CN107091115A - 一种煤矿安全检测系统 - Google Patents

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屈丽娜
苏现波
郭红玉
宋金星
李贤忠
王乾
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices

Abstract

本发明公开了一种煤矿安全检测系统，包括：物理检测单元、化学信息检测单元、人体生命状态检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；物理检测单元用于实时检测矿井中的温度、湿度以及风速；化学信息检测单元用于实时检测矿井中的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度；人体生命状态检测单元用于实时检测矿井中工人的呼吸信息和心率信息；该系统，保证了对矿井施工中的各个危险因素进行检测，提高了施工中的安全系数，实现对煤矿井下各参数的实时检测，降低系统成本，缩短安装工期，提高系统的稳定性，从而实现了易于维护，高性价比的现代化监控系统。

Description

一种煤矿安全检测系统
技术领域
本发明涉及煤矿安全监测技术领域，特别涉及一种煤矿安全检测系统。
背景技术
煤矿安全监控系统是主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、矿尘浓度、风速、风压、湿度、温度、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要风机开停等，并实现甲烷超限声光报警功能的系统。我国95％的煤矿开采是地下作业，由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国煤矿百万吨死亡率一直居高不下。在这些事故中，瓦斯爆炸又占绝大多数，这其中固然有很多因素，但各煤矿生产企业安全监测不完备、监测技术落后也是造成事故频发的重要原因之一，而且现有的监测技术往往只是监测矿井中的甲烷和一氧化碳，并在超标时报警，这样的话就忽略了许多危险因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿安全检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种煤矿安全检测系统，包括：物理检测单元、化学信息检测单元、人体生命状态检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述物理检测单元用于实时检测矿井中的温度、湿度以及风速，并将检测到的温度、湿度以及风速信号实时发送给所述中央处理器；所述化学信息检测单元用于实时检测矿井中的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度，并将检测到的各浓度信号实时发送给所述中央处理器；所述人体生命状态检测单元用于实时检测矿井中工人的呼吸信息和心率信息，并将检测到的呼吸信息和心率信息实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述物理检测单元所发送的温度、湿度以及风速信号并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的温度、湿度以及风速的信号值与设定的温度、湿度以及风速信号值进行实时对比，若所接收到的温度、湿度以及风速的信号值三者中的一个或者多个高于设定值，所述中央处理器向所述预警单元发出物理检测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述化学信息检测单元检测到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度与设定的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度进行实时对比，若所接收到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度三者中的一个或者多个高于设定值，所述中央处理器向所述预警单元发出化学信息异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收矿井中工人的呼吸信息和心率信息并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的呼吸信息和心率信息与正常的呼吸信息和心率信息值进行实时对比，若所接收到的呼吸信息和心率信息和正常的呼吸信息和心率信息值偏差大，所述中央处理器向所述预警单元发出人体生命状态异常报警指令；所述预警单元包括包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的物理检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的化学信息异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的人体生命状态异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的温度、湿度以及风速信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的呼吸信息和心率信息并发送给监控中心以及移动客户端。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有矿井人员定位单元，所述矿井人员定位单元用于实时监测矿井中工人的位置。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有粉尘含量检测单元，所述粉尘含量检测单元用于检测矿井中的粉尘含量。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有矿震检测单元，所述矿震检测单元用于实时检测矿井周围的震动情况。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有语音通信单元，所述语音通信单元用于紧急情况下向外界通信。
较佳地，所述语音通信单元信号连接有扬声器。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有应急照明灯。
较佳地，所述人体生命状态检测单元包括呼吸信息采集模块和心率采集模块，所述呼吸信息采集模块为呼吸量大小检测传感器，所述心率采集模块为心率采集传感器。
较佳地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
较佳地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
本发明一种煤矿安全检测系统，通过安装了化学信息检测单元、物理信息检测单元、人体生命状态检测单元以及粉尘含量检测单元，保证了对矿井施工中的各个危险因素进行检测，提高了施工中的安全系数，实现对煤矿井下各参数的实时检测，降低系统成本，缩短安装工期，提高系统的稳定性，从而实现了易于维护，高性价比的现代化监控系统，现阶段我国的煤矿安全监测水平还比较落后，有助于推动煤矿安全监测向多元化发展，降低瓦斯爆炸发生率，减少国民经济损失。
附图说明
图1为本发明提供的一种煤矿安全检测系统框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种煤矿安全检测系统，包括：物理检测单元、化学信息检测单元、人体生命状态检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述物理检测单元用于实时检测矿井中的温度、湿度以及风速，并将检测到的温度、湿度以及风速信号实时发送给所述中央处理器；所述化学信息检测单元用于实时检测矿井中的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度，并将检测到的各浓度信号实时发送给所述中央处理器；所述人体生命状态检测单元用于实时检测矿井中工人的呼吸信息和心率信息，并将检测到的呼吸信息和心率信息实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述物理检测单元所发送的温度、湿度以及风速信号并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的温度、湿度以及风速的信号值与设定的温度、湿度以及风速信号值进行实时对比，若所接收到的温度、湿度以及风速的信号值三者中的一个或者多个高于设定值，所述中央处理器向所述预警单元发出物理检测异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述化学信息检测单元检测到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度与设定的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度进行实时对比，若所接收到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度三者中的一个或者多个高于设定值，所述中央处理器向所述预警单元发出化学信息异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收矿井中工人的呼吸信息和心率信息并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的呼吸信息和心率信息与正常的呼吸信息和心率信息值进行实时对比，若所接收到的呼吸信息和心率信息和正常的呼吸信息和心率信息值偏差大，所述中央处理器向所述预警单元发出人体生命状态异常报警指令；所述预警单元包括包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的物理检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的化学信息异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的人体生命状态异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的温度、湿度以及风速信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的呼吸信息和心率信息并发送给监控中心以及移动客户端。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有矿井人员定位单元，所述矿井人员定位单元用于实时监测矿井中工人的位置。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有粉尘含量检测单元，所述粉尘含量检测单元用于检测矿井中的粉尘含量。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有矿震检测单元，所述矿震检测单元用于实时检测矿井周围的震动情况。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有语音通信单元，所述语音通信单元用于紧急情况下向外界通信。
进一步地，所述语音通信单元信号连接有扬声器。
进一步地，所述中央处理器还信号连接有应急照明灯。
进一步地，所述人体生命状态检测单元包括佩戴在人身上的呼吸信息采集模块和心率采集模块，所述呼吸信息采集模块为呼吸量大小检测传感器，具体的，呼吸量大小检测传感器通过无线传送技术将检测到的呼吸量大小实时发送给中央处理器，中央处理器同时对接收到的呼吸量大小进行实时对比，对比完后若发现异常，则发出预警指令；所述心率采集模块为心率采集传感器，具体的，心率传感器通过无线传送技术将检测到的心率数据实时发送给中央处理器，中央处理器同时对接收到的心率数据进行实时对比，对比完后若发现异常，则发出预警指令。
进一步地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
进一步地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
综上所述，本发明实施例提供的一种煤矿安全检测系统，通过安装了化学信息检测单元、物理信息检测单元、人体生命状态检测单元以及粉尘含量检测单元，保证了对矿井施工中的各个危险因素进行检测，提高了施工中的安全系数，实现对煤矿井下各参数的实时检测，降低系统成本，缩短安装工期，提高系统的稳定性，从而实现了易于维护，高性价比的现代化监控系统，现阶段我国的煤矿安全监测水平还比较落后，有助于推动煤矿安全监测向多元化发展，降低瓦斯爆炸发生率，减少国民经济损失。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种煤矿安全检测系统，其特征在于，包括：物理检测单元、化学信息检测单元、人体生命状态检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；
所述物理检测单元用于实时检测矿井中的温度、湿度以及风速，并将检测到的温度、湿度以及风速信号实时发送给所述中央处理器；
所述化学信息检测单元用于实时检测矿井中的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度，并将检测到的各浓度信号实时发送给所述中央处理器；
所述人体生命状态检测单元用于实时检测矿井中工人的呼吸信息和心率信息，并将检测到的呼吸信息和心率信息实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述物理检测单元所发送的温度、湿度以及风速信号并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的温度、湿度以及风速的信号值与设定的温度、湿度以及风速信号值进行实时对比，若所接收到的温度、湿度以及风速的信号值三者中的一个或者多个高于设定值，所述中央处理器向所述预警单元发出物理检测异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述化学信息检测单元检测到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度与设定的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度进行实时对比，若所接收到的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度三者中的一个或者多个高于设定值，所述中央处理器向所述预警单元发出化学信息异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收矿井中工人的呼吸信息和心率信息并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的呼吸信息和心率信息与正常的呼吸信息和心率信息值进行实时对比，若所接收到的呼吸信息和心率信息和正常的呼吸信息和心率信息值偏差大，所述中央处理器向所述预警单元发出人体生命状态异常报警指令；
所述预警单元包括包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的物理检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的化学信息异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的人体生命状态异常报警指令并发出第三报警声；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的温度、湿度以及风速信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的甲烷浓度、CO浓度以及NO浓度并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的呼吸信息和心率信息并发送给监控中心以及移动客户端。
2.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有矿井人员定位单元，所述矿井人员定位单元用于实时监测矿井中工人的位置。
3.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有粉尘含量检测单元，所述粉尘含量检测单元用于检测矿井中的粉尘含量。
4.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有矿震检测单元，所述矿震检测单元用于实时检测矿井周围的震动情况。
5.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有语音通信单元，所述语音通信单元用于紧急情况下向外界通信。
6.如权利要求5所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述语音通信单元信号连接有扬声器。
7.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有应急照明灯。
8.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述人体生命状态检测单元包括呼吸信息采集模块和心率采集模块，所述呼吸信息采集模块为呼吸量大小检测传感器，所述心率采集模块为心率采集传感器。
9.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
10.如权利要求1所述的一种煤矿安全检测系统，其特征在于，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
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