CN109268073B - 一种矿用瓦斯计量安全监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿用瓦斯计量安全监控系统，包括井上控制系统和井下控制系统，所述井上控制系统包括监控主机、网络服务器、环网交换机和数据传输接口，所述数据传输接口通过集线器与所述网络服务器相连接，所述数据传输接口和所述井下控制系统通过所述环网交换机相连接，所述井下控制系统设有监控分站和煤层检测孔，所述监控分站通过一个光纤系统互联在一起。本发明提供一套对瓦斯计量和安全监控系统，能对瓦斯浓度、压力等情况进行计量监控，本发明可根据现场环境情况局部分拆进行监测，使用灵活方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿安全监控系统，具体涉及一种矿用瓦斯计量安全监控系统。
背景技术
煤矿是高危行业，在煤矿生产的各种安全保障措施中，安全监控系统的使用非常重要。特别是在当前煤炭市场旺盛的推动下，为保障煤矿的安全生产，建立完善可靠的安全监测监控系统已经成为煤炭安全生产过程中的必然条件。
煤层气瓦斯是煤矿安全事故第一大杀手，建国以来煤矿发生22起一次死亡百人以上事故，其中20起为瓦斯事故，占90%以上。瓦斯事故是煤矿颠覆性事故，瓦斯事故频发严重威胁人民的生命和国家财产安全；瓦斯排放到空气中，燃烧产生大量的CO2加重温室效应，为世界环境的治理增加负担；2008年7月8-9日，国务院安全生产委员会在辽宁省沈阳市召开了全国煤矿瓦斯治理现场会。会上提出了构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理十六字工作体系。所谓抽采达标即多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标，然而，目前瓦斯计量达标监控系统的实用性问题还有待解决。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一套对瓦斯计量和安全同时监控的监控系统，所述系统能对瓦斯抽放系统进行计量监控，系统容量小而精，可根据现场环境情况局部分拆使用，不会造成设备冗余。
本发明的技术方案为：
一种矿用瓦斯计量安全监控系统，包括井上控制系统和井下控制系统，所述井上控制系统包括监控主机、网络服务器、环网交换机和数据传输接口，所述数据传输接口通过集线器与所述网络服务器相连接，所述数据传输接口和所述井下控制系统通过所述环网交换机相连接，所述井下控制系统设有监控分站和煤层检测孔，所述监控分站通过一个光纤系统互联在一起。
所述监控分站设有矿用管道瓦斯多参数测量装置和刚性导管，在所述矿用管道瓦斯多参数测量装置内部设有设有控制器、控制逻辑单元和数据采集接口，控制逻辑单元和数据采集接口分别通过内部信号线与所述控制器相连接，在所述数据采集接口的内部设有一根密闭刚性导管接头，所述刚性导管接头与所述刚性导管的一端密闭连通在一起，所述刚性导管的另一端与煤层检测孔密闭连通。
在所述刚性导管内设有一氧化碳传感器探头，所述一氧化碳传感器探头通过信号线束与所述数据采集接口连接，在所述刚性导管的终端设有激光探头保护罩，在激光探头保护罩内设有激光探头控制器和激光甲烷传感器探头，所述激光探头控制器通过一组信号线与所述激光甲烷传感器探头连接，所述激光探头控制器通过一组控制线与所述数据采集接口连接，所述激光甲烷传感器探头通过光纤线束与所述数据采集接口连接。
在所述刚性导管外部设有红外探头保护盒，在红外探头保护盒内设有红外甲烷传感器，所述红外甲烷传感器通过信号线缆与所述数据采集接口连接。
所述监控主机与所述数据传输接口通过光纤系统相连接。
带有所述激光探头保护罩的刚性导管一端设置在煤层检测孔内。
所述激光探头保护罩设置在所述刚性导管的内部。
所述红外甲烷传感器为管道用红外甲烷传感器。
所述一氧化碳传感器探头为管道用一氧化碳传感器。
在所述刚性导管内靠近所述数据采集接口一侧设有一个压力计，所述压力机通过信号线束与所述数据采集接口连接。
本发明的有益效果在于：
1）本发明能方便监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、粉尘浓度、风速、负压、温度、烟雾、管道流量、馈电状态、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机和主通风机开停状态等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。
2）本发明具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能。
3）本发明所述激光甲烷传感器探头能够根据实际情况进行在所述激光探头控制器的控制下移动，大大提高了监测效率。
4）本发明可依据环境变化对监控分站5进行局部使用，也可以对监控分站5进行分拆，满足了煤矿作业现场的应用需求。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中，1、监控主机；2、数据传输接口；3、光纤系统；4、环网交换机；5、监控分站；6、矿用管道瓦斯多参数测量装置；7、管道用红外甲烷传感器；8、激光甲烷传感器；9、管道用一氧化碳传感器。
具体实施方式
本发明的结构组合灵活多变，图1所示是一种可行的模块之间的连接方式，在模块之间连接时，环网交换机4的位置是可变的同时是可以增添的，目的就是使系统灵活多变，以便适应现场环境的变化。图中包括井上控制系统和井下控制系统，井上控制系统包括监控主机1、网络服务器、环网交换机4和数据传输接口2，所述数据传输接口2通过集线器与所述网络服务器相连接，所述监控主机1与所述数据传输接口2通过光纤系统3相连接，所述数据传输接口2和所述井下控制系统通过若干所述环网交换机4相连接，所述井下控制系统设有若干个监控分站5和煤层检测孔，所述监控分站5设有矿用管道瓦斯多参数测量装置6和刚性导管，在所述矿用管道瓦斯多参数测量装置6内部设有控制器、控制逻辑单元和数据采集接口，所述煤层检测孔的位置通过矿用管道瓦斯多参数测量装置6内部的所述控制器计算后获得，所述控制器选定煤层中钻孔位置后，确定钻孔位置，打孔后获得所述煤层检测孔，若干个所述监控分站5通过一个光纤系统3互联在一起。
控制逻辑单元和数据采集接口分别通过内部信号线与所述控制器相连接，在所述数据采集接口的内部设有一根密闭刚性导管接头，所述刚性导管接头与所述刚性导管的一端密闭连通在一起，所述刚性导管的另一端与煤层检测孔密闭连通。
在所述刚性导管内设有一氧化碳传感器探头，即图中的管道用一氧化碳传感器9，所述管道用一氧化碳传感器9通过信号线束与所述数据采集接口2内部的相关接口端子连接，在所述刚性导管的终端设有激光探头保护罩，带有所述激光探头保护罩的刚性导管一端设置在煤层检测孔内，在激光探头保护罩内设有激光探头控制器和激光甲烷传感器探头，所述激光探头控制器和所述激光甲烷传感器探头通过信号线连接，所述激光探头控制器可以控制所述激光甲烷传感器探头的移动，所述激光探头控制器设置在激光探头保护罩上并通过一组控制线与所述数据采集接口2的相关端子连接。所述激光甲烷传感器探头通过光纤线束与所述数据采集接口连接。激光甲烷传感器探头等同于图1的激光甲烷传感器8，所述激光甲烷传感器8通过光纤线束与所述数据采集接口2的相关端子连接。
在所述刚性导管外部设有红外探头保护盒，在红外探头保护盒内设有管道用红外甲烷传感器7，所述管道用红外甲烷传感器7通过信号线缆与所述数据采集接口2的相关端子连接。
在所述刚性导管内靠近所述数据采集接口一侧设有一个压力计，所述压力机通过信号线束与所述数据采集接口2相关端子连接。
通过矿用管道瓦斯多参数测量装置6，可测定并计算瓦斯压力、瓦斯流量系数、煤层透气性系数、瓦斯吸附性阈值等参数。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、粉尘浓度、风速、负压、温度、烟雾、管道流量、馈电状态、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机和主通风机开停状态等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等，本发明可依据环境变化情况对监控分站5进行局部使用，也可以对监控分站5进行分拆，极大满足了作业现场的应用需求。
Claims (9)
1.一种矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：包括井上控制系统和井下控制系统，所述井上控制系统包括监控主机、网络服务器、环网交换机和数据传输接口，所述数据传输接口通过集线器与所述网络服务器相连接，所述数据传输接口和所述井下控制系统通过所述环网交换机相连接，所述井下控制系统设有监控分站和煤层检测孔，所述监控分站通过一个光纤系统互联在一起；所述监控分站设有矿用管道瓦斯多参数测量装置和刚性导管，在所述矿用管道瓦斯多参数测量装置内部设有控制器、控制逻辑单元和数据采集接口，控制逻辑单元和数据采集接口分别通过内部信号线与所述控制器相连接，在所述数据采集接口的内部设有一根密闭刚性导管接头，所述刚性导管接头与所述刚性导管的一端密闭连通在一起，所述刚性导管的另一端与煤层检测孔密闭连通。
2.根据权利要求1所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：在所述刚性导管内设有一氧化碳传感器探头，所述一氧化碳传感器探头通过信号线束与所述数据采集接口连接，在所述刚性导管的终端设有激光探头保护罩，在激光探头保护罩内设有激光探头控制器和激光甲烷传感器探头，所述激光探头控制器通过一组信号线与所述激光甲烷传感器探头连接，所述激光探头控制器通过一组控制线与所述数据采集接口连接，所述激光甲烷传感器探头通过光纤线束与所述数据采集接口连接。
3.根据权利要求2所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：在所述刚性导管外部设有红外探头保护盒，在红外探头保护盒内设有红外甲烷传感器，所述红外甲烷传感器通过信号线缆与所述数据采集接口连接。
4.根据权利要求1所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：所述监控主机与所述数据传输接口通过所述光纤系统相连接。
5.根据权利要求2或3所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：带有所述激光探头保护罩的刚性导管一端设置在煤层检测孔内。
6.根据权利要求2或3所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：所述激光探头保护罩设置在所述刚性导管的内部。
7.根据权利要求3所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：所述红外甲烷传感器为管道用红外甲烷传感器。
8.根据权利要求2或3所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：所述一氧化碳传感器探头为管道用一氧化碳传感器。
9.根据权利要求1所述的矿用瓦斯计量安全监控系统，其特征是：在所述刚性导管内靠近所述数据采集接口一侧设有一个压力计，所述压力计 通过信号线束与所述数据采集接口连接。
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