CN206111243U - 一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统，包括：环境与灾害参数数据采集系统，其包括传感器单元，传感器单元接于信号调理电路，信号调理电路接于数据采集卡；数据处理分析系统，环境与灾害参数数据采集系统通过数据采集卡接于数据处理分析系统；灾害预警系统，包括报警控制单元，报警控制单元具有声音报警装置控制器及光报警装置控制器，声音报警装置控制器及光报警装置控制器分别接于声音报警器与光报警器；应急救援系统，包括救援控制单元及应急救援装置。本实用新型将灾害预警模块、环境检测模块和应急救援模块相结合，使得各个报警救援模块相互协调运作确保井下工作环境安全可靠。

Description

一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统

技术领域

本实用新型涉及一种灾害监测预测系统，尤其涉及一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统。

背景技术

矿井灾害预警系统在矿井安全生产中具有举足轻重的作用，现有的矿井灾害预警系统具有诸多不足，例如公开号为CN104454008A的专利公开了一种矿井灾害预警方法，主要是通过捕捉声发射信号、瓦斯涌出速度等参数，实现没烟瓦斯动力现象和灾害预警，而未考虑矿井中其他灾害因素，如突水、火灾等。公告号为CN201496106U的专利公开了一种矿井灾害预警及防护装置，包括有井上监控单元和井下采集单元，及单元之间的联系方式，对于控制装置和采集装置主要参数未作出详细介绍。公开号为CN101832151A的专利申请中公开了一种矿井突水灾害预警监测的组合传感器的埋设方法，主要是针对灾害预警监测传感器的埋设方法进行描述，缺少系统整体结构。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种安全可靠性高的矿井灾害预警救援与环境监测预测系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统，包括：

环境与灾害参数数据采集系统，其包括传感器单元，所述传感器单元具有用于监测矿井井下瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器；用于监测矿井水害事故的井下水位探测器；用于监测矿井井下粉尘的粉尘浓度传感器；用于监测矿井井下温度的环境温度传感器；用于监测矿井井下湿度的环境湿度传感器；用于监测矿井井下风速的环境风速传感器；用于监测矿井井下二氧化碳的二氧化碳浓度传感器；用于监测矿井井下氧浓度的氧气浓度传感器，所述传感器单元接于信号调理电路，所述信号调理电路接于数据采集卡；

数据处理分析系统，所述环境与灾害参数数据采集系统通过数据采集卡接于数据处理分析系统；

灾害预警系统，其包括报警控制单元，所述报警控制单元具有声音报警装置控制器及光报警装置控制器，声音报警装置控制器及光报警装置控制器分别接于声音报警器与光报警器；

应急救援系统，其包括救援控制单元，所述救援控制单元具有应急救援广播控制器、逃生路线指示装置控制器、救生舱或避难硐室位置显示装置控制器及环境调节风机机组控制器，所述应急救援广播控制器、逃生路线指示装置控制器、救生舱或避难硐室位置显示装置控制器及环境调节风机机组控制器分别接于应急救援广播、逃生路线指示灯、救生舱或避难硐室位置显示面板及环境调节风机机组；

其中，报警控制单元及救援控制单元均接于主控制器，所述主控制器通过接口芯片接于数据处理分析系统。

作为优选，接口芯片为RS485接口芯片。

作为优选，所述数据处理分析系统为工控机。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型涉及的系统将灾害预警模块、环境检测模块和应急救援模块相结合，使得各个报警救援模块（声光报警装置、逃生路线指示装置）相互协调运作确保井下工作环境安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型中一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统模块图，图中省略了部分模块。

具体实施方式

参见图1，一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统，包括环境与灾害参数数据采集系统、数据处理分析系统、灾害预警系统及应急救援系统。

环境与灾害参数数据采集系统包括传感器单元，所述传感器单元具有用于监测矿井井下瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器；用于监测矿井水害事故的井下水位探测器；用于监测矿井井下粉尘的粉尘浓度传感器；用于监测矿井井下温度的环境温度传感器；用于监测矿井井下湿度的环境湿度传感器；用于监测矿井井下风速的环境风速传感器；用于监测矿井井下二氧化碳的二氧化碳浓度传感器；用于监测矿井井下氧浓度的氧气浓度传感器，所述传感器单元接于信号调理电路，所述信号调理电路接于数据采集卡。

数据处理分析系统，所述环境与灾害参数数据采集系统通过数据采集卡接于数据处理分析系统，所述数据处理分析系统为工控机。

灾害预警系统包括报警控制单元，所述报警控制单元具有声音报警装置控制器及光报警装置控制器，声音报警装置控制器及光报警装置控制器分别接于声音报警器与光报警器。

应急救援系统包括救援控制单元，所述救援控制单元具有应急救援广播控制器、逃生路线指示装置控制器、救生舱或避难硐室位置显示装置控制器及环境调节风机机组控制器，所述应急救援广播控制器、逃生路线指示装置控制器、救生舱或避难硐室位置显示装置控制器及环境调节风机机组控制器分别接于应急救援广播、逃生路线指示灯、救生舱或避难硐室位置显示面板及环境调节风机机组。

报警控制单元及救援控制单元均接于主控制器，所述主控制器通过接口芯片接于数据处理分析系统，接口芯片为RS485接口芯片。

明确矿井瓦斯事故（瓦斯浓度）、水害事故（矿井水位）、粉尘事故（粉尘浓度）、火灾事故（温度、烟气浓度）、顶板事故（顶板压力、侧帮压力）的特征参数与井下气候环境的主要参数（风速、氧浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度），合理选择测点位置布置测量仪器，根据测量仪器变送信号特征，合理选择数据处理和传输设备，与局部控制器和总控制器建立通信，实现矿井灾害预警救援与环境监测预测。可在传感器单元的各探测器或者传感器头部表面设置发光涂层，提高识别度及安装便利性。

运用成熟可靠的单片机作为核心器件，开发矿井气候环境监测控制器、灾害预警控制器、应急救援控制器，同时运用总线通信技术与数据处理模块组成集散控制系统，可根据灾害参数和气候环境参数监测结果对于可发生的灾害事故或异常气候环境进行预警调节，实现矿井灾害预警报警功能。

工控机根据井下瓦斯浓度传感器、井下水位探测器、井下粉尘浓度传感器、井下环境温度传感器、井下环境湿度传感器、井下二氧化碳浓度传感器、井下氧气浓度传感器的监测数据及数据模块处理结果控制声光报警装置、逃生路线指示装置、矿井井下环境调节风机几组的运行。

在矿井井下开采工作面巷道和掘进工作面巷道内布置瓦斯浓度传感器、井下粉尘浓度传感器、井下环境温度传感器、井下环境湿度传感器、井下二氧化碳浓度传感器、井下氧气浓度传感器，在矿井井下水仓布置井下水位探测器；在矿井井下开采工作面巷道和掘进工作面巷道、输运巷道内布置声光报警装置、逃生路线指示装置。

工控机通过RS485接口芯片实现与声光报警装置控制器、逃生路线指示装置控制器、矿井井下环境调节风机几组控制器相连。采用RS485接口芯片，使得工控机与各个控制器之间的连接更加方便，同时该芯片也简单、价格便宜。

井下瓦斯浓度传感器、井下水位探测器、井下粉尘浓度传感器、井下环境温度传感器、井下环境湿度传感器、井下二氧化碳浓度传感器、井下氧气浓度传感器所在的数据监测形成了集中式灾害与环境数据采集，工控机根据集中式数据采集得到的数据向各个机构的控制器发出控制命令，然后各个机构的控制器控制各个机构运作。该系统将灾害预警模块、环境检测模块和应急救援模块相结合，使得各个报警救援模块（声光报警装置、逃生路线指示装置）相互协调运作确保井下工作环境安全可靠。

该系统中，矿井灾害预警救援与环境监测预测系统，实现了复杂环境多危险因素条件下的矿井灾害预警系统、救援系统以及环境预测系统整合；灾害数据采集子系统主要采取信息融合技术进行井下立体式数据采集布置，通过采集系统对矿井进行全面有效经济的环境参数采集，并针对重点灾害部位采用加大采集系统的数据采集密度进行环境参数重点采集；灾害预警系统主要包括数据接收、数据处理和结果评价三部分，以矿井自然灾害评价指标体系知识库作为判据，如水灾、瓦斯、地压等灾害评价指标体系库等相关评价指标，对经过处理的数据进行评价，最终确定评价结果，并对结果进行发布。除此之外预警系统还应对检测到的灾害进行灾害类别识别和灾害源定位，为井下工作人员制定出可行的逃生路线和自救方法，可以通过灾害预警指示灯提示灾害类别以及指示工作人员逃生自救，通过不同的预警响铃级别传递灾害的严重程度信息，同时要为预警救援系统提供足够的灾害事故信息。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统，其特征在于，包括：

环境与灾害参数数据采集系统，其包括传感器单元，所述传感器单元具有用于监测矿井井下瓦斯浓度的瓦斯浓度传感器；用于监测矿井水害事故的井下水位探测器；用于监测矿井井下粉尘的粉尘浓度传感器；用于监测矿井井下温度的环境温度传感器；用于监测矿井井下湿度的环境湿度传感器；用于监测矿井井下风速的环境风速传感器；用于监测矿井井下二氧化碳的二氧化碳浓度传感器；用于监测矿井井下氧浓度的氧气浓度传感器，所述传感器单元接于信号调理电路，所述信号调理电路接于数据采集卡；

数据处理分析系统，所述环境与灾害参数数据采集系统通过数据采集卡接于数据处理分析系统；

灾害预警系统，其包括报警控制单元，所述报警控制单元具有声音报警装置控制器及光报警装置控制器，声音报警装置控制器及光报警装置控制器分别接于声音报警器与光报警器；

应急救援系统，其包括救援控制单元，所述救援控制单元具有应急救援广播控制器、逃生路线指示装置控制器、救生舱或避难硐室位置显示装置控制器及环境调节风机机组控制器，所述应急救援广播控制器、逃生路线指示装置控制器、救生舱或避难硐室位置显示装置控制器及环境调节风机机组控制器分别接于应急救援广播、逃生路线指示灯、救生舱或避难硐室位置显示面板及环境调节风机机组；

其中，报警控制单元及救援控制单元均接于主控制器，所述主控制器通过接口芯片接于数据处理分析系统。

2.根据权利要求1所述一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统，其特征在于，接口芯片为RS485接口芯片。

3.根据权利要求1所述一种矿井灾害预警救援与环境监测预测系统，其特征在于，所述数据处理分析系统为工控机。