CN106246225A - 一种隧道施工斜井安全报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道施工斜井安全报警系统，包括：安装在车辆上的无线发射模块及与之相连的车载报警按钮，安装在斜井壁上的多个报警装置及与之相连的无线接收模块和应急报警按钮，安装在控制室的中央处理单元及与之相连的无线通信模块和人工报警按钮，还包括由车辆速度传感器、水位传感器、火灾传感器、有毒气体浓度传感器组成的传感器模块。本发明所述系统具有溜车报警、淹井报警、有毒气体报警和火灾报警功能。采用无线和有线两种数据传输方式，提高了数据传输的可靠性。通过设置人工报警按钮、车载报警按钮和应急报警按钮，使报警系统不仅可以实现自动报警，还可实现在控制室进行人工报警、在报警装置附近进行应急报警和从车辆上直接报警。

Description

一种隧道施工斜井安全报警系统

技术领域

本发明涉及隧道施工安全技术领域，具体涉及一种隧道施工斜井安全报警系统。

背景技术

随着国内外隧道施工技术的不断发展，施工机械设备不断更新，施工能力突飞猛进，建成投运的单座隧道长度不断产生新的记录。在隧道设计中，为保障工程建设工期、改善隧道通风、做好防排水、保障施工供电及应对其他地质和自然灾害，采用斜井施工技术解决长大隧施工问题，利用施工斜井，变长大隧道施工为短打。但是通过斜井进行出碴进料，由于斜井存在洞身长、纵坡大、高差大、地质复杂、涌水量大等特点，使施工斜井的长度也设计越来越长，这样就加大了隧道施工安全风险。安全风险主要包括：

斜井内交通运输安全风险。隧道施工斜井长度往往超过千米，坡度超过10％。作为隧道施工出碴进料的唯一通道的施工斜井，交通运输安全事故不断，险象环生，损失巨大，事故后果及社会影响严重。交通运输主要风险表现为斜井溜车。所谓溜车是指所有进出斜井的轮式车辆，在正常行驶过程中，因传动系统、方向控制系统或者刹车系统失灵等机械故障导致的超速失控。

隧道火灾。由于隧道内防水材料、通风管、燃油、氧气乙炔、木材、火工品等易燃易爆物品的存放使用，动火作业频繁，管控压力大，因此，很容易发生火灾。隧道施工的特点是施工人员多，施工空间有限，一旦发生火灾事故，直接危及现场作业人员的生命安全及财产安全。

隧道地质灾害。隧道埋深加大，由于不良地质条件较多，隧道内有害有毒气体、瓦斯等易燃易爆气体引发的地质灾害的频率越来越高。

隧道外防洪防汛。斜井一般多处于山体的沟谷之中，汛期山洪暴发时，因雨水倒灌经斜井进入隧道，容易引发淹井事故。

申请号为201210044656.4的中国发明专利，公开了一种基于LED可见光通信的煤矿报警系统，包括传感器模块、信号转换模块、LED可将光发射器、LED可见光接收模块、信号转换模块和中央信息系统。该发明能够在矿井内瓦斯超标、温度过高、压力过高或者其他险情时，及时将信息传输给控制中心，并及时做出必要的应急措施。其存在问题是，报警种类较少，例如不包括溜车、淹井等报警功能；只有一种LED可见光信号传输方式，很容易发生信号遮挡；只有一种自动报警方式，没有人工报警功能，一旦报警装置发生故障，将无法实现报警。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，一种隧道施工斜井安全报警系统，在进行斜井施工过程中，当发生斜井溜车、火灾、淹井、有毒气体超标时，进行自动或人工报警。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隧道施工斜井安全报警系统，包括：安装在每个车辆上的无线发射模块及与之相连的车载报警按钮，安装在斜井壁上的多个报警装置及与之相连的无线接收模块和应急报警按钮，安装在控制室的中央处理单元及与之相连的无线通信模块和人工报警按钮，还包括传感器模块，所述传感器模块包括用于探测溜车的车辆速度传感器、用于探测淹井的水位传感器、火灾传感器、有毒气体浓度传感器。中央处理单元对由传感器模块输入的信号进行数据处理后，通过无线通信模块向无线接收模块发射报警控制信号，实现自动报警；按压人工报警按钮，中央处理单元通过无线通信模块向无线接收模块发射报警控制信号，实现人工报警；按压车载报警按钮，无线发射模块向无线接收模块发射报警控制信号，实现从车辆上直接报警；按压应急报警按钮，实现应急报警。

进一步地，传感器模块与中央处理单元有线连接，或通过内部通信模块及无线通信模块与中央处理单元进行无线通信。

进一步地，中央处理单元与报警装置有线连接，在连接线路上设置转换开关，所述转换开关平时断开，当无线信号发生故障(信号微弱或中断)时接通。

进一步地，报警装置的最大安装间隔能够使斜井任何地方都能感知报警信号。

进一步地，报警装置包括声音报警装置和/或光报警装置。

优选地，报警装置通过产生不同频率的声音信号和/或不同颜色的光信号实现溜车报警、淹井报警、有毒气体报警和火灾报警。

进一步地，车辆速度传感器为安装在车辆上的光电编码测速装置。

进一步地，车辆速度传感器为安装在斜井壁上的雷达测速装置。

进一步地，人工报警按钮包括溜车报警按钮、淹井报警按钮、有毒气体报警按钮和火灾报警按钮。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述报警系统具有溜车报警、淹井报警、有毒气体报警和火灾报警等多种报警功能。中央处理单元与报警装置之间采用无线和有线两种数据传输方式，平时工作在在无线方式，当无线信号微弱或中断时转入有线工作方式，提高了数据传输的可靠性。通过设置人工报警按钮、车载报警按钮和应急报警按钮，使所述报警系统不仅可以实现自动报警，还可实现在控制室进行人工报警、在报警装置附近进行应急报警和从车辆上直接报警，大大扩展了报警系统的功能。

附图说明

图1为隧道施工斜井安全报警系统组成框图。

图中：1-无线发射模块，2-车载报警按钮，3-报警装置，4-无线接收模块，5-应急报警按钮，6-中央处理单元，7-无线通信模块，8-人工报警按钮，9-传感器模块，91-车辆速度传感器，92-水位传感器，93-火灾传感器，94-有毒气体浓度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

一种隧道施工斜井安全报警系统，其绘成如图1所示，包括：安装在每个车辆上的无线发射模块1及与之相连的车载报警按钮2，在斜井壁上相隔一定距离安装的多个报警装置3及与之相连的无线接收模块4和应急报警按钮5，安装在控制室的中央处理单元6及与之相连的无线通信模块7和人工报警按钮8，还包括传感器模块9，所述传感器模块9包括用于探测溜车的车辆速度传感器91、用于探测淹井的水位传感器92、火灾传感器93和有毒气体浓度传感器94。中央处理单元6对由传感器模块9输入的信号进行数据处理，即与设定的阈值进行比较，若超过设定的阈值，通过无线通信模块7向无线接收模块4发射报警控制信号，实现自动报警；按压人工报警按钮8，中央处理单元6通过无线通信模块7向无线接收模块4发射报警控制信号，实现人工报警。人工报警一般用于无线通信失灵的情况；按压车载报警按钮2，无线发射模块1向无线接收模块4发射报警控制信号，实现从车辆上直接报警。从车辆上直接发送报警信号，一般用于车辆速度测量出现大的偏差，发生溜车但未能自动报警的情况；按压应急报警按钮5，实现应急报警。应急报警一般用于因安全报警系统出现故障导致自动报警和人工报警都失效的情况。

传感器模块9与中央处理单元6有线连接，或通过其内部通信模块及无线通信模块7与中央处理单元6进行无线通信。

中央处理单元6与报警装置3有线连接，在连接线路上设置转换开关。所述转换开关在正常工作时断开，即系统工作在无线工作模式。当无线信号发生故障(信号微弱或中断)时，中央处理单元6输出控制信号接通转换开关，中央处理单元6与报警装置3进行有线数据传输。这样设置可以提高数据传输的可靠性。

报警装置3的最大安装间隔能够使斜井任何地方都能感知报警信号。具体距离通过实验确定。

报警装置3包括声音报警装置和/或光报警装置。比如汽笛、闪光灯等。

优选地，报警装置3采用不同频率的声音信号和/或不同颜色的光信号进行溜车报警、淹井报警、有毒气体报警和火灾报警，即通过改变声音报警信号的频率和/或光报警信号的颜色区分不同的报警类型。

车辆速度传感器91为安装在车辆上的光电编码测速装置。光电编码测速装置与车轮机械连接，通过测量光电编码器输出的脉冲信号的频率测量车辆行驶的速度。

车辆速度传感器91为安装在斜井壁上的雷达测速装置。雷达测速装置的数量和安装距离根据实际需要通过实验确定。

人工报警按钮8包括溜车报警按钮、淹井报警按钮、有毒气体报警按钮和火灾报警按钮。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，包括：安装在每个车辆上的无线发射模块及与之相连的车载报警按钮，安装在斜井壁上的多个报警装置及与之相连的无线接收模块和应急报警按钮，安装在控制室的中央处理单元及与之相连的无线通信模块和人工报警按钮，还包括传感器模块，所述传感器模块包括用于探测溜车的车辆速度传感器、用于探测淹井的水位传感器、火灾传感器、有毒气体浓度传感器；中央处理单元对由传感器模块输入的信号进行数据处理后，通过无线通信模块向无线接收模块发射报警控制信号，实现自动报警；按压人工报警按钮，中央处理单元通过无线通信模块向无线接收模块发射报警控制信号，实现人工报警；按压车载报警按钮，无线发射模块向无线接收模块发射报警控制信号，实现从车辆上直接报警；按压应急报警按钮，实现应急报警。

2.根据权利要求1所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，传感器模块与中央处理单元有线连接，或通过内部通信模块及无线通信模块与中央处理单元进行无线通信。

3.根据权利要求1所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，中央处理单元与报警装置有线连接，在连接线路上设置转换开关，所述转换开关平时断开，当无线信号发生故障时接通。

4.根据权利要求1所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，报警装置的最大安装间隔能够使斜井任何地方都能感知报警信号。

5.根据权利要求1所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，报警装置包括声音报警装置和/或光报警装置。

6.根据权利要求5所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，报警装置采用不同频率的声音信号和/或不同颜色的光信号进行溜车报警、淹井报警、有毒气体报警和火灾报警。

7.根据权利要求1所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，车辆速度传感器为安装在车辆上的光电编码测速装置。

8.根据权利要求1所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，车辆速度传感器为安装在斜井壁上的雷达测速装置。

9.根据权利要求1所述的隧道施工斜井安全报警系统，其特征在于，人工报警按钮包括溜车报警按钮、淹井报警按钮、有毒气体报警按钮和火灾报警按钮。