CN114837746A - 一种用于气体敏感检测的探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于气体敏感检测的探测系统。本发明用于矿井等可能发生危险的环境中。具体地，本系统包含基于气味和/或声音监测危险源的危险源识别模块和以风力或水力排除矿井巷道内的危险源的排危模块。探测系统包含调度中心，调度中心响应于由危险源识别模块提供的危险源残留量的变化控制排危模块采取对应的排危模式，其中，在排危模块持续作业时，由危险源识别模块提供的危险源残留量的持续升高触发调度中心生成第一次危险报告。通过对矿井环境内的气体或声音进行监测，为矿井内可能存在的危险进行提前报告，从而为矿井安全维护提供帮助。

Description

一种用于气体敏感检测的探测系统

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种用于气体敏感检测的探测系统。

背景技术

矿井内的作业环境复杂。现有技术采用三分层的作业方式，包含在最下方预留的瓦斯层、中间预留煤炭的运输层以及上方的采矿层。通过预留的瓦斯层避免井下渗水对人员和开采设备的损害。机器或工人在最上层的采矿层将矿产采集。采集的矿产沿运输层和采矿层之间的通道自采矿层掉落至运输层。处于运输层的矿产被运输带传送至地上。例如，公开号为CN111768075A的中国专利提供一种矿井水灾过程中涉险人员危险性评估方法、设备及介质。方法包括：确定矿井水灾过程中涉险人员受到危险的直接影响因素；获取所述直接影响因素在矿井水灾中的实际状况；根据所述实际状况，定量评估所述矿井水灾过程中涉险人员受到的水流危险性、气体危险性和通行危险性；根据所述水流危险性、气体危险性和通行危险性，评估所述矿井水灾过程中涉险人员受到的综合危险性。

除了单独设置预防渗水的瓦斯层外，采矿层还会密集设置危险气体的检测装置。例如，公开号为CN113240889B的中国专利涉及用于矿井的危险气体险情预警方法及系统。所述方法包括：获取各个施工区域和连接通道对应的危险气体浓度和气体流动数据；根据施工区域和连接通道的气体流动数据以及矿井的地图布局数据计算各个施工区域对应的气体流动路径；根据各个施工区域的气体流动路径和危险气体浓度，以及各个连接通道的危险气体浓度预测不同施工区域之间危险气体的气体交汇点；然后在对应气体交汇点的危险气体交汇浓度大于或等于设置的危险浓度阈值时，将对应的气体交汇点作为危险交汇点。

然而，即使在作业环境施展多重的保护措施，近年的矿场仍事故频发。对于矿井下的危险感知主要分为预测和实时检测。

危险预测主要为：通过对矿井下的环境进行扫描，智能系统为作业中的危险发生的概率进行预测。例如，公开号为CN113240889B的中国专利涉及用于矿井的危险气体险情预警方法及系统。所述方法包括：获取各个施工区域和连接通道对应的危险气体浓度和气体流动数据；根据施工区域和连接通道的气体流动数据以及矿井的地图布局数据计算各个施工区域对应的气体流动路径；根据各个施工区域的气体流动路径和危险气体浓度，以及各个连接通道的危险气体浓度预测不同施工区域之间危险气体的气体交汇点；然后在对应气体交汇点的危险气体交汇浓度大于或等于设置的危险浓度阈值时，将对应的气体交汇点作为危险交汇点。

实时检测主要为：通过视觉传感器、声音传感器、气味传感器等监测作业环境，在基于检测数据而判断的作业环境达到设置的危险水平时，系统会发送危险警报。例如，公开号为CN213303256U的中国专利提供一种煤矿矿井内瓦斯压力监测及危险报警装置。该煤矿矿井内瓦斯监测及危险报警装置，包括底座，底座上表面连接限流件，限流件外侧安装导出筒和进气管，限流件连接液压缸，液压缸内套接活塞杆，活塞杆连接压力传感器，液压缸外侧固定连接板和显示屏，连接板连接螺杆，螺杆套接套管和螺母，套管通过放置架与瓦斯浓度探测器连接。

矿井作业环境复杂，通过智能系统对环境中的危险源的预测方法会产生较大误差，可信度不高；而实时检测在危险来临时具有滞后性，当检测到环境中瓦斯含量达到危险程度或发生火灾/水灾时，人员和设备的撤离占用大量时间，撤离途中发生意外即会产生不可估计的后果，例如火花爆炸。

针对危险报警的滞后性，本发明基于连续性时间点的检测数曲线形成至少两次危险警报，从而在可能发生危险时，为矿井内人员和设备的撤离提供安全的撤离环境和更长时间的撤离时间。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

现有技术中，矿井作业区域主要通过定点覆盖设置的甲烷警报器对区域内的瓦斯气体浓度进行监测。在瓦斯气体浓度达到0.8％时，调度系统会发出撤离警报。然而，在实际作业过程中，由于人员数量多、矿井运载能力有限等问题，人员撤离时间长。瓦斯气体浓度泄漏发生速度快。作业区域的粉尘等条件进一步降低瓦斯爆炸浓度的下限。在甲烷警报器直接检测到环境中的瓦斯浓度达到0.8％时，降低的瓦斯最低爆炸浓度和撤离效率使允许人员安全离开矿井的时间紧迫。

针对现有技术之不足，本发明提供了一种用于气体敏感检测的探测系统，包含基于气味和/或声音监测危险源的危险源识别模块和以风力或水力排除矿井巷道内的危险源的排危模块。探测系统包含调度中心，调度中心响应于由危险源识别模块提供的危险源残留量的变化控制排危模块采取对应的排危模式，其中，在排危模块持续作业时，由危险源识别模块提供的危险源残留量的持续升高触发调度中心生成第一次危险报告。

在排危模块工作过程中，矿井内的瓦斯浓度能够被压制在极低的浓度(例如0.01％)。甚至于，在作业过程中，矿井内的瓦斯浓度能够持续为0。瓦斯涌出具有不均匀性。当矿井内出现瓦斯泄漏的位置时，排危模块的通风工作在泄漏先期可能对矿井内的瓦斯浓度的降低有作用。在高量瓦斯泄漏发生时，环境中的瓦斯浓度不会突然变高，而是会随着泄漏的发生逐渐变大。在排危模块以最大功率工作时，逐渐增加的瓦斯泄漏量依然会在矿井内积聚。一方面，本发明的探测系统能够基于检测到的瓦斯浓度调节排危模块的排危模式；另一方面，在排危模块以最大功率工作后，危险源识别模块若还能够检测到危险源(例如，瓦斯)，且危险源对人员的伤害度逐渐增大(例如，瓦斯浓度逐渐增高)，即使瓦斯浓度未达到0.8％，调度中心能够基于危险源识别模块提供的危险源残留量的增大生成第一次危险报告。第一次危险报告能够用于向地面调度人员提供警报，使地面调度人员能够提高对地下矿井的监测频率。第一次危险报告还能够发送给矿井下的巡查人员，巡查人员基于包含在第一次危险报告中的瓦斯积聚区域对该区域进行检查，通过巡检人员的分析而确认是否立刻撤离。

根据一种优选实施方式，第一次危险报告包含检测到的危险源残留量的具体发生区域。通过对独立定点设置的危险源识别模块定位获知危险源残留量的具体发生区域。由于危险源残留量较低，能够以维修作为第一优先级。第一次危险报告能够同时发送给地面调度和矿井内巡检及相关安全负责人员。巡检人员能够基于接收到的第一次危险报告优先赶往定位地点，对危险源的产生位置进行排查和维修。

根据一种优选实施方式，基于危险源残留量的积聚速度，调度中心还能够针对瓦斯浓度的涨幅及规定撤离的0.8％浓度的时间发生节点进行预测。具体地，以排危模块切换为最大功率工作的时间为第一节点，危险源识别模块至少检测两个时间点的危险源残留量，分别是第一节点和与第一节点间隔一个预设间隔的第二节点。优选地，预设间隔能够为1～5s。当第二节点的危险源残留量高于第一节点的危险源残留量时，调度中心开始以预设间隔进行危险源残留量的检查。T为时间节点，具体地，T₀为第一节点，T₂为第二节点，并以此类推，最后一个时间节点为T_n，每个时间节点之间的预设间隔相同。F为危险源残留量，具体地，F₀为第一节点的危险源残留量，F₂为第二节点的危险源残留量，并以此类推，最后一个时间节点测量的危险源残留量为F_n。M为排危模块对矿井内部的危险源的最大排出量。T_m为系统预测的危险源残留量达到国家规定的危险值范围内的时间。F_m为国家规定的危险源在矿井内最低残留量。如以下公式所示，获得危险源残留量达到国家规定的危险值范围的时间T_m。

通过采集多个时间节点的危险源残余量，获得危险发生的时间节点。一方面，调度中心提供时限，使人员能够提高警惕并调度巡检人员对发生危险的位置进行检查；另一方面，当时限较为短暂，或者巡检人员认为本次危险源具有不可控性，地面调度能够及时安排人员撤离并基于时限而选择性对矿井下设备进行布置和安排，减少财产损失和人员损失。

根据一种优选实施方式，第一阈值能够为规定的安全守则中的危险源残余量的取值范围。具体地，F_m能够为第一阈值。例如，虽然瓦斯爆炸界限为5％～16％，但由于矿井作业环境的复杂，煤矿安全规程规定瓦斯浓度不得超过1％。基于此，第一阈值的取值不大于1％。

根据一种优选实施方式，排危模块包含通风单元和喷水单元。通风单元能够促进矿井作业层内的空气流动，从而加快矿井内外的空气交换，保证矿井作业层内的氧气浓度以及有害气体的排出。喷水单元主要用于粉尘的喷淋和火灾前期的辅助灭火工作。矿井通风能够将足够的新鲜空气送到井下，供给井下人员呼吸所需要的氧气。矿井通风还能够将冲淡有害气体和矿尘后的空气排出地面，保证井下空气质量并使矿尘浓度限制在的安全范围内。新鲜空气送到井下后，能够调节井下巷道和工作场所的气候条件，满足井下规定的风速、温度和湿度的要求，创造良好的作业环境。

根据一种优选实施方式，响应于危险源识别模块提供的危险源残留量达到第一阈值，调度中心以在排危模块的触发状态下生成关于矿井巷道内的危险等级的第二次危险报告。

根据一种优选实施方式，调度中心基于与危险源残留量成正比的排危模块的排危模式控制排危模块变更排危模式，使排危模块能够基于环境中危险源的浓度变化而调整用于排出危险源的排危模式。当危险源残留量持续增高时，排危模块改变排危模式，将低功效的排危模式变化为高功效的排危模式，以提高排危模块作用在矿井环境中的排危效率。

根据一种优选实施方式，当危险识别模块识别矿井内危险源残留量为0时，调度中心控制排危模块变更排危模式。在排危模块降低工作效率后，危险识别模块再次识别到危险源残留量，调度中心生成第三次危险报告。第三次危险报告基于小规模危险源的出现进行报告。第三次危险报告包含预测结果和检测结果。检测结果为当前排危模块应用的排危模式对应的危险源残留量。预测结果为用于辅助巡检员对危险源发生的位置进行检测和维修的危险源可能发生的位置。

根据一种优选实施方式，基于不同的危险报告，矿井分为三个安全等级。

基于第一次危险报告形成的以维检为目的的第一安全等级发送至地面调度及矿井下与安全责任相关的员工。第一安全等级用于呼叫距离检测到的危险源的位置最近的一个或几个巡检人员。处于第一安全等级的矿井为低危环境，优先以人力排除危险源。就近呼叫巡检人员，使危险源能够被迅速排查。优选地，第一次危险报告包含危险源残留量的具体发生区域，以为矿井巡检人员提供优先巡检地点。

基于第三次危险报告形成的以作业人员撤离而巡检人员前往危险源发生区域进行维修为目的的第二安全等级发送至地面调度及矿井下与安全责任相关的员工。处于第二安全等级的矿井存在发生危险的可能性，但危险源还在积累中，在排除设备作业及人员作业导致的危险后，还是能够基于人工的检修和维护排除危险。由于危险源残留量的增大，第三次危险报告能够发送至矿井内或地面上所有与矿井安全相关的员工的个人终端，以使与该矿井安全相关的员工能够集中性维修危险源发生区域，加快维修进度，避免危险源的进一步扩大。

基于第三次危险报告形成的以组织矿井内员工撤离为目的第三安全等级发送至地面调度。基于矿井进入第三安全等级，地面调度向矿井内发送撤离通知，以保证矿井下人员的安全。地面调度还能够自主选择切断矿井内的相关设备，以避免设备运行产生的火花引燃/引爆矿井内的危险源。

根据一种优选实施方式，危险源识别模块能够在排危模块完成变更后的排危模式的程序后再次进行危险源检测，调度中心响应于危险源识别模块提供的危险源残留量的持续降低且降低至第二阈值解除由第一次危险报告触发的危险预警。

根据一种优选实施方式，危险源识别模块包含封装有嗅觉传感器和MEMS拾音单元的MEMS麦克风器件，以实现对矿井危险源的声音/气味的识别。嗅觉传感器和MEMS拾音单元电路并联。MEMS麦克风器件表面用于封装嗅觉传感器和MEMS拾音单元的壳体设置有气孔。气孔用于方便声波和气体而接触嗅觉传感器和MEMS拾音单元。

根据一种优选实施方式，嗅觉传感器和MEMS拾音单元并联连接至数据处理单元。数据处理单元设置有运算放大模块和信号转换模块，其中，运算放大模块和信号转换模块能够在数据处理单元使能的情况下将嗅觉传感器和MEMS拾音单元采集的信号类型转化为与后端设备处理的信号类型相同的类型。

根据一种优选实施方式，危险源至少包含井下异常气体、井下水及井下火。MEMS拾音单元和嗅觉传感器的检测结果均通过数据处理中心进行信号的转化而传输至调度中心，为调度中心提供危险预警的数据。

根据一种优选实施方式，当发生井下水渗漏时，井下水中的腐质气味会被嗅觉传感器感应到，且水流的声音能够被MEMS拾音单元感应到。当井下火在矿井内突发时，井下火烧灼产生的烟气能够被嗅觉传感器感应到，物体烧灼产生的声音能够被MEMS拾音单元感应到。

附图说明

图1是本系统于矿井内的一种实施方式的示意图；

图2是本发明提供的危险源识别模块的识别方向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

瓦斯泄漏是最常见的矿井灾害。瓦斯无色无味，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸。瓦斯主要成分是烷烃。在瓦斯达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并发生燃烧或爆炸。根据国家规定，矿井采煤层的瓦斯浓度超过1％时，存在爆炸或引起人体中毒的风险。瓦斯浓度超过1％时，要求员工停止作业并撤离。

实施例1

本发明提供了一种用于气体敏感检测的探测系统，包含基于气味和/或声音监测危险源的危险源识别模块和以风力或水力排除矿井巷道内的危险源的排危模块。探测系统包含调度中心，调度中心响应于由危险源识别模块提供的瓦斯浓度的变化控制排危模块采取对应的排危模式，其中，在排危模块持续作业时，由危险源识别模块提供的危险源残留量的持续升高触发调度中心生成第一次危险报告。优选地，排危模块能够为风排单元。排危模式为风排单元的不同风扇转速。如图1所示，本系统能够设置于矿井顶部，对矿井环境内气体实时监测。

根据一种优选实施方式，在风排单元未达到最大的功率前，风排单元的风扇转速为可调节模式。当危险源识别模块识别到矿井内存在瓦斯气体且瓦斯气体浓度增加，风扇的转速持续增加，且增加至危险源识别模块识别到的瓦斯气体浓度不再增加，此时风扇转速保持不变。安全等级的分级方式为：基于危险报告的内容，生成以巡检和/或安排人员撤离为调度目的的安全等级。

根据一种优选实施方式，响应于危险源识别模块提供的瓦斯浓度达到0.8％，在风排单元处于最大功率时，调度中心生成关于矿井巷道内的危险等级的第二次危险报告。第二次危险报告发送地面调度，并以醒目的方式通知地面调度，以引起地面调度的重视。当矿井下出现意外而致使第二次危险报告未发送至地面时，调度中心具有对矿井下所有覆盖区域进行警戒通知的权限。

根据一种优选实施方式，在矿井下发生瓦斯泄漏时，矿井内工作面顶板压力增大，煤壁被挤压，矿井内产生气体自缝隙喷涌的声音，例如“嘶嘶”。危险源识别模块设置有识别声音的MEMS拾音单元。当调度中心基于嗅觉传感器采集的气味而发现矿井环境中存在瓦斯时，MEMS拾音单元开启工作。MEMS拾音单元采集实时采集矿井中的声音，并传输至调度中心。当调度中心基于声波信号比对判断监听的声音特征符合设定条件后，调度中心能够直接向地面调度发送第二次危险报告。优选地，设定条件包含在不同条件下流动的声音信号。

矿井中出现瓦斯的情况主要分为瓦斯抽取管路破损、矿井内作业面缝隙泄漏和矿井内作业面渗透。不论是瓦斯自管路泄漏还是自裂缝中泄漏，都会因为气体在缝隙中的快速流动而产生异常声音。当MEMS拾音单元采集到异常声波信号时，表明作业面/瓦斯抽取管内瓦斯压力较大，瓦斯泄漏情况紧急，即使嗅觉传感器检测的瓦斯浓度并未达到0.8％及以上，调度中心仍然发送第二次危险报告至地面调度。通过地面调度对矿井下的判断而选择是否发起警报。声音和气味同步监测，一方面，提高瓦斯检测的灵敏性；另一方面，弥补了单一感官检测瓦斯可能会造成的误差。

例如，当矿井内人员作业时，嗅觉传感器检测到矿井内存在瓦斯气体，嗅觉传感器触发MEMS拾音单元。MEMS拾音单元开始工作。MEMS拾音单元采集矿井内的声音信号，并通过数据处理单元对采集的声音信号进行帧能量值的提取。根据提取的声音帧能量与声音帧能量指纹库进行识别匹配，若匹配结果满足设定条件，调度中心生成第二次危险报告，同时嗅觉传感器保持工作状态。基于MEMS拾音单元生成的第二次危险报告能够包含感应到声音的危险源识别模块的位置信息，以方便作业人员在矿井内行进时躲避或巡检人员对瓦斯泄漏位置的维修。

当瓦斯浓度达到0.8％及以上时，矿井内存在燃烧或爆炸的风险。调度中心在生成第二次危险报告后，嗅觉传感器和MEMS拾音单元同步工作，对矿井内环境进行监测，以方便地面调度安排人员撤离的顺序。

具体地，在瓦斯浓度达到0.8％及以上时，地面调度接收到由调度中心提供的第二次危险报告，并开始组织人员撤离。在撤离过程中，调度中心获取嗅觉传感器感应的瓦斯浓度不同的区域，并以浓度最高为第一区域，按顺序类推。由于地面至地下的电梯容量优先，因此，需要将人员指挥至较为安全的区域进行电梯乘坐的等待。撤离过程中，地面调度通过人员携带的终端设备对第一区域的人员进行指挥，以保证该区域人员快速撤离至其他的瓦斯浓度较低的安全区域。当MEMS拾音单元识别到爆炸前兆的声响(例如，“嘶嘶”的空气流动声)后，以当前包含MEMS拾音单元的危险源识别模块所在的区域为撤离的第一优先顺序，地面调度着重对该区域的未撤离人员进行安全区域的转移进行指挥。

基于调度中心发送的第二危险报告，以危险源识别模块检测的危险源浓度进行区域性分类，危险源辐射区域至少包含浓度最高的第一区域、浓度次之的第二区域和浓度较低的第三区域，其中，第一区域的危险源浓度满足发生爆炸或燃烧的条件，第二区域的危险源浓度虽然不满足发生爆炸或燃烧的条件但会使人体发生应激反应，第三区域的危险源浓度既不满足发生爆炸或燃烧的条件也不会对人造成不可逆伤害。例如，危险源识别模块识别当前瓦斯浓度达到0.8％或危险源识别模块识别到瓦斯泄漏的声音，地面调度接收由调度中心发送的第二次危险报告。地面调度组织人员撤离。在未接收到其他信息时，地面调度以识别到瓦斯的危险源识别模块所在的区域作为最先指挥撤离的第一区域。以危险源识别模块检测的瓦斯浓度进行区域性分类，至少分为浓度最高的第一区域、浓度次之的第二区域和浓度较低的第三区域。地面调度指挥第一区域的人员向第三区域移动，并监视危险源识别模块呈递给调度中心的信息。当危险源识别模块检测到第一区域出现危险(爆炸、火焰燃烧等)，将第一区域进一步细化，规划无伤撤离路径，指挥第一区域人员尽快撤离至安全的第三区域，并等待电梯将人员托运至地面。

根据一种优选实施方式，瓦斯浓度的变化与风排单元的风扇转速的变更成正比。当瓦斯浓度持续增高时，风排单元提高风扇转速。在作业过程中，可能存在部分开采作业面的少量瓦斯流动。为了避免瓦斯的误报，通过提高风排单元的风扇转速降低瓦斯的浓度，为调度中心生成危险报告提供反应和检测的时间。

根据一种优选实施方式，当风排单元提高或降低风扇转速后，危险源识别模块能够再次对矿井内环境进行瓦斯浓度检测。在危险源识别模块检测的瓦斯浓度持续降低且降低至第二阈值时，调度中心解除由第一次危险报告触发的危险预警。

根据一种优选实施方式，基于不同危险报告触发的危险预警的形式不同。由于第二次危险报告所呈递的矿井内情况紧急且最危险，第二次危险报告触发的危险预警在地面调度处以最为醒目且最具提醒性的方式展示。优选地，第二次危险报告触发的危险预警能够以红色报警灯闪烁和报警声音响起相结合的方式向地面调度展示。第一次危险报告和第三次危险报告则以不同颜色报警灯的形式向地面调度展示。优选地，第一次危险报告以黄色报警灯闪烁的方式向地面调度展示。第三次危险报告以黄色报警灯闪烁的方式向地面调度展示。

根据一种优选实施方式，在进行第一次危险报告时，调度中心能够根据记录的数据对可能发生危险的时间节点进行预测。当风排单元的功率提高到最大，危险源识别模块检测到瓦斯含量浓度上升，调度中心生成第一次危险报告。

基于不同时间节点对瓦斯浓度的检测，调度中心基于下述公式获得一个时间节点，该时间节点为瓦斯可能达到危险浓度(0.8％以上)所需要的时间。T'代表瓦斯检测的每个时间节点，具体地，T₀'为瓦斯检测的第一时间节点，T₂'为瓦斯检测的第二时间节点，并以此类推，最后一个瓦斯检测的时间节点为T_n'，每个时间节点之间的预设间隔相同。F'为由危险源识别模块检测的矿井内的瓦斯残余浓度，具体地，F₀'为第一时间节点的瓦斯残余浓度，F₁'为第二时间节点的瓦斯残余浓度，并以此类推，最后一个时间节点测量的瓦斯残余浓度为F_n'。M'为风排单元对矿井内部的瓦斯的最大排出量。T_m'为系统预测的瓦斯残余浓度达到国家规定的危险值范围内的时间。F_m'为国家规定的瓦斯在矿井内最低残留浓度。如以下公式所示，获得瓦斯达到国家规定的危险值范围的时间T_m'。

通过上述公式的带入，基于至少三个时间节点的信息采集，对危险发生的时间点进行预测。通过预测的时间长度，为矿井下的人员撤离、设备保护等提供优先性选择，即地面调度能够基于时间的长短而选择直接撤离人员或部分人员断后以调整设备，从而为矿井下的调度提供一个可靠的时间安排，避免了人员或财务的不必要损失。

根据一种优选实施方式，危险识别模块设置于矿井顶部，并能够对其覆盖的检测区域在三维方向的气味进行监测。以危险识别模块为中心，建立三维坐标轴。如图2所示，危险识别模块能够对坐标轴内的一个直线方向上的瓦斯浓度进行检测。具体地，危险识别模块通过360°周向设置的传感器而对坐标轴内至少三个直线方向上的瓦斯浓度进行检测。基于三个方向上的不同浓度的检测结果，调度中心生成一个区域，该区域在x、y以及z坐标轴上偏向浓度较高的检测位点而形成的。优选地，危险识别模块的覆盖空间能够分为八个象限，例如，0.1％浓度瓦斯的检测点在第一象限，0.3％浓度瓦斯的检测点在第二象限，0.15％浓度瓦斯的检测点在第三象限，则瓦斯泄漏发生的位置能够存在于该危险识别模块覆盖区域的第二象限附近。

在第一次危险报告或第三次危险报告发送给巡检人员时，巡检人员优先能够通过单独或几个检测到危险源的危险识别模块的位置而锁定危险源产生在矿井下的采矿层、瓦斯层还是运输层，以及在某一层的某一深度的大概位置。进一步地，通过某个或某几个危险识别模块对瓦斯泄漏发生的位置的预测缩小巡检人员的检测位置优先级。巡检人员会基于第一次危险报告或第三次危险报告包含的预测的瓦斯泄漏发生的位置对该位置进行优先检查。通过调度中心发送的危险报告，巡检人员能够缩短对瓦斯泄漏位置的排查时间。

实施例2

本系统还能够将危险源识别模块集成于井下人员的手持终端设备上。井下人员主要分为两类：作业人员和巡检人员。危险源识别模块于不同的井下人员的手持终端设备上集成时能够实现不同的危险预警及危险源排查效果。

作业人员：危险源识别模块能够对井下环境中的声音和气味进行采集。当井下发生危险时，尤其地，以瓦斯泄漏为例，危险源识别模块基于对环境中的瓦斯气味的采集，使接收到瓦斯信息的调度中心(基于信号的快速处理及传输需求，尤其是在井下信号弱的情况下，用于处理由危险源识别模块提供的信息的调度中心能够与危险源识别模块共同集成于人员手持的设备上)能够及时判断环境中的瓦斯浓度及瓦斯泄漏源头与作业人员的相对位置。当作业人员手持终端设备移动时，越靠近瓦斯泄漏的位置，则瓦斯浓度越高。调度中心基于瓦斯浓度的升高而调整向作业人员播放的警示声音的音量，即当作业人员越靠近瓦斯浓度高的位置时警示声音的音量越大。当危险源识别模块基于声音识别获取与瓦斯泄漏的声音时，一方面，调度中心能够基于手持设备终端向作业人员发出靠近泄漏位置的警报以提示作业人员原地等待救援、禁止产生可能引起火花的行为操作或远离泄漏位置的方向移动；另一方面，调度中心还能够基于获取的泄漏信息向地面调度中心以及距离泄漏位置最近的巡检人员进行信息发送，以使地面调度中心及时拿出对策。作业人员通过集成于手持设备终端上的危险源识别模块和调度中心能够第一时间感测到井下的危险，当出现危险气体(瓦斯)的泄漏时，基于警报声音的音量判断逃跑路线，即当逃跑过程中警报音量越大代表瓦斯浓度越强，作业人员能够及时改变逃跑方向，防止向危险位置靠近。

巡检人员：在当前环境处于第一安全等级或第二安全等级时，手持集合危险源识别模块和调度中心的设备的巡检人员能够基于调度中心发出的警报向泄漏位置靠近，即巡检人员向警报音量声音变大的方向移动，当危险源识别模块采集到环境中与危险气体泄漏相关的声音时，手持设备终端的巡检人员能够基于设备提供的明确性的声音传播方向进行检查和维修。

根据一种优选实施方式，用于提示危险气体浓度变化的方式包含但不限于警报音量(浓度增大时音量变大或变小)、终端警报灯颜色亮度变化、警报灯颜色变化。用于提示危险的警报模块集成于手持设备终端。手持设备终端能够为手机、呼机、对讲机、pc或平板。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种用于气体敏感检测的探测系统，包含基于气味和/或声音监测危险源的危险源识别模块和以风力或水力排除矿井巷道内的危险源的排危模块，其特征在于，

所述探测系统包含调度中心，所述调度中心响应于由所述危险源识别模块提供的危险源残留量的变化控制所述排危模块采取对应的排危模式，

其中，

在所述排危模块持续作业时，由所述危险源识别模块提供的危险源残留量的持续升高触发所述调度中心生成第一次危险报告；

响应于所述危险源识别模块提供的危险源残留量达到第一阈值，所述调度中心以在所述排危模块的触发状态下生成关于矿井巷道内的安全等级的第二次危险报告。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调度中心基于与所述危险源残留量成正比的所述排危模块的排危模式控制所述排危模块变更排危模式，使所述排危模块能够基于环境中危险源的浓度变化而调整用于排出危险源的排危模式。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，基于所述调度中心发送的第二危险报告，所述地面调度依据所述危险源识别模块提供的危险源浓度对危险源辐射的区域进行分类，其中，危险源辐射的所述区域至少包含浓度最高的第一区域、浓度次之的第二区域和浓度较低的第三区域，第一区域的危险源浓度满足发生爆炸或燃烧的条件，第二区域的危险源浓度虽然不满足发生爆炸或燃烧的条件但会使人体发生应激反应，第三区域的危险源浓度既不满足发生爆炸或燃烧的条件也不会对人造成不可逆伤害。

4.根据权利要求1～3任一项所述的系统，其特征在于，所述危险源识别模块能够在所述排危模块完成变更后的排危模式的程序后再次进行危险源检测，所述调度中心响应于所述危险源识别模块提供的危险源残留量的持续降低且降低至第二阈值解除由第一次危险报告触发的危险预警。

5.根据权利要求1～4任一项所述的系统，其特征在于，所述安全等级的分级方式为：基于危险报告的内容，生成以巡检和/或安排人员撤离为调度目的的安全等级。

6.根据权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，所述第一次危险报告包含危险源残留量的具体发生区域，以为矿井巡检人员提供优先巡检地点。

7.根据权利要求1～6任一项所述的系统，其特征在于，所述危险源至少包含井下异常气体、井下水及井下火。

8.根据权利要求1～7任一项所述的系统，其特征在于，所述第一阈值能够为规定的安全守则中的危险源残余量的取值范围。

9.根据权利要求1～8任一项所述的系统，其特征在于，所述危险源识别模块包含封装有嗅觉传感器和MEMS拾音单元的MEMS麦克风器件，以实现对矿井危险源的声音/气味的识别。

10.根据权利要求1～9任一项所述的系统，其特征在于，所述排危模块包含通风单元和喷水单元，其中，所述通风单元能够加速矿井内空气流动以降低矿井内的气体形态危险源的残留量。

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