CN105221181B - 一种多功能井下气体测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能井下气体测定装置，包括井下声光报警器、检测仪、电磁阀门、吸气端口、红外傅里叶变换干涉仪模块、抽气管道、抽风机、数据采集处理模块、井外声光报警器和控制主机，所述抽气管道排布在矿井的顶部，按照操作区域进行设置；所述抽气管道的底部设置若干个吸气端口，吸气端口的侧壁上相对安装红外傅里叶变换干涉仪模块和检测仪。本发明利用红外傅里叶变换干涉仪模块和检测仪，对流经吸气端口的气体进行光谱分析，通过控制主机分析出煤矿井下甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳浓度，同时光谱分析速度快，能够及时进行预警。

Description

一种多功能井下气体测定装置

技术领域

本发明涉及一种井下气体测定装置，具体是一种多功能井下气体测定装置。

背景技术

目前，瓦斯事故仍然是煤矿事故中造成重大死亡和死亡人数最多的事故。具有突发性和严重性的特点，一次死亡人数在3人以上的特大煤矿事故中，其占据首位。

在煤矿开采过程中随着煤岩剥离开采工作的进行，地面空气进入井下以后，由于井下有机物的腐烂、煤炭氧化、爆破作业以及煤层赋存的有害气体解吸附等因素的影响，井下空气成分发生了重大变化。尤其是井下发生灾变事故以后，产生了大量有毒有害气体，严重影响着矿工生命。根据《煤矿安全规程》要求，为了保障工人身心健康和生命安全，应该对井下气体成分进行严格控制，同时根据检测出的井下气体种类和含量，能够预测出煤炭自燃氧化程度防止煤炭自燃、判别灾变时期爆炸危险程度。因此，必须对煤矿空气成分和灾变时期混合气体进行气体分析和检测，能有效遏制矿井火灾、瓦斯爆炸事故的发生。对有毒有害化学气体的定量分析常采用气相色谱法、电化学检测法和红外光谱法等。现有的检测方法，通常是检测人员定期进行检测，不够系统，无法对矿区进行全面的检测，安全隐患较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能井下气体测定装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能井下气体测定装置，包括井下声光报警器、检测仪、电磁阀门、吸气端口、红外傅里叶变换干涉仪模块、抽气管道、抽风机、数据采集处理模块、井外声光报警器和控制主机，所述抽气管道排布在矿井的顶部，按照操作区域进行设置，且每个区域内的抽气管道均通过阀门连接总管道，总管道连接抽风机的抽风端，抽风机电连接控制主机；所述抽气管道的底部设置若干个吸气端口，吸气端口的侧壁上相对安装红外傅里叶变换干涉仪模块和检测仪，红外傅里叶变换干涉仪模块上安装红外光源，每个吸气端口下方的井壁上均设置一个井下声光报警器，井下声光报警器连接控制主机，所述检测仪均连接数据采集处理模块的输入端，而数据采集处理模块的输出端连接控制主机，所述控制主机还连接井外声光报警器。

作为本发明进一步的方案：每个吸气端口的底部均安装电磁阀门，电磁阀门电连接控制主机。

作为本发明进一步的方案：井外声光报警器设置在办公室或者调度室，使得工作人员能够及时的发现瓦斯隐患，做出正确的工作分配。

作为本发明进一步的方案：本发明的工作方法为：初始时，控制主机控制抽风机对抽气管道进行抽气，根据井下工作的地段，选择开启相应的抽气管道，当吸气端口内设置红外傅里叶变换干涉仪模块和检测仪构成的瓦斯光谱检测装置，检测到瓦斯信号时，立即将检测信号传送到控制主机上；

瓦斯光谱检测装置与吸气端口在井下构成定点指示系统，当检测的瓦斯后，快速的判断出哪条矿道发生了瓦斯泄露隐患，办公室或者调度室内工作人员及时做出应急策略；

同时井内的井下声光报警器发出报警，使得井内的工作人员第一时间得到预警，从而撤离。

作为本发明进一步的方案：控制主机同时控制未检测到瓦斯区域的电磁阀门关闭，并增大抽风机的工作功率，将瓦斯被快速抽出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用红外傅里叶变换干涉仪模块和检测仪，对流经吸气端口的气体进行光谱分析，通过控制主机分析出煤矿井下甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳浓度，同时光谱分析速度快，能够及时进行预警。本发明能够建立井内检测网点，定点检测瓦斯泄露和定点处理泄露，能够第一时间检测的瓦斯，同时发出报警进行疏散撤离，预警快速全面，从而减少煤矿投资，提供强大的自动管理能力，实现远距离测量，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种多功能井下气体测定装置，包括井下声光报警器2、检测仪3、电磁阀门4、吸气端口5、红外傅里叶变换干涉仪模块6、抽气管道7、抽风机8、数据采集处理模块9、井外声光报警器10和控制主机11，所述抽气管道7排布在矿井1的顶部，按照操作区域进行设置，且每个区域内的抽气管道7均通过阀门连接总管道，总管道连接抽风机8的抽风端，通过抽风机8抽动内部空气，使得矿井顶部的空气进入到抽气管道7内，促进矿井1内部空气的流通，抽风机8电连接控制主机11；

所述抽气管道7的底部设置若干个吸气端口5，每个吸气端口5的底部均安装电磁阀门4，电磁阀门4电连接控制主机11，吸气端口5的侧壁上相对安装红外傅里叶变换干涉仪模块6和检测仪3，红外傅里叶变换干涉仪模块6上安装红外光源，红外光源发出的红外光由红外傅里叶变换干涉仪模块6转变成干涉光，干涉光照射吸气端口5内的气体后，被检测仪3检测到。

每个吸气端口5下方的井壁上均设置一个井下声光报警器2，井下声光报警器2连接控制主机，有控制主机进行控制报警，所述检测仪3均连接数据采集处理模块9的输入端，而数据采集处理模块9的输出端连接控制主机11，通过控制主机11对信号进行处理分析，直观的体现到显示屏上，当检测仪3检测到某段区域内具有瓦斯气体时，控制主机及时控制井下声光报警器2发出报警，使得该工作段内的工作人员及时撤离。

所述控制主机11还连接井外声光报警器10，井外声光报警器10设置在办公室或者调度室，使得工作人员能够及时的发现瓦斯隐患，做出正确的工作分配。

本发明的工作方法为：初始时，控制主机11控制抽风机8对抽气管道7进行抽气，根据井下工作的地段，选择开启相应的抽气管道7，从而实现井内向外抽气的状态，由于瓦斯密度小于空气密度，一旦瓦斯泄露，会最快速的随着气流进入到吸气端口5内，而吸气端口5内设置红外傅里叶变换干涉仪模块6和检测仪3构成的瓦斯光谱检测装置，能够快速的检测到瓦斯，从而将检测信号传送到控制主机11上；

瓦斯光谱检测装置与吸气端口5在井下构成定点指示系统，当检测的瓦斯后，能快速的判断出哪条矿道发生了瓦斯泄露隐患，办公室或者调度室内工作人员及时做出应急策略，从而避免灾害的发生；

同时井内的井下声光报警器2发出报警，使得井内的工作人员第一时间得到预警，从而撤离；

同时控制主机11控制未检测到瓦斯区域的电磁阀门4关闭，并增大抽风机8的功率，使得瓦斯能够被抽出，防止发生爆炸事故。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种多功能井下气体测定装置，包括井下声光报警器、检测仪、吸气端口、红外傅里叶变换干涉仪模块、抽气管道、抽风机、数据采集处理模块、井外声光报警器和控制主机，其特征在于，所述抽气管道排布在矿井的顶部，按照操作区域进行设置，且每个区域内的抽气管道均通过阀门连接总管道，总管道连接抽风机的抽风端，抽风机电连接控制主机；所述抽气管道的底部设置若干个吸气端口，吸气端口的侧壁上相对安装红外傅里叶变换干涉仪模块和检测仪，红外傅里叶变换干涉仪模块上安装红外光源，每个吸气端口下方的井壁上均设置一个井下声光报警器，井下声光报警器连接控制主机，所述检测仪均连接数据采集处理模块的输入端，而数据采集处理模块的输出端连接控制主机，所述控制主机还连接井外声光报警器。

2.根据权利要求1所述的一种多功能井下气体测定装置，其特征在于，每个吸气端口的底部均安装电磁阀门，电磁阀门电连接控制主机。

3.根据权利要求1所述的一种多功能井下气体测定装置，其特征在于，井外声光报警器设置在办公室或者调度室。

4.根据权利要求1所述的一种多功能井下气体测定装置，其特征在于，其具体的工作方法为：初始时，控制主机控制抽风机对抽气管道进行抽气，根据井下工作的地段，选择开启相应的抽气管道，当吸气端口内设置红外傅里叶变换干涉仪模块和检测仪构成的瓦斯光谱检测装置，检测到瓦斯信号时，立即将检测信号传送到控制主机上；

瓦斯光谱检测装置与吸气端口在井下构成定点指示系统，当检测到 瓦斯后，快速的判断出哪条矿道发生了瓦斯泄露隐患，办公室或者调度室内工作人员及时做出应急策略；

同时井内的井下声光报警器发出报警，使得井内的工作人员第一时间得到预警，从而撤离。

5.根据权利要求4所述的一种多功能井下气体测定装置，其特征在于，控制主机同时控制未检测到瓦斯区域的电磁阀门关闭，并增大抽风机的工作功率，将瓦斯被快速抽出。