CN112856257A - 一种用于应急救援时期的井下安全矿灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于应急救援时期的井下安全矿灯。所述井下安全矿灯的灯头上设置有主副灯转换开关和手动报警按钮，手提箱内设置有声、光报警器及射频信号发射模块，当井下遭遇险情时，可以按下手动报警按钮进行声光报警并通过所述射频信号发射模块发送当前遇险位置，有利于救援人员进行快速搜救，提高了井下救援效率和井下人员获救几率。另一方面通过主副灯转换开关将功率较大的主灯照明切换为低功率副灯照明，可以延长电池使用时间，进一步提高井下人员获救几率。
Description
技术领域
本发明涉及矿井开采技术领域，特别是涉及一种用于应急救援时期的井下安全矿灯。
背景技术
煤矿灾害事故的应急救援是煤矿安全工作的重要组成部分。矿山井下一旦发生事故，如瓦斯突出、煤尘与瓦斯爆炸、火灾、水灾以及顶板事故，往往矿井灾害救灾制约因素多、情况复杂多变，与其它行业的抢险救灾工作相比，具有更强的技术性、时效性和更大的危险性。煤矿灾害事故的应急救援是一个大的系统工程，根据发生事故灾害的类型、事故可能引起的破坏程度、发生事故的矿井地质条件等的不同，所采用的救援技术和装备也不尽相同。中国煤矿应急救援技术及装备发展起步较晚，水平相对落后，尤其是井下使用的矿灯往往功能单一，只具备照明功能，不能在井下发生灾害事故时提供救援措施，并且现有矿灯无法实时监测井下各类有害气体状况，无法保证救援人员的安全，一旦发生灾情，将会对生产带来重大财产损失，甚至危害到工人的生命安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于应急救援时期井下安全矿灯，以解决目前井下安全矿灯功能单一、无法满足应急救援需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种用于应急救援时期的井下安全矿灯，所述井下安全矿灯包括：灯头、接线套和手提箱；所述接线套的一端连接所述灯头，所述接线套的另一端连接所述手提箱顶部的接线槽；所述灯头上设置有主副灯转换开关和手动报警按钮；
所述手提箱包括箱体和顶盖；所述顶盖与所述箱体扣合；所述箱体内设置有控制器、电池和射频信号发射模块；所述电池与所述控制器连接；所述主副灯转换开关的一端通过灯头供电线连接所述电池；所述主副灯转换开关的另一端连接所述灯头内的主灯或副灯；所述箱体侧面安装有光报警器、光报警按钮、声报警器以及声报警按钮；所述手动报警按钮的一端通过开关供电线与所述控制器连接；所述手动报警按钮的另一端通过开关连接线分别连接所述光报警按钮的一端、所述声报警按钮的一端及所述射频信号发射模块的一端；所述光报警按钮的另一端连接所述光报警器；所述声报警按钮的另一端连接所述声报警器；所述灯头供电线、所述开关供电线及所述开关连接线包裹在所述接线套中。
可选的，所述灯头上设有一个所述主灯和六个所述副灯；六个所述副灯均匀布置在所述主灯周围。
可选的，所述手动报警按钮为常开开关；所述光报警按钮及所述声报警按钮均为常闭按钮。
可选的，所述顶盖为钢板。
可选的，所述箱体的一侧设置有提手。
可选的，所述箱体侧面设置有瓦斯浓度传感器；所述瓦斯浓度传感器与所述控制器连接。
可选的，所述箱体侧面设置有氧气浓度传感器；所述氧气浓度传感器与所述控制器连接。
可选的，所述箱体侧面设置有振动传感器；所述振动传感器与所述控制器连接。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种用于应急救援时期的井下安全矿灯，所述井下安全矿灯的灯头上设置有主副灯转换开关和手动报警按钮，手提箱内设置有声、光报警器及射频信号发射模块，当井下遭遇险情时，可以按下手动报警按钮进行声光报警并通过所述射频信号发射模块发送当前遇险位置，有利于救援人员进行快速搜救，提高了井下救援效率和井下人员获救几率。另一方面通过主副灯转换开关将功率较大的主灯照明切换为低功率副灯照明，可以延长电池使用时间，进一步提高井下人员获救几率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本发明提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的井下安全矿灯的整体结构示意图；
图2为本发明提供的灯头结构示意图；
图3为本发明提供的井下安全矿灯的电路连接示意图；
图4为本发明提供的井下安全矿灯的侧视图。
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。
本发明的目的是提供一种用于应急救援时期的井下安全矿灯，以解决目前井下安全矿灯功能单一、无法满足应急救援需求的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的井下安全矿灯的整体结构示意图。参见图1，本发明提供的井下安全矿灯主要适用于应急救援时期，所述井下安全矿灯包括：灯头1、接线套2和手提箱3。所述接线套2的一端连接所述灯头1，所述接线套2的另一端连接所述手提箱3顶部的接线槽301。所述灯头1与所述手提箱3之间的电连接线均包裹在所述接线套2中，用以对电线进行保护。同时，所述接线套具有一定长度，使得灯头具有一定的自由活动空间。优选的，所述接线套长度为0.5～3米。
图2为本发明提供的灯头结构示意图。参见图2，所述灯头1上通常设有一个主灯103和六个副灯104；六个副灯104呈圆环形均匀分布在所述主灯103周围。本发明主灯103和副灯104均采用高亮度LED发光芯片。通常，所述主灯103采用一颗超高亮大功率一瓦LED，副灯104采用六颗小功率LED。所述主灯103额定电压为3.3V，额定电流0.3A；所述副灯104额定电压为3.3V，额定电流0.12A。
如图1所示，所述灯头1上设置有主副灯转换开关101和手动报警按钮102。在实际使用时，可以在对应开关下方注明“灯开关”和“报警”字样，提示开关的对应功能。所述主副灯转换开关101用于切换主灯和副灯电源。所述手动报警按钮102用于在紧急情况下进行手动报警。
为方便使用，所述灯头1上还设有卡扣105，通过所述卡扣105可以将所述灯头1卡在腰间或背包等位置使用，也可以手持灯头1使用。
所述手提箱3包括箱体302和顶盖303；所述顶盖303扣合在所述箱体302顶部。所述顶盖303的材料为钢板，起到两方面作用：一是钢板硬度大，可以遮挡矿井中碎石对箱体造成的冲击伤害，具有一定的保护作用；二是一旦发生灾难且电池没电的情况下，可以敲击钢板发出声音进行求援。所述箱体302采用耐冲击的工程聚合物树脂(例如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯))制成。
所述箱体3内设置有控制器、电池和射频信号发射模块。所述箱体3侧面安装有光报警器304、光报警按钮305、声报警器306以及声报警按钮307。在实际使用中，当所述控制器、电池或按钮等元件故障时，可以打开所述顶盖303对箱体302内的各元件进行维护。所述电池可采用锰酸锂离子电池或铅酸蓄电池，电池容量为2800mAh～5000mAh。所述控制器可采用80C51系列单片机。
图3为本发明提供的井下安全矿灯的电路连接示意图。参见图3，所述箱体3内的所述电池与所述控制器连接。所述主副灯转换开关101的一端通过灯头供电线连接所述电池；所述主副灯转换开关101的另一端连接所述灯头1内的主灯103或副灯104。所述手动报警按钮102的一端通过开关供电线与所述控制器连接。所述手动报警按钮102的另一端通过开关连接线分别连接所述光报警按钮305的一端、所述声报警按钮307的一端及所述射频信号发射模块的一端；所述光报警按钮305的另一端连接所述光报警器304；所述声报警按钮307的另一端连接所述声报警器306。所述灯头供电线、所述开关供电线及所述开关连接线包裹在所述接线套2中。
所述手动报警按钮102为常开开关；所述光报警按钮305及所述声报警按钮307均为常闭按钮。所述光报警器304为频闪器或报警指示灯。所述声报警器306采用蜂鸣器。所述射频信号发射模块的使用需要配合井下巷道内安装的定位器，所述定位器中包括射频信号接收模块，将井下安装的多个射频信号接收模块作为中继，将射频信号发送至地面控制中心，地面控制中心通过计算处理获得井下人员位置。
图4为本发明提供的箱体侧面示意图。参见图4，为方便携带，所述手提箱3的箱体302的一侧设置有提手311。由于所述手提箱3内元件设置比较简单，因此箱体通常具有体积小、重量轻的特点。本发明设置的所述提手311既可以作为把手使用，方便井下人员手持；也可以当作卡扣使用，用于将所述手提箱3卡在井下人员腰间或背包上，方便井下人员携带。在实际使用中，也可以将所述手提箱3放置于地面等任意位置，手持灯头1或将灯头1卡在任意位置使用。此外，箱体302侧面还设置有电池充电口315和充电指示灯316。
参见图1，在实际使用中，为了进一步保障并下人员安全，所述箱体侧面还设置有瓦斯浓度传感器308、氧气浓度传感器309和振动传感器310，同时所述箱体侧面与各传感器对应位置设置有瓦斯浓度超限指示灯312、氧气浓度超限指示灯313和震动强度超限指示灯314。如图3所示，所述瓦斯浓度传感器308、所述氧气浓度传感器309、所述振动传感器310、所述瓦斯浓度超限指示灯312、所述氧气浓度超限指示灯313和所述震动强度超限指示灯314分别与所述控制器连接。
本发明井下安全矿灯主要用于应急救援时期，具有手动报警和自动报警两种功能：
1、手动报警
当井下人员遭遇险情时，可以迅速按下手动报警按钮102，接通光报警器304和声报警器306同时进行声光报警，同时通过射频信号发射模块发送井下人员当前位置，方便救援人员进行快速搜救。本发明将手动报警按钮102设置在灯头1上，是因为灯头1通常握持在井下人员手中，或者相对手提箱3而言灯头1通常位于离井下人员更近的位置，这样当井下人员发现碎石掉落等异常情况时，可以第一时间按下手动报警按钮102，将遇险位置通过射频信号发射模块发送出去。
为了节约电量，光报警器304和声报警器306都有各自的控制开关，井下人员可以根据实际情况选择通过按下光报警按钮305断开光报警器304，或者按下声报警按钮307断开声报警器306。当电池电量耗尽时，井下人员还可以通过敲击钢板制成的顶盖303进行求救。
本发明井下安全矿灯为井下人员提供多种求救方式，最大限度保障井下人员的人身安全，提高井下人员的获救几率。
2、自动报警
矿井灾害救灾制约因素多、情况复杂多变，本发明井下安全矿灯还具有瓦斯、氧气、振动自动报警功能。
所述瓦斯浓度传感器308用于检测井下瓦斯浓度，并将瓦斯浓度信号发送至控制器。控制器中设置有瓦斯浓度阈值，当采集的当前瓦斯浓度高于所述瓦斯浓度阈值时，所述控制器控制所述手动报警按钮102闭合发出声光报警提醒井下人员，同时控制所述瓦斯浓度超限指示灯312亮，井下人员通过查看对应的指示灯确定危险种类，并及时避险。
同理，所述氧气浓度传感器309用于检测井下氧气浓度，并将氧气浓度信号发送至控制器。控制器中设置有氧气浓度阈值，当采集的当前氧气浓度低于所述氧气浓度阈值时，所述控制器控制所述手动报警按钮102闭合发出声光报警提醒井下人员，同时控制所述氧气浓度超限指示灯313亮，井下人员通过查看对应的指示灯确定危险种类，并及时避险。
所述振动传感器310用于检测井下振动情况，并将振动强度信号发送至控制器。所述控制器中设置有振动强度阈值，当采集的当前振动强度大于所述振动强度阈值时，所述控制器控制所述手动报警按钮102闭合发出声光报警提醒井下人员，同时控制所述振动强度超限指示灯314亮，井下人员通过查看对应的指示灯确定危险种类，并及时避险。
井下人员确认危险种类或排除危险情况后，可以按下所述手动报警按钮102进行复位，结束光电报警。
本发明井下安全矿灯具有重量轻、携带方便、安全可靠、循环寿命长，无环境污染，并可在传统铅酸电池矿灯充电架上直接充电等特点，并且为井下人员提供多种求救方式，满足应急救援需求，极大程度保障了井下人员安全。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种用于应急救援时期的井下安全矿灯，其特征在于，所述井下安全矿灯包括：灯头、接线套和手提箱；所述接线套的一端连接所述灯头，所述接线套的另一端连接所述手提箱顶部的接线槽；所述灯头上设置有主副灯转换开关和手动报警按钮；
所述手提箱包括箱体和顶盖；所述顶盖与所述箱体扣合；所述箱体内设置有控制器、电池和射频信号发射模块；所述电池与所述控制器连接；所述主副灯转换开关的一端通过灯头供电线连接所述电池；所述主副灯转换开关的另一端连接所述灯头内的主灯或副灯；所述箱体侧面安装有光报警器、光报警按钮、声报警器以及声报警按钮；所述手动报警按钮的一端通过开关供电线与所述控制器连接；所述手动报警按钮的另一端通过开关连接线分别连接所述光报警按钮的一端、所述声报警按钮的一端及所述射频信号发射模块的一端；所述光报警按钮的另一端连接所述光报警器；所述声报警按钮的另一端连接所述声报警器；所述灯头供电线、所述开关供电线及所述开关连接线包裹在所述接线套中。
2.根据权利要求1所述的井下安全矿灯，其特征在于，所述灯头上设有一个所述主灯和六个所述副灯；六个所述副灯均匀布置在所述主灯周围。
3.根据权利要求1所述的井下安全矿灯，其特征在于，所述手动报警按钮为常开开关；所述光报警按钮及所述声报警按钮均为常闭按钮。
4.根据权利要求1所述的井下安全矿灯，其特征在于，所述顶盖为钢板。
5.根据权利要求1所述的井下安全矿灯，其特征在于，所述箱体的一侧设置有提手。
6.根据权利要求1所述的井下安全矿灯，其特征在于，所述箱体侧面设置有瓦斯浓度传感器；所述瓦斯浓度传感器与所述控制器连接。
7.根据权利要求1所述的井下安全矿灯，其特征在于，所述箱体侧面设置有氧气浓度传感器；所述氧气浓度传感器与所述控制器连接。
8.根据权利要求1所述的并下安全矿灯，其特征在于，所述箱体侧面设置有振动传感器；所述振动传感器与所述控制器连接。
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