用于在对应的巡检地点获取若干气体的浓度参数数据，并将获取的浓度参数数据通过无线互联的方式传递至数据处理无线终端；数据处理无线终端针对单个巡检地点和所有巡检地点的巡检数据分别进行单次巡检结果和整体结果的有效性检查，并在单次巡检结果合格时将对应的数据传递至瓦斯检查电子牌板，瓦斯检查电子牌板循环更新显示最新的若干次巡检测定数据。

[0052] 在本实施例中，巡检数据测定装置可自主测定并存储CH4、CO2、O2等巡检参数数据，并记录测定过程起止时刻及测定时间，测定数据不经人工处理，完成测量后直接由测定装置通过蓝牙通讯发送至数据处理无线终端共享。

[0053] 在本实施例中，瓦斯检查电子牌板悬挂在井下巡检地点煤壁上，每一电子牌板安装位置固定；瓦斯检查电子牌板正面下测设置若干个NFC标签，在本实施例中，如图2所示，瓦斯检查电子牌板上设置的NFC标签数量为两个，即第一NFC标签和第二NFC标签，其中，第一NFC标签用于发送井下巷道为背景范围的牌板位置信息，第二NFC标签用于接收数据处理无线终端中巡检测定数据；瓦斯检查电子牌板正面设置有信息显示区与签名区，信息显示区包括检查地点、检查日期、班次、班次内检查次数、检查时间以及CH4、CO2、O2测定值，签名区实现录入测定人员的电子签名。瓦斯检查电子牌板上还设置指纹认证模块，瓦检员进行指纹认证后在签名区自动显示瓦检员的电子签名。在本实施例中，瓦斯检查电子牌板循环显示最近3个班次的巡检测定数据，班次内至少显示最新3次巡检数据，经数据处理无线终端获取有效巡检数据后实时刷新。

[0054] 在本实施例中，数据处理无线终端上同样设置有一个NFC标签，将其记为第三NFC标签。第三NFC标签具备图像识别功能，其可与瓦斯检查电子牌板中的第二NFC标签进行数据交互，图像识别功能完成对瓦斯检查电子牌板签名区的电子签名识别与存储；数据处理无线终端内部搭载有用于保障数据真实性的自查式煤矿井下瓦斯巡检的对应计算机程序，可实现对巡检数据进行真实性判断；并将最终测定结果通过井下基站上传至地面调度室。

[0055] 本实施例还给出一种用于保障数据真实性的自查式煤矿井下瓦斯巡检方法，其搭载于数据处理无线终端内，并基于前述的保障数据真实性的自查式煤矿井下瓦斯巡检自查式煤矿井下瓦斯巡检装置进行实施，如图3所示，包括如下步骤：

[0056] S1：对巡检数据测定装置、数据处理无线终端以及瓦斯检查电子牌板进行同步授时，确保附属装置中的时间的一致性。

[0057] S2：将每个瓦斯检查电子牌板分别录入井下安装地点(待巡检地点)的位置信息，并完成井下对应地点处电子牌板的安装与固定。

[0058] S3：瓦检员下井巡检前，按照计划制定巡检路线，将巡检路线上的待巡检地点以及每个巡检地点对应的检查次数录入数据处理无线终端，记待巡检地点为Ai(i＝1,2，...，n)，n为巡检地点个数；检查次数记为Ak，巡检地点Ai处的规定检查次数记为

[0059] S4：瓦检员携带巡检数据测定装置及录入有个人身份信息(记为M)的数据处理无线终端下井，到达巡检地点后，将数据处理无线终端的第三NFC标签贴近瓦斯检查电子牌板的第一NFC标签，获取巡检地点位置信息，记为Wi，并记录信息交互时刻，该时刻为瓦检员对于巡检地点Wi的到达时刻 其中am表示第m次到达巡检地点Wi，本实施中，m＝1,2,3；巡检地点Wi的检测次数记为 初始值为0，每在巡检地点Wi处进行一次测定则

[0060] S5：使用巡检数据测定装置测量Wi处CH4、CO2、O2等参数，测定完成后存储结果数据，将测定结果经蓝牙发送至测定终端，巡检数据测定装置自动记录测定过程时间 瓦检员在瓦斯检查电子牌板对应班次签名处指纹认证，认证后的签名区会出现对应瓦检员的个人电子签名，采用无线终端扫描并录入电子签名信息，记为

[0061] S6：将数据处理无线终端的第三NFC标签贴近瓦斯检查电子牌板的第二NFC标签，同时记录信息交互时刻，该时刻为巡检地点Wi的单次检测完成时刻 无线终端对数据进行单次巡检结果有效性判识；若判识结果有效，则在电子牌板上更新本次巡检结果数据，并将数据上传至地面调度室；若判识结果无效则提示数据无效，并删除本次检查数据继续执行S4；

[0062] 单次巡检结果有效判识需同时满足以下条件：

[0063] 单次测定时间约束：

[0064]

[0065] 其中，T为测定装置内置的一次测量周期所需的时间；

[0066] 同一巡检地点的连续两次测定时间间隔约束：

[0067] 且

[0068] 其中， 表示同一巡检地点的连续两次测定的预设时间间隔；

[0069] 连续两个巡检地点转移时间约束：

[0070]

[0071] 其中，Wi,Wj表示两个连续的巡检地点，dis(·)表示计算Wi,Wj之间的行程距离，表示到达Wj的时刻， 表示离开Wi的时刻，Vmax表示瓦检员井下行走的最大速度，为提前确立的经验值。

[0072] 瓦检员身份信息匹配约束：

[0073]

[0074] 其中，M为数据处理无线终端预先输入的瓦检员的身份信息， 为瓦检员在瓦斯检查电子牌板上生成的电子签名身份信息。

[0075] S7：完成单次巡检后，进行整体巡检结果有效性判识，若没有完成所有巡检地点对应的检查次数或者数据真实性存疑，则继续执行S4；整体巡检结果判识为有效后，则完成数据保真自查式瓦斯巡检全过程；

[0076] 整体巡检结果有效判识需同时满足以下条件：

[0077] 检测完整性约束：

[0078] 对于任意规划中的巡检地点Ai，在已完成检测的巡检地点集合{Wi}中，能够找到与巡检地点Ai编号对应的Wj，且

[0079] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。