CN108979717A - 一种矿道土壤压力采集预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿安全监控技术领域，且公开了一种矿道土壤压力采集预警系统，包括感应模块，所述感应模块的输出端与射频收发模块的输入端电连接，所述射频收发模块的输出端与Zigbee网络协议模块的输入端电连接，所述Zigbee网络协议模块与以太网双向信号连接，所述以太网的输出端与处理器的输入端电连接。该矿道土壤压力采集预警系统，通过重力感应模块和压力感应模块的设置，可以对矿洞内部的重力和外壁的压力进行检测，这样可以更好的了解到矿洞内部的压力和重力的情况，从而可以避免了矿难发生后通过空气检测了解塌方情况不准确的问题，这样使救援人员可以更好的了解到矿道周边的压力情况，使救援措施可以更好的实行。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全监控技术领域，具体为一种矿道土壤压力采集预警系统。
背景技术
煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿。当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。煤矿范围包括地上地下以及相关设施的很大区域。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46～97％，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
目前市场存在众多针对矿井安全的软硬件系统，他们通过设备采集器将矿井下的信息采集到服务器中，所采集的数据包括井下工作人员身份、人员位置、氧气浓度、一氧化碳等气体浓度、排风设备状态等信息，这些信息通过无线或者有线网络传输到服务器中，通过软件系统对这些信息的综合处理，能够有效计算、监测井下安全，并能及时有效的帮助提高井下安全生产。
但是在井下生产过程中，我们还需要了解井下矿道的物理情况，例如矿道四壁的压力情况，在压力数据发生变化时，可能存在塌方等安全隐患，这时就需要我们及时疏散人员，当井下发生矿难后，通常我们通过空气检测了解矿道状况，但不能得知矿道是否仍存在塌方的风险，此时，了解矿道周边的地质压力情况就显得尤其重要，我们在了解井下的通道情况后才能够采取相关救援措施。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种矿道土壤压力采集预警系统，具备检测矿道的重力和压力等优点，解决了现有的矿道不能够进行精准检测的问题。
(二)技术方案
为实现上述检测矿道的重力和压力目的，本发明提供如下技术方案：一种矿道土壤压力采集预警系统，包括感应模块，所述感应模块的输出端与射频收发模块的输入端电连接，所述射频收发模块的输出端与Zigbee网络协议模块的输入端电连接，所述Zigbee网络协议模块与以太网双向信号连接，所述以太网的输出端与处理器的输入端电连接，所述处理器的输出端分别与对比模块一和对比模块二的输入端电连接，所述对比模块一和对比模块二的输出端均与反馈模块的输入端电连接，所述反馈模块的输出端与处理器的输入端电连接，所述处理器的输出端分别与驱动模块一、驱动模块二和驱动模块三的输入端电连接，所述驱动模块一、驱动模块二和驱动模块三的输出端分别与警报器一、警报器二和警报器三的输入端电连接。
优选的，所述处理器的型号为89C51。
优选的，所述处理器的内部设置有数据对比库。
优选的，所述警报器一、警报器二和警报器三分别对应设置绿灯、黄灯和红灯。
优选的，所述感应模块包括重力感应模块和压力感应模块。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种矿道土壤压力采集预警系统，具备以下有益效果：
1、该矿道土壤压力采集预警系统，通过重力感应模块和压力感应模块的设置，可以对矿洞内部的重力和外壁的压力进行检测，这样可以更好的了解到矿洞内部的压力和重力的情况，从而可以避免了矿难发生后通过空气检测了解塌方情况不准确的问题，这样使救援人员可以更好的了解到矿道周边的压力情况，使救援措施可以更好的实行。
2、该矿道土壤压力采集预警系统，通过射频收发模块、Zigbee网络协议模块和以太网的设置，使矿道内部检测的数据可以更好的进行无线传输，这样避免了通过有线传输而导致矿难发生时数据终端的情况发生，这样矿难的救援可以更好的进行了解。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
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1，一种矿道土壤压力采集预警系统，包括感应模块，所述感应模块包括重力感应模块和压力感应模块，该矿道土壤压力采集预警系统，通过重力感应模块和压力感应模块的设置，可以对矿洞内部的重力和外壁的压力进行检测，这样可以更好的了解到矿洞内部的压力和重力的情况，从而可以避免了矿难发生后通过空气检测了解塌方情况不准确的问题，这样使救援人员可以更好的了解到矿道周边的压力情况，使救援措施可以更好的实行，所述感应模块的输出端与射频收发模块的输入端电连接，所述射频收发模块的输出端与Zigbee网络协议模块的输入端电连接，所述Zigbee网络协议模块与以太网双向信号连接，所述以太网的输出端与处理器的输入端电连接，通过射频收发模块、Zigbee网络协议模块和以太网的设置，使矿道内部检测的数据可以更好的进行无线传输，这样避免了通过有线传输而导致矿难发生时数据终端的情况发生，这样矿难的救援可以更好的进行了解，所述处理器的型号为89C51，所述处理器的内部设置有数据对比库，所述处理器的输出端分别与对比模块一和对比模块二的输入端电连接，所述对比模块一和对比模块二的输出端均与反馈模块的输入端电连接，所述反馈模块的输出端与处理器的输入端电连接，所述处理器的输出端分别与驱动模块一、驱动模块二和驱动模块三的输入端电连接，所述驱动模块一、驱动模块二和驱动模块三的输出端分别与警报器一、警报器二和警报器三的输入端电连接，所述警报器一、警报器二和警报器三分别对应设置绿灯、黄灯和红灯。
本发明发明的矿道土壤压力采集预警系统，在矿道四周均匀放置压力感应模块，压力感应模块采集矿道不同位置的土壤压力数据，该压力感应模块装有重力感应模块和射频收发模块，所采集的土壤压力数据包括土壤所受压力的大小和方向，该方向是指所受压力的方向与地面竖直方向的角度，地面竖直方向通过重力感应器感应。
压力感应模块将采集到土壤压力数据，基于Zigbee网络通讯模块传输到基站，基站通过以太网将土壤压力数据传输到处理器中，所述压力感应模块采集到的土壤压力数据发生变化时发送到基站或者采用当采集到的土壤压力数据发生变化时和定时模式发送到基站，这里定时的目的在于检测压力测试仪是否在正常工作，防止压力测试仪发生故障，处理器接收到土壤压力数据后对矿道不同面所受的压力进行分析，根据力的分解公式计算出矿道不同面所受的垂直力和水平力，这里的水平力是其他面的垂直力，将所分析的力与初始化录入的矿道土壤压力安全值、黄色警报值和红色警报值进行对比，如果落在黄色警报值或者红色警报值内，说明可能存在塌方危险，处理器向警报器二和警报器三发出指令，警报器二和警报器三进行黄灯或者红灯闪烁并发出警报音提示。
实施例一
通过重力感应模块和压力感应模块分别对矿道的重力和矿道外部的压力进行检测，然后将检测的数据通过射频收发模块将数据传输给Zigbee网络协议模块，然后Zigbee网络协议模块通过以太网将数据传输给处理器，处理器将数据传输给对比模块一和对比模块二，通过对比模块一和对比模块二对处理器内部的数据库进行对比，然后将对比的数据通过反馈模块反馈给处理器，当检测的数据正常时，处理器会控制驱动模块一使警报器一亮绿灯，然后警报器一不会发出警报声，这样表示矿道的重压和压力都很正常。
实施例二
通过重力感应模块和压力感应模块分别对矿道的重力和矿道外部的压力进行检测，然后将检测的数据通过射频收发模块将数据传输给Zigbee网络协议模块，然后Zigbee网络协议模块通过以太网将数据传输给处理器，处理器将数据传输给对比模块一和对比模块二，通过对比模块一和对比模块二对处理器内部的数据库进行对比，然后将对比的数据通过反馈模块反馈给处理器，当检测的数据接近危险数据时，处理器会控制驱动模块二使警报器二亮黄灯，同时警报器二会发出警报提示，警报矿道内部的重力和压力接近危险，让矿工可以做出相对应的措施，以保证矿道的安全。
实施例三
通过重力感应模块和压力感应模块分别对矿道的重力和矿道外部的压力进行检测，然后将检测的数据通过射频收发模块将数据传输给Zigbee网络协议模块，然后Zigbee网络协议模块通过以太网将数据传输给处理器，处理器将数据传输给对比模块一和对比模块二，通过对比模块一和对比模块二对处理器内部的数据库进行对比，然后将对比的数据通过反馈模块反馈给处理器，当检测的数据危险时，处理器会控制驱动模块三使警报器三亮红灯并发出长时间的警报，从而可以通知矿工矿道内部的重力和压力会存在危险，避免了矿工的盲目进矿而发生危险。
以上实施例均可为矿工提供有效的矿道内部的信息。
综上所述，该矿道土壤压力采集预警系统，该矿道土壤压力采集预警系统，通过重力感应模块和压力感应模块的设置，可以对矿洞内部的重力和外壁的压力进行检测，这样可以更好的了解到矿洞内部的压力和重力的情况，从而可以避免了矿难发生后通过空气检测了解塌方情况不准确的问题，这样使救援人员可以更好的了解到矿道周边的压力情况，使救援措施可以更好的实行。
通过射频收发模块、Zigbee网络协议模块和以太网的设置，使矿道内部检测的数据可以更好的进行无线传输，这样避免了通过有线传输而导致矿难发生时数据终端的情况发生，这样矿难的救援可以更好的进行了解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种矿道土壤压力采集预警系统，包括感应模块，其特征在于：所述感应模块的输出端与射频收发模块的输入端电连接，所述射频收发模块的输出端与Zigbee网络协议模块的输入端电连接，所述Zigbee网络协议模块与以太网双向信号连接，所述以太网的输出端与处理器的输入端电连接，所述处理器的输出端分别与对比模块一和对比模块二的输入端电连接，所述对比模块一和对比模块二的输出端均与反馈模块的输入端电连接，所述反馈模块的输出端与处理器的输入端电连接，所述处理器的输出端分别与驱动模块一、驱动模块二和驱动模块三的输入端电连接，所述驱动模块一、驱动模块二和驱动模块三的输出端分别与警报器一、警报器二和警报器三的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种矿道土壤压力采集预警系统，其特征在于：所述处理器的型号为89C51。
3.根据权利要求1所述的一种矿道土壤压力采集预警系统，其特征在于：所述处理器的内部设置有数据对比库。
4.根据权利要求1所述的一种矿道土壤压力采集预警系统，其特征在于：所述警报器一、警报器二和警报器三分别对应设置绿灯、黄灯和红灯。
5.根据权利要求1所述的一种矿道土壤压力采集预警系统，其特征在于：所述感应模块包括重力感应模块和压力感应模块。
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