CN104533524A - 一种矿用粉尘监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种矿用粉尘监控系统及方法，由不同功能的传感器将检测到的井下环境参数、电气设备运行状况参数传输至监控分站，同时，传感器将相关环境参数发送至智能降尘装置；智能降尘装置根据工作参数并结合环境参数进行降尘工作，并将自身的运行状况参数传输至监控分站；监控分站将收到的传感器及智能降尘装置的数据打包，发送给环网交换机；环网交换机将数据送到数据传输接口，数据传输接口经网线将数据传输至监控主机；监控主机收到数据后进行解析、存储、分析、显示；操作人员根据显示的数据了解井下环境及电气设备运行状况，并设定控制参数，控制井下各电气设备的工作，从而解决井下环境监控不全面、降尘效果差、电气设备运行状况无法全面了解的问题。

Description

一种矿用粉尘监控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种监控系统及方法，特别是涉及一种井下粉尘监控系统及方法。

背景技术

目前用于获取矿井下环境参数(例如：粉尘浓度、风速、温度、烟雾浓度、甲烷浓度等)的方式中，大都采用传感器采集数据，根据传感器数据，由分站所接的控制设备进行降尘处理，由于传感器所采集的数据少，因此监控设备上看到的数据较单一、不全面、不能直观反应井下的环境情况；此外，由于目前的控制设备均只能独立运行，不能接入智能降尘装置，因而井上无法了解设备的运行情况及降尘效果，更无法修改各装置和设备的设置参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿用粉尘监控系统及方法，解决现有技术对矿井环境监控不全面、降尘效果差、电气设备运行状况无法全面了解的问题。

为解决目前现有技术所面临的问题，本发明所提供的一种矿用粉尘监控系统，包括装有监控系统软件的监控主机、矿用数据传输接口、环网交换机、矿用本安型粉尘监控分站、智能降尘装置和传感器；传感器将检测到的井下环境参数、电气设备运行状况参数传输至矿用本安型粉尘监控分站，同时，传感器将相关环境参数发送至智能降尘装置；智能降尘装置根据工作参数并结合环境参数进行降尘工作，并将自身的运行状况参数传输至矿用本安型粉尘监控分站监控分站；矿用本安型粉尘监控分站监控分站将收到的传感器及智能降尘装置的数据打包，发送给环网交换机；环网交换机将数据送到数据传输接口，数据传输接口经网线将数据传输至监控主机；监控主机收到数据后进行解析、存储、分析、显示；操作人员根据显示的数据了解井下环境及电气设备运行状况，并设定控制参数，控制井下各电气设备的工作。

矿用本安型粉尘监控分站信号输出端经电缆与环网交换机信号输入端连接；环网交换机信号输出端经光缆与矿用数据传输接口信号输入端连接；矿用数据传输接口信号输出端经网线与监控主机信号输入端连接；

所述智能降尘装置包括矿用自动洒水降尘装置、矿用触控洒水降尘装置、矿用光控洒水降尘装置、矿用声控洒水降尘装置、矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统；矿用自动洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用触控洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用光控洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用声控洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接。

传感器包括风速传感器、矿用温度传感器、矿用本安型声级传感器、矿用本安型压力流量传感器、矿用本安型烟雾传感器、设备开停传感器、低浓度甲烷传感器、红外甲烷传感器、粉尘浓度传感器、矿用热释电传感器、矿用自动洒水降尘装置用触控传感器、矿用自动洒水降尘装置用光控传感器、矿用自动洒水降尘装置用声控传感器；

风速传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用温度传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用本安型声级传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用本安型压力流量传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用本安型烟雾传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；设备开停传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；低浓度甲烷传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；红外甲烷传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；

粉尘浓度传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接，同时，粉尘浓度传感器和矿用热释电传感器均与矿用自动洒水降尘装置建立无线数据交换的方式；矿用热释电传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用自动洒水降尘装置用触控传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接，矿用自动洒水降尘装置用触控传感器与矿用触控洒水降尘装置建立无线数据交换的方式；矿用自动洒水降尘装置用光控传感器，矿用自动洒水降尘装置用光控传感器与矿用光控洒水降尘装置建立无线数据交换的方式；矿用自动洒水降尘装置用声控传感器，矿用自动洒水降尘装置用声控传感器与矿用声控洒水降尘装置建立无线交换数据的方式。

所述用于连接各传感器和矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端口的航空线缆，其长度为2千米；所述用于连接各智能降尘装置和矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端口的信号线，其长度为10千米；所述用于连接环网交换机信号输出端和矿用数据传输接口信号输入端的光缆，其长度为经20千米。

各智能降尘装置均通过RS485的方式向矿用本安型粉尘监控分站发送数据；矿用本安型粉尘监控分站采用RS485或TCP/IP协议将打包的数据转输给环网交换机。

矿用数据传输接口外接若干个监控主机，每一台监控主机外接显示器、打印机、USB电源作为辅助设备；所述环网交换机由电源箱KDW660/18B经2千米电缆线供电；所述矿用本安型粉尘监控分站数量为若干台，每一台矿用本安型粉尘监控分站的信号输入端均接入的一组所述传感器和智能降尘装置，且每一台矿用本安型粉尘监控分站的信号输出端都接入环网交换机，每一台矿用本安型粉尘监控分站由一台电源箱KDW660/188经2千米电缆供电，每一台矿用本安型粉尘监控分站均外接一个断电器KDG660。

矿用数据传输接口的型号为KJ91N(A)-J；环网交换机的型号为KJJ18；矿用本安型粉尘监控分站的型号为KJ750。

矿用自动洒水降尘装置的型号为ZP-127；矿用触控洒水降尘装置的型号为ZPC127W；矿用光控洒水降尘装置的型号为ZPG127W；矿用声控洒水降尘装置的型号为ZPS127W；矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统的型号为KSCG500。

风速传感器的型号为GFW15；矿用温度传感器的型号为GWD100；矿用本安型声级传感器的型号为GSD130；矿用本安型压力流量传感器的型号为GPLD20/300；矿用本安型烟雾传感器的型号为CQQ0.1；设备开停传感器：选用型号为GKT5L；低浓度甲烷传感器的型号为GJC4S；红外甲烷传感器：选用型号为GJG100H(A)；粉尘浓度传感器的型号为GCG1000；矿用热释电传感器的型号为GUR7；矿用自动洒水降尘装置用触控传感器的型号为ZP-12C；矿用自动洒水降尘装置用光控传感器的型号为ZP-12G；矿用自动洒水降尘装置用声控传感器的型号为ZP-12S。

为解决目前现有技术所面临的问题，本发明所提供的一种矿用粉尘监控方法，包括以下步骤：

步骤S1：并行执行步骤S11～步骤S1d，

步骤S11：风速传感器检测矿井下各测风巷道及风口、主扇风机井口的风速，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S12：矿用温度传感器连续监测矿井下的环境温度，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S13：矿用本安型声级传感器对矿井下的环境噪声进行声级监测，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S14：矿用本安型压力流量传感器对矿井下防尘用水和煤层注水的流量和压力进行监测，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S15：矿用本安型烟雾传感器对矿井下瓦斯、煤尘、爆炸性气体的烟雾浓度进行检测，当井下瓦斯、煤尘、爆炸性气体的烟雾浓度超过设定值时，经2Km航空线缆向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

步骤S16：设备开停传感器连续监测煤矿电气设备的“开”、“停”工作状态，并经2Km航空线缆向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

步骤S17：低浓度甲烷传感器检测矿井下空气中的甲烷含量，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S18：红外甲烷传感器对正压及负压管道甲烷浓度进行检测，检测后经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S19：粉尘浓度传感器连续监测矿井下特定区域内的总粉尘浓度，检测后经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站，同时通过航空线将检测信号发送给矿用自动洒水降尘装置；

步骤S1a：矿用热释电传感器检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用自动洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1b：矿用自动洒水降尘装置用触控传感器检测矿井皮带运输机等块状运动型物料的运动状况，检测后经无线传播，将检测数据发送至矿用触控洒水降尘装置，同时，经2Km航空线缆将检测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1c：矿用自动洒水降尘装置用光控传感器检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用声控洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1d：矿用自动洒水降尘装置用声控传感器检测环境的噪音信号的强度,当被检测环境的噪音信号达到一定强度时，ZP-12S传感器将接收的音频信号转换成电信号，电信号经无线传播方式输出至矿用声控洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S2：并行执行步骤S21～步骤S25，

步骤S21：矿用自动洒水降尘装置接收到粉尘浓度传感器传来的粉尘浓度信号后，作出判断，当粉尘浓度达到设定值时，则自动喷雾、洒水；在喷雾期间，当接收到矿用热释电传感器发来的信号时，矿用自动洒水降尘装置将自动延时喷雾、洒水；同时，矿用自动洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S22：矿用触控洒水降尘装置接收到触控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用触控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S23：矿用光控洒水降尘装置接收到光控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用光控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S24：矿用声控洒水降尘装置接收到声控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用声控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S25：矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统对采煤机滚筒割煤尘源执行自动跟踪喷雾，保证采煤机前、后滚筒及下风流始终处于高压喷雾的控制范围之内，从而实现采煤机的高效喷雾降尘；矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统在执行自动跟踪喷雾的过程中，同时将自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S3：矿用本安型粉尘监控分站接收到来自：风速传感器的风速监测数据、矿用温度传感器的温度监测数据、矿用本安型声级传感器的声级监测数据、矿用本安型压力流量传感器的压力流量监测数据、矿用本安型烟雾传感器的烟雾浓度监测数据、设备开停传感器的开关量监测数据、低浓度甲烷传感器的甲烷浓度监测数据、红外甲烷传感器的甲烷浓度监测数据、粉尘浓度传感器的粉尘浓度监测数据、矿用热释电传感器的触发信号、矿用自动洒水降尘装置用触控传感器的触发信号、矿用自动洒水降尘装置用光控传感器触发信号、矿用自动洒水降尘装置用声控传感器触发信号，以及来自：矿用自动洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用触控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用光控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用声控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统的监测状态数据后，矿用本安型粉尘监控分站将所有数据进行打包，并采用RS485或TCP/IP协议将打包的数据转输给环网交换机；

步骤S4：环网交换机来自各个矿用本安型粉尘监控分站的数据包，并经矿用数据传输接口将数据包传输给监控主机；

步骤S5：监控主机将收到的数据包进行解析、存储、分析、显示。

使用本发明的目的是提供一种矿用粉尘监控系统及方法后，由于本发明可接入32台本安型粉尘监控分站，每台分站可接8个开关量或模拟量传感器，4台装置及4个控制设备，因此可以探测大量的井下环境参数及电气设备运行状况参数，为工作人员提供大量的井下参数，从而使工作人员全面了解井下的环境以及各设备的运行状况，有益于工作人员修改井下装置的设置参数，修改运行状态，最终解决矿井环境监控不全面、电气设备运行状况无法全面了解的问题；由于本发明共同使用了型号为ZP-127的矿用自动洒水降尘装置、型号为ZPC127W的矿用触控洒水降尘装置、型号为ZPG127W的矿用光控洒水降尘装置和型号为ZPS127W的矿用声控洒水降尘装置，因此，本发明的智能降尘装置可在触控、光控、声控等触发信号的作用下进行相应的自动喷雾、洒水、吸收一定的有害气体，达到全面的降尘除尘、降低甲烷浓度、净化空气的作用，此外，本发明还结合了型号为KSCG500的矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统进行工作，该KSCG500的矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统能对采煤机滚筒割煤尘源的自动跟踪喷雾，保证采煤机前、后的滚筒及下风流始终处于高压喷雾的控制范围之内，从而实现采煤机的高效喷雾降尘，改善工作面的劳动卫生条件，最终解决了降尘效果差的问题；由于本发明采用的是装有监控系统软件的监控主机，监控系统软件上配有各装置的运行动画模拟图，动画模拟图能够根据井下各装置反回的数据执行相应的动画显示，因此能够十分形象的让工作人员了解现场的环境及设备运行情况，监控软件上还配有各装置的设置界面，工作人员可在井上通过简单的设置便能修改装置的设定参数，不用下井对装置进行设置，减少了工作量，维护十分简单、方便；本发明所采用的各种相应型号的设备，均能在恶劣的环境中工作，且信号能在较长的线缆中稳定传输，本发明中在各智能降尘装置和本安型粉尘监控分站之间能够连接10Km的信号线，在各传感器和本安型粉尘监控分站之间能够连接2Km航空线缆，在本安型粉尘监控分站与环网交换机之间能够连接10Km电缆线，在环网交换机与矿用数据传输接口之间能够连接20Km光缆。

下面结合附图对本发明的矿用粉尘监控系统及方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的矿用粉尘监控系统的布局示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括装有监控系统软件的监控主机、矿用数据传输接口、环网交换机、矿用本安型粉尘监控分站、智能降尘装置和传感器；其中，智能降尘装置包括：矿用自动洒水降尘装置、矿用触控洒水降尘装置、矿用光控洒水降尘装置、矿用声控洒水降尘装置和矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统；传感器包括：风速传感器、矿用温度传感器、矿用本安型声级传感器、矿用本安型压力流量传感器、矿用本安型烟雾传感器、设备开停传感器、低浓度甲烷传感器、红外甲烷传感器、粉尘浓度传感器、矿用热释电传感器、矿用自动洒水降尘装置用触控传感器、矿用自动洒水降尘装置用光控传感器和矿用自动洒水降尘装置用声控传感器。

上述设备之间的连接关系为：

各个传感器的信号输出端均经2Km(千米)航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端口连接，同时，粉尘浓度传感器和矿用热释电传感器均与矿用自动洒水降尘装置建立无线数据交换的方式、矿用自动洒水降尘装置用触控传感器与矿用触控洒水降尘装置建立无线数据交换的方式、矿用自动洒水降尘装置用光控传感器与矿用光控洒水降尘装置建立无线数据交换的方式、矿用自动洒水降尘装置用声控传感器与矿用声控洒水降尘装置建立无线交换数据的方式；各个智能降尘装置的信号输出端均经10Km(千米)信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用本安型粉尘监控分站信号输出端经10Km(千米)电缆与环网交换机信号输入端连接；环网交换机信号输出端经20Km(千米)光缆与矿用数据传输接口信号输入端连接；矿用数据传输接口信号输出端经网线与监控主机信号输入端连接；

此外，矿用数据传输接口外接多个监控主机(可他根据实际需要确定数量)，每一台监控主机外接显示器、打印机、USB电源作为辅助设备；环网交换机由幅值为+18V的电源箱KDW660/18B经2Km(千米)电缆线供电；矿用本安型粉尘监控分站数量为32台，每一台的信号输入端均接上述的一组传感器和智能降尘装置，且每一台矿用本安型粉尘监控分站的信号输出端都接入环网交换机，每一台矿用本安型粉尘监控分站由一台幅值为+12V的电源箱KDW660/188B经2Km电缆供电，每一台矿用本安型粉尘监控分站均外接断电器KDG660。

各设备在井下的安装位置为：

矿用自动洒水降尘装置安装在采煤工作面等有粉尘污染的作业场所；矿用触控洒水降尘装置安装在掘井、运输巷、转载点等场所；矿用光控洒水降尘装置安装在进回风大巷、工作面进回风巷道，车场、煤仓及其它需要定时洒水的地方；矿用声控洒水降尘装置安装在放炮作业工作面；矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统安装在采煤工作面的采煤机上；

风速传感器安装在进回风巷；矿用温度传感器安装在需要监测温度的各场所；矿用本安型声级传感器安装在各噪声较大的场所；矿用本安型压力流量传感器安装在供水管道上；矿用本安型烟雾传感器安装在皮带机等容易摩擦着火的地方；设备开停传感器安装在井下电气设备的供电线缆上；低浓度甲烷传感器安装在各巷道内；红外甲烷传感器安装在各巷道内；粉尘浓度传感器安装在巷道及工作面；矿用热释电传感器安装在各巷道及工作面；矿用自动洒水降尘装置用触控传感器安装在皮带机上；矿用自动洒水降尘装置用光控传感器安装在各巷道及工作面和矿用自动洒水降尘装置用声控传感器安装在放炮工作面。

以下是相关组成设备的型号及作用：

矿用数据传输接口：选用型号为KJ91N(A)-J矿用数据传输接口，用于接收来自环网交换机的信号，并将数据安全传送至监控主机；该KJ91N(A)-J数据传输接口采用冗余网络、解环自愈、断线快速恢复等先进技术，能极大满足矿井下复杂恶劣的工作环境；

环网交换机：选用型号为KJJ18的矿用本安型环网交换机，用于接收来自多个矿用本安型粉尘监控分站的数据信号，并经矿用数据传输接口将数据传输给监控主机；该KJJ18的矿用本安型环网交换机采用冗余网络、解环自愈、断线快速恢复等先进技术，能极大满足煤矿井下复杂恶劣的工作环境；

矿用本安型粉尘监控分站：选用型号为KJ750矿用本安型粉尘监控分站，用于接收来自智能降尘装置和传感器的数据，并对接收到的数据进行打包；

矿用自动洒水降尘装置：选用型号为ZP-127的矿用自动洒水降尘装置，用于自动喷雾或洒水，降尘除尘、净化空所，吸收一定的有害气体，降低甲烷浓度，其优点在于，在喷雾期间，如果有人员通过喷雾地点，该装置将自动延时喷雾；

矿用触控洒水降尘装置：选用型号为ZPC127W的矿用触控洒水降尘装置，在触控传感器信号的触发下进行喷雾洒水降尘，净化环境空气；

矿用光控洒水降尘装置：选用型号为ZPG127W的矿用光控洒水降尘装置，在光控传感器信号的触发下进行喷雾洒水降尘，净化环境空气；

矿用声控洒水降尘装置：选用型号为ZPS127W的矿用声控洒水降尘装置，在声控传感器信号的触发下进行喷雾洒水降尘，净化环境空气；

矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统：选用型号为KSCG500的矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统，用于对采煤机滚筒割煤尘源的自动跟踪喷雾，保证采煤机前、后的滚筒及下风流始终处于高压喷雾的控制范围之内，从而实现采煤机的高效喷雾降尘，改善工作面的劳动卫生条件；

风速传感器：选用型号为GFW15的风速传感器，用于矿井下测风巷道及风口、主扇风机井口进行风速检测，并将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

矿用温度传感器：选用型号为GWD100的矿用温度传感器，用于矿井下环境温度进行连续监测和显示，并将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

矿用本安型声级传感器：选用型号为GSD130的矿用本安型声级传感器，对矿井下的环境噪声声级监测，并将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

矿用本安型压力流量传感器：选用型号为GPLD20/300的矿用本安型压力流量传感器，用于矿井下防尘用水和煤层注水的流量和压力监测，并将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

矿用本安型烟雾传感器：选用型号为CQQ0.1的矿用本安型烟雾传感器，用于当矿井下瓦斯、煤尘、爆炸性气体的烟雾浓度超过设定值时，向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

设备开停传感器：选用型号为GKT5L的设备开停传感器，用于连续监测煤矿电气设备的“开”、“停”工作状态，并向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

低浓度甲烷传感器：选用型号为GJC4S的低浓度甲烷传感器，用于精确地、稳定可靠地检测矿井下空气中的甲烷含量，并将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

红外甲烷传感器：选用型号为GJG100H(A)的红外甲烷传感器，用于正压及负压管道甲烷浓度检测，且其检测精度不会因温度变化而漂移，也不受水蒸汽、H2S、H2、SO2等杂质气体影响；检测后将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

粉尘浓度传感器：选用型号为GCG1000的粉尘浓度传感器，用于煤矿及其它粉尘等有危险性的环境中进行现场连续监测总粉尘浓度，检测后将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站，同时通过航空线将检测信号发送给矿用自动洒水降尘装置；

矿用热释电传感器：选用型号为GUR7的矿用热释电传感器，用于检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若无行人，则不发信号，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用自动洒水降尘装置，实现行人通过水幕区域时装置暂停喷雾的功能，同时将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

矿用自动洒水降尘装置用触控传感器：选用型号为ZP-12C的矿用触控传感器，用于探测矿井皮带运输机等块状运动型物料的运动状况,为综合防尘及物料运输状态检测提供可靠的检测信号,检测后经无线传播，将检测数据发送至矿用触控洒水降尘装置，同时，经电缆将检测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

矿用自动洒水降尘装置用光控传感器：选用型号为ZP-12G的矿用自动洒水降尘装置用光控传感器，用于检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用声控洒水降尘装置，实现行人通过水幕区域时装置暂停喷雾的功能，同时经电缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

矿用自动洒水降尘装置用声控传感器：选用型号为ZP-12S的矿用自动洒水降尘装置用声控传感器，用于当被检测环境的噪音信号达到一定强度时，ZP-12S传感器将接收的音频信号转换成电信号，电信号经无线传播方式输出至矿用声控洒水降尘装置，实现声控功能，同时经电缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站。

以下是本实施例的工作过程：

步骤S1：并行执行步骤S11～步骤S1d，

步骤S11：风速传感器检测矿井下各测风巷道及风口、主扇风机井口的风速，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S12：矿用温度传感器连续监测矿井下的环境温度，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S13：矿用本安型声级传感器对矿井下的环境噪声进行声级监测，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S14：矿用本安型压力流量传感器对矿井下防尘用水和煤层注水的流量和压力进行监测，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S15：矿用本安型烟雾传感器对矿井下瓦斯、煤尘、爆炸性气体的烟雾浓度进行检测，当井下瓦斯、煤尘、爆炸性气体的烟雾浓度超过设定值时，经2Km航空线缆向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

步骤S16：设备开停传感器连续监测煤矿电气设备的“开”、“停”工作状态，并经2Km航空线缆向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

步骤S17：低浓度甲烷传感器检测矿井下空气中的甲烷含量，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S18：红外甲烷传感器对正压及负压管道甲烷浓度进行检测，检测后经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S19：粉尘浓度传感器连续监测矿井下特定区域内的总粉尘浓度，检测后经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站，同时通过航空线将检测信号发送给矿用自动洒水降尘装置；

步骤S1a：矿用热释电传感器检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用自动洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1b：矿用自动洒水降尘装置用触控传感器检测矿井皮带运输机等块状运动型物料的运动状况，检测后经无线传播，将检测数据发送至矿用触控洒水降尘装置，同时，经2Km航空线缆将检测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1c：矿用自动洒水降尘装置用光控传感器检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用声控洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1d：矿用自动洒水降尘装置用声控传感器检测环境的噪音信号的强度,当被检测环境的噪音信号达到一定强度时，ZP-12S传感器将接收的音频信号转换成电信号，电信号经无线传播方式输出至矿用声控洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S2：并行执行步骤S21～步骤S25，

步骤S21：矿用自动洒水降尘装置接收到粉尘浓度传感器传来的粉尘浓度信号后，作出判断，当粉尘浓度达到设定值时，则自动喷雾、洒水；在喷雾期间，当接收到矿用热释电传感器发来的信号时，矿用自动洒水降尘装置将自动延时喷雾、洒水；同时，矿用自动洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S22：矿用触控洒水降尘装置接收到触控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用触控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S23：矿用光控洒水降尘装置接收到光控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用光控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S24：矿用声控洒水降尘装置接收到声控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用声控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S25：矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统对采煤机滚筒割煤尘源执行自动跟踪喷雾，保证采煤机前、后滚筒及下风流始终处于高压喷雾的控制范围之内，从而实现采煤机的高效喷雾降尘；矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统在执行自动跟踪喷雾的过程中，同时将自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S3：矿用本安型粉尘监控分站接收到来自：风速传感器的风速监测数据、矿用温度传感器的温度监测数据、矿用本安型声级传感器的声级监测数据、矿用本安型压力流量传感器的压力流量监测数据、矿用本安型烟雾传感器的烟雾浓度监测数据、设备开停传感器的开关量监测数据、低浓度甲烷传感器的甲烷浓度监测数据、红外甲烷传感器的甲烷浓度监测数据、粉尘浓度传感器的粉尘浓度监测数据、矿用热释电传感器的触发信号、矿用自动洒水降尘装置用触控传感器的触发信号、矿用自动洒水降尘装置用光控传感器触发信号、矿用自动洒水降尘装置用声控传感器触发信号，以及来自：矿用自动洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用触控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用光控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用声控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统的监测状态数据后，矿用本安型粉尘监控分站将所有数据进行打包，并采用RS485或TCP/IP协议将打包的数据转输给环网交换机；

步骤S4：环网交换机来自各个矿用本安型粉尘监控分站的数据包，并经矿用数据传输接口将数据包传输给监控主机；

步骤S5：监控主机将收到的数据包进行解析、存储、分析、显示。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，包括装有监控系统软件的监控主机、矿用数据传输接口、环网交换机、矿用本安型粉尘监控分站、智能降尘装置和传感器；传感器将检测到的井下环境参数、电气设备运行状况参数传输至矿用本安型粉尘监控分站，同时，传感器将相关环境参数发送至智能降尘装置；智能降尘装置根据工作参数并结合环境参数进行降尘工作，并将自身的运行状况参数传输至矿用本安型粉尘监控分站监控分站；矿用本安型粉尘监控分站监控分站将收到的传感器及智能降尘装置的数据打包，发送给环网交换机；环网交换机将数据送到数据传输接口，数据传输接口经网线将数据传输至监控主机；监控主机收到数据后进行解析、存储、分析、显示；操作人员根据显示的数据了解井下环境及电气设备运行状况，并设定控制参数，控制井下各电气设备的工作。

2.根据权利要求1所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，矿用本安型粉尘监控分站信号输出端经电缆与环网交换机信号输入端连接；环网交换机信号输出端经光缆与矿用数据传输接口信号输入端连接；矿用数据传输接口信号输出端经网线与监控主机信号输入端连接；

所述智能降尘装置包括矿用自动洒水降尘装置、矿用触控洒水降尘装置、矿用光控洒水降尘装置、矿用声控洒水降尘装置、矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统；矿用自动洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用触控洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用光控洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用声控洒水降尘装置的信号输出端均经信号线与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，所述传感器包括风速传感器、矿用温度传感器、矿用本安型声级传感器、矿用本安型压力流量传感器、矿用本安型烟雾传感器、设备开停传感器、低浓度甲烷传感器、红外甲烷传感器、粉尘浓度传感器、矿用热释电传感器、矿用自动洒水降尘装置用触控传感器、矿用自动洒水降尘装置用光控传感器、矿用自动洒水降尘装置用声控传感器；

风速传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用温度传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用本安型声级传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用本安型压力流量传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用本安型烟雾传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；设备开停传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；低浓度甲烷传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；红外甲烷传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；

粉尘浓度传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接，同时，粉尘浓度传感器和矿用热释电传感器均与矿用自动洒水降尘装置建立无线数据交换的方式；矿用热释电传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接；矿用自动洒水降尘装置用触控传感器的信号输出端均经航空线缆与矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端连接，矿用自动洒水降尘装置用触控传感器与矿用触控洒水降尘装置建立无线数据交换的方式；矿用自动洒水降尘装置用光控传感器，矿用自动洒水降尘装置用光控传感器与矿用光控洒水降尘装置建立无线数据交换的方式；矿用自动洒水降尘装置用声控传感器，矿用自动洒水降尘装置用声控传感器与矿用声控洒水降尘装置建立无线交换数据的方式。

4.根据权利要求3所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，所述用于连接各传感器和矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端口的航空线缆，其长度为2千米；所述用于连接各智能降尘装置和矿用本安型粉尘监控分站相应的信号输入端口的信号线，其长度为10千米；所述用于连接环网交换机信号输出端和矿用数据传输接口信号输入端的光缆，其长度为经20千米。

5.根据权利要求4所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，所述各智能降尘装置均通过RS485的方式向矿用本安型粉尘监控分站发送数据；矿用本安型粉尘监控分站采用RS485或TCP/IP协议将打包的数据转输给环网交换机。

6.根据权利要求5所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，所述矿用数据传输接口外接若干个监控主机，每一台监控主机外接显示器、打印机、USB电源作为辅助设备；所述环网交换机由电源箱KDW660/18B经2千米电缆线供电；所述矿用本安型粉尘监控分站数量为若干台，每一台矿用本安型粉尘监控分站的信号输入端均接入的一组所述传感器和智能降尘装置，且每一台矿用本安型粉尘监控分站的信号输出端都接入环网交换机，每一台矿用本安型粉尘监控分站由一台电源箱KDW660/188经2千米电缆供电，每一台矿用本安型粉尘监控分站均外接一个断电器KDG660。

7.根据权利要求1或6所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，矿用数据传输接口的型号为KJ91N(A)-J；环网交换机的型号为KJJ18；矿用本安型粉尘监控分站的型号为KJ750。

8.根据权利要求7所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，矿用自动洒水降尘装置的型号为ZP-127；矿用触控洒水降尘装置的型号为ZPC127W；矿用光控洒水降尘装置的型号为ZPG127W；矿用声控洒水降尘装置的型号为ZPS127W；矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统的型号为KSCG500。

9.根据权利要求8所述的一种矿用粉尘监控系统，其特征在于，风速传感器的型号为GFW15；矿用温度传感器的型号为GWD100；矿用本安型声级传感器的型号为GSD130；矿用本安型压力流量传感器的型号为GPLD20/300；矿用本安型烟雾传感器的型号为CQQ0.1；设备开停传感器：选用型号为GKT5L；低浓度甲烷传感器的型号为GJC4S；红外甲烷传感器：选用型号为GJG100H(A)；粉尘浓度传感器的型号为GCG1000；矿用热释电传感器的型号为GUR7；矿用自动洒水降尘装置用触控传感器的型号为ZP-12C；矿用自动洒水降尘装置用光控传感器的型号为ZP-12G；矿用自动洒水降尘装置用声控传感器的型号为ZP-12S。

10.一种矿用粉尘监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：并行执行步骤S11～步骤S1d，

步骤S11：风速传感器检测矿井下各测风巷道及风口、主扇风机井口的风速，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S12：矿用温度传感器连续监测矿井下的环境温度，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S13：矿用本安型声级传感器对矿井下的环境噪声进行声级监测，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S14：矿用本安型压力流量传感器对矿井下防尘用水和煤层注水的流量和压力进行监测，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S15：矿用本安型烟雾传感器对矿井下瓦斯、煤尘、爆炸性气体的烟雾浓度进行检测，当井下瓦斯、煤尘、爆炸性气体的烟雾浓度超过设定值时，经2Km航空线缆向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

步骤S16：设备开停传感器连续监测煤矿电气设备的“开”、“停”工作状态，并经2Km航空线缆向矿用本安型粉尘监控分站输出有效开关量信号；

步骤S17：低浓度甲烷传感器检测矿井下空气中的甲烷含量，并经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S18：红外甲烷传感器对正压及负压管道甲烷浓度进行检测，检测后经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S19：粉尘浓度传感器连续监测矿井下特定区域内的总粉尘浓度，检测后经2Km航空线缆将监测信号输出到矿用本安型粉尘监控分站，同时通过航空线将检测信号发送给矿用自动洒水降尘装置；

步骤S1a：矿用热释电传感器检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用自动洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1b：矿用自动洒水降尘装置用触控传感器检测矿井皮带运输机等块状运动型物料的运动状况，检测后经无线传播，将检测数据发送至矿用触控洒水降尘装置，同时，经2Km航空线缆将检测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1c：矿用自动洒水降尘装置用光控传感器检测矿用自动洒水降尘装置水幕区域内是否有行人，若有行人，则通过航空线将监测数据发送给矿用声控洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S1d：矿用自动洒水降尘装置用声控传感器检测环境的噪音信号的强度,当被检测环境的噪音信号达到一定强度时，ZP-12S传感器将接收的音频信号转换成电信号，电信号经无线传播方式输出至矿用声控洒水降尘装置，同时经2Km航空线缆将监测数据输出到矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S2：并行执行步骤S21～步骤S25，

步骤S21：矿用自动洒水降尘装置接收到粉尘浓度传感器传来的粉尘浓度信号后，作出判断，当粉尘浓度达到设定值时，则自动喷雾、洒水；在喷雾期间，当接收到矿用热释电传感器发来的信号时，矿用自动洒水降尘装置将自动延时喷雾、洒水；同时，矿用自动洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S22：矿用触控洒水降尘装置接收到触控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用触控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S23：矿用光控洒水降尘装置接收到光控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用光控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S24：矿用声控洒水降尘装置接收到声控传感器的触发信号时，启动喷雾、洒水；同时，矿用声控洒水降尘装置将接收到的检测信号以及自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S25：矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统对采煤机滚筒割煤尘源执行自动跟踪喷雾，保证采煤机前、后滚筒及下风流始终处于高压喷雾的控制范围之内，从而实现采煤机的高效喷雾降尘；矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统在执行自动跟踪喷雾的过程中，同时将自身工作的状态信号通过RS485的方式发送给矿用本安型粉尘监控分站；

步骤S3：矿用本安型粉尘监控分站接收到来自：风速传感器的风速监测数据、矿用温度传感器的温度监测数据、矿用本安型声级传感器的声级监测数据、矿用本安型压力流量传感器的压力流量监测数据、矿用本安型烟雾传感器的烟雾浓度监测数据、设备开停传感器的开关量监测数据、低浓度甲烷传感器的甲烷浓度监测数据、红外甲烷传感器的甲烷浓度监测数据、粉尘浓度传感器的粉尘浓度监测数据、矿用热释电传感器的触发信号、矿用自动洒水降尘装置用触控传感器的触发信号、矿用自动洒水降尘装置用光控传感器触发信号、矿用自动洒水降尘装置用声控传感器触发信号，以及来自：矿用自动洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用触控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用光控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用声控洒水降尘装置的监测数据和状态数据、矿用采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统的监测状态数据后，矿用本安型粉尘监控分站将所有数据进行打包，并采用RS485或TCP/IP协议将打包的数据转输给环网交换机；

步骤S4：环网交换机来自各个矿用本安型粉尘监控分站的数据包，并经矿用数据传输接口将数据包传输给监控主机；

步骤S5：监控主机将收到的数据包进行解析、存储、分析、显示。