CN112796833A - 综采工作面易爆气体智能检测系统 - Google Patents

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范吉宏
李进海
李俊楠
李加强
阚士远
张晓然
单辉庆
孟圣师
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Abstract

本发明涉及井下防爆技术领域，提供了一种综采工作面易爆气体智能检测系统，包括地面控制单元、瓦斯浓度检测单元和及抽吸单元；地面控制单元，接收瓦斯浓度检测单元的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元发送启动信号；瓦斯浓度检测单元，包括检测箱；检测箱两侧壁上分别设有若干瓦斯探头。借此，本发明通过瓦斯浓度检测单元巡线实时检测粉尘浓度；地面控制单元，接收瓦斯浓度检测单元的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元发送启动信号；实现了井下的瓦斯浓度的实时监控及精准抽风，在提高了系统运行效率的同时有效降低了运行成本。

Description

综采工作面易爆气体智能检测系统
技术领域
本发明属于井下防爆技术领域，尤其涉及一种综采工作面易爆气体智能检测系统。
背景技术
近年来智能开采逐渐在各个矿区普及，按照“少人则安、无人则安”的理念，通过装备升级，采掘工作面智能化开采，实现少人或无人作业。尤其是在冲击地压灾害严重的地区智能化开采的实施显得尤为重要。
以山东为例，冲击地压矿井有41处，占全国的近30％。其中，采深超过千米的20处，占全国86.9％，是全国冲击地压灾害最严重的省份。2011年以来发生多起冲击地压事故，造成大量人员伤亡，影响巨大，教训深刻。
目前综采工作面是智能化采矿的重要实现方式，将大量生产人员从危险恶劣环境中解放出来。然而井下存在较高的爆炸风险，虽然智能化开采的施行有效减少了井下作业人员，但是井下设备较多，一旦发生爆炸则会造成设备损坏，影响生产并造成严重损失。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种综采工作面易爆气体智能检测系统，通过瓦斯浓度检测单元巡线实时检测粉尘浓度；地面控制单元，接收瓦斯浓度检测单元的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元发送启动信号；实现了井下的瓦斯浓度的实时监控及精准抽风，在提高了系统运行效率的同时有效降低了运行成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种综采工作面易爆气体智能检测系统，包括地面控制单元以及设置在井下的瓦斯浓度检测单元和及抽吸单元；
具体的：
地面控制单元，接收瓦斯浓度检测单元的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元发送启动信号；
瓦斯浓度检测单元，在井下按照预定的线路运动，实时检测瓦斯浓度并将检测数据发送至地面控制单元；
所述瓦斯浓度检测单元包括检测箱；所述检测箱具有两平行设置的侧壁，两侧壁上分别设有若干瓦斯探头；
抽吸单元，接收地面控制单元的启动信号后启动运行降低井下的瓦斯浓度；
所述瓦斯浓度检测单元还包括按预定线路铺设的巡检轨以及可在巡检轨上移动的巡检小车；所述巡检小车上转动设有所述检测箱，所述检测箱传动连接转动电机；所述检测箱的两端分别设有吸气口和排气风机；
随巡检小车的移动，瓦斯探头实时检测井下瓦斯的浓度，并将检测数据发送给地面控制单元。
根据本发明的综采工作面易爆气体智能检测系统，所述检测箱的每个侧壁上至少设有两个瓦斯探头。
根据本发明的综采工作面易爆气体智能检测系统，所述检测箱的每个侧壁上设有三个或四个瓦斯探头。
根据本发明的综采工作面易爆气体智能检测系统，所述抽吸单元包括抽风井，所述抽风井连接抽风主管，所述抽风主管上连接若干抽风支管，所述抽风支管上设有若干吸风管；所述抽风井内设有抽风机；所述抽风支管中设有支管风机；
抽风机和支管风机均连接地面控制单元；地面控制单元根据瓦斯浓度检测单元的反馈数值启动相应的支管风机。
根据本发明的综采工作面易爆气体智能检测系统，所述检测箱的顶部及底部的内壁上分别设置有检测光源和光强传感器；检测光源发出光线穿过箱内空气后被光强传感器接收并将检测到的光强度数值发送给地面控制单元。
根据本发明的综采工作面易爆气体智能检测系统，所述吸风管的外壁上套接有环形水管，所述环形水管连接进水管；所述环形水管上还环设若干出水口，每一出水口连接一喷嘴；喷嘴至少为5个。
根据本发明的综采工作面易爆气体智能检测系统，所述喷嘴为6-10个。
本发明通过的目的在于提供一种综采工作面易爆气体智能检测系统，通过瓦斯浓度检测单元巡线实时检测粉尘浓度；地面控制单元，接收瓦斯浓度检测单元的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元发送启动信号；实现了井下的瓦斯浓度的实时监控及精准抽风，在提高了系统运行效率的同时有效降低了运行成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的瓦斯浓度检测单元一实施例的结构示意图；
图3是图2中A-A向一实施例的结构示意图；
图4是本发明的抽吸单元一实施例的结构示意图；
图5是图4中A区域的结构示意图；
图6是图2中A-A向一实施例的结构示意图；
图中：1-检测箱，11-吸气口，12-排气风机，13-转动电机，14-巡检小车，15-巡检轨，16-巡检摄像头，17-补光灯，18-检测光源，19-光强传感器；2-抽风主管，21-支管风机，22-抽风支管，23-吸风管，24-环形水管，25-进水管，26-喷嘴，27-吸风罩；3-抽风井，31-抽风机；4-瓦斯探头，100-地面控制单元，200-瓦斯浓度检测单元，300-抽吸单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
参见图1，本发明提供了一种综采工作面易爆气体智能检测系统，包括地面控制单元100以及设置在井下的瓦斯浓度检测单元200和及抽吸单元300；具体的：
地面控制单元100，接收瓦斯浓度检测单元200的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元300发送启动信号；
作为一种实施方式，本发明的地面控制单元100包括单片机，用于实时分析瓦斯浓度检测单元200的检测数据，并判断检测结果是否超过预设值。
瓦斯浓度检测单元200，在井下按照预定的线路运动，实时检测瓦斯浓度并将检测数据发送至地面控制单元100；
抽吸单元300，接收地面控制单元100的启动信号后启动运行降低井下的瓦斯浓度；
参见图2，所述瓦斯浓度检测单元200包括按预定线路铺设的巡检轨15以及可在巡检轨15上移动的巡检小车14；
所述巡检小车14上转动设有检测箱1，所述检测箱1传动连接转动电机13；以便调整检测箱1的朝向；所述检测箱1的两端分别设有吸气口11和排气风机12；排气风机12转动形成气流，连续将空气吸进检测箱1内，实时检测浓度后排出。
参见图6，所述检测箱1具有两平行设置的侧壁，两侧壁上分别设有若干瓦斯探头4；更好的，为使检测数据准确，每个侧壁上至少设有两个瓦斯探头4；本发明优选设置三个或四个。
本发明随巡检小车14的移动，瓦斯探头4实时检测井下瓦斯的浓度，并将检测数据发送给地面控制单元100。
作为一种实施例，参见图3，本发明的检测箱1顶部及底部的内壁上相对设置有检测光源18和光强传感器19；检测光源18发出光线穿过箱内空气后被光强传感器19接收并将检测到的光强度数值发送给地面控制单元100；若该数值高于某一预设值，则启动抽吸单元300进行除尘。更好的，检测光源18为面光源，发光均匀有利于提高检测结果的准确性。
更好的，所述检测箱1上还设有巡检摄像头16和补光灯17，便于地面监控人员在特殊情况下查看现场状况，判断是否人工开启抽吸单元300除尘。
检测箱1在实施检测井下瓦斯浓度的同时，还可以实时检测井下的粉尘的浓度；提高了井下安全检测的效率，进一步减低了井下安全系统的成本。
参见图4，所述抽吸单元300包括抽风井3，所述抽风井3连接抽风主管2，所述抽风主管2上连接若干抽风支管22，所述抽风支管22上设有若干吸风管23；所述抽风井3内设有抽风机31；所述抽风支管22中设有支管风机21；
抽风机31和支管风机21均连接地面控制单元100；根据瓦斯浓度检测单元200的巡检浓度相应的开启或开大相关位置的支管风机21，以实现精确控制。
抽风机31在安全工况时可低速运行，节约能耗。
参见图5，所述吸风管23的外壁上套接有环形水管24，所述环形水管24连接进水管25；所述环形水管24上还环设若干出水口，每一出水口连接一喷嘴26；喷嘴26至少为5个，本发明优选为6-10个。吸风管23吸尘时，环设在吸风管23外壁上的喷嘴26喷出水雾，在吸风管23的管口位置形成水圈，沾附粉尘使其能够快速聚集便于抽走或降落，提高除尘效果。
更好的，所述喷嘴26与吸风管23的中心轴呈5-15°的夹角，扩大水圈的覆盖面；本发明优选为10°。
优选的是，所述吸风管23的管口连接吸风罩27，扩大吸尘面积。
综上所述，本发明提供了一种综采工作面易爆气体智能检测系统，通过瓦斯浓度检测单元巡线实时检测粉尘浓度；地面控制单元，接收瓦斯浓度检测单元的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元发送启动信号；实现了井下的瓦斯浓度的实时监控及精准抽风，在提高了系统运行效率的同时有效降低了运行成本。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种综采工作面易爆气体智能检测系统，其特征在于，包括地面控制单元以及设置在井下的瓦斯浓度检测单元和及抽吸单元；
具体的：
地面控制单元，接收瓦斯浓度检测单元的检测数据，并分析判断该检测结果是否超过预设值；若超过预设值，则向抽吸单元发送启动信号；
瓦斯浓度检测单元，在井下按照预定的线路运动，实时检测瓦斯浓度并将检测数据发送至地面控制单元；
所述瓦斯浓度检测单元包括检测箱；所述检测箱具有两平行设置的侧壁，两侧壁上分别设有若干瓦斯探头；
抽吸单元，接收地面控制单元的启动信号后启动运行降低井下的瓦斯浓度；
所述瓦斯浓度检测单元还包括按预定线路铺设的巡检轨以及可在巡检轨上移动的巡检小车；所述巡检小车上转动设有所述检测箱，所述检测箱传动连接转动电机；所述检测箱的两端分别设有吸气口和排气风机；
随巡检小车的移动，瓦斯探头实时检测井下瓦斯的浓度，并将检测数据发送给地面控制单元。
2.根据权利要求1所述的综采工作面易爆气体智能检测系统，其特征在于，所述检测箱的每个侧壁上至少设有两个瓦斯探头。
3.根据权利要求2所述的综采工作面易爆气体智能检测系统，其特征在于，所述检测箱的每个侧壁上设有三个或四个瓦斯探头。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的综采工作面易爆气体智能检测系统，其特征在于，所述抽吸单元包括抽风井，所述抽风井连接抽风主管，所述抽风主管上连接若干抽风支管，所述抽风支管上设有若干吸风管；所述抽风井内设有抽风机；所述抽风支管中设有支管风机；
抽风机和支管风机均连接地面控制单元；地面控制单元根据瓦斯浓度检测单元的反馈数值启动相应的支管风机。
5.根据权利要求4所述的综采工作面易爆气体智能检测系统，其特征在于，所述检测箱的顶部及底部的内壁上分别设置有检测光源和光强传感器；检测光源发出光线穿过箱内空气后被光强传感器接收并将检测到的光强度数值发送给地面控制单元。
6.根据权利要求5所述的综采工作面易爆气体智能检测系统，其特征在于，所述吸风管的外壁上套接有环形水管，所述环形水管连接进水管；所述环形水管上还环设若干出水口，每一出水口连接一喷嘴；喷嘴至少为5个。
7.根据权利要求6所述的综采工作面易爆气体智能检测系统，其特征在于，所述喷嘴为6-10个。
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