[發(fā)明專利]一種井下無線DCS安全監(jiān)測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210464563.7
• 申請日: 2012-11-17
• 公開（公告）號: CN103821562A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李正祥;華文榮;吳在華;高華
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽藍德集團股份有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦井下的安全監(jiān)測系統(tǒng)，具體是一種井下無線DCS安全監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在煤礦井下作業(yè)，由于受地質(zhì)條件、環(huán)境及有毒有害氣體的影響，各種礦難事故頻頻發(fā)生，對生命與財產(chǎn)造成了嚴重的破壞性，所以煤礦井下的安全作業(yè)環(huán)境是我們當(dāng)前及長遠的工作重點。雖然目前一些針對煤礦井下安全監(jiān)測領(lǐng)域開發(fā)的產(chǎn)品設(shè)備，特別是針對危險氣體的報警裝置已得到普遍的開發(fā)與應(yīng)用。但其基本上都是利用簡單的氣體傳感器來采集危險氣體的濃度信號，在其濃度超過一定標(biāo)準后開始報警。而且各種報警設(shè)備是分散性控制系統(tǒng)，即所有設(shè)備都是獨立運行，不聯(lián)網(wǎng)控制，提供的信息是零散的、不全面的，需要設(shè)備多，成本高，而且還容易造成誤差，而導(dǎo)致檢測信息不準確，造成誤報、漏報等，在預(yù)防煤礦井下事故和突發(fā)事故中所起的作用畢竟有限，達不到“防突”的目的與要求。

所以，目前迫切需要在井下布置安全監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，及時的獲取礦井中的各種環(huán)境因素的信息，如易燃易爆氣體、溫度、濕度、二氧化碳、二氧化硫、大氣壓等氣體指標(biāo)信息，以及定位信息以及現(xiàn)場的圖像信息。并將其信息能定位到井下各處，還能及時傳輸?shù)骄系谋O(jiān)控中心進行處理，根據(jù)處理結(jié)果提出預(yù)防或救助方案。這樣才能有效地避免危險事故的發(fā)生，或在事故發(fā)生后及時掌握礦井中的情況，有利于開展應(yīng)急救援行動，最大程度上保護工作人員生命安全與減少國家財產(chǎn)的損失。這種安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要將礦井各種信息采集并上傳到地面監(jiān)控中心，然后對煤礦井下的信息進行綜合分析處理。但由于煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，地勢起伏、轉(zhuǎn)彎等變化較大，造成井下布線困難，即使布線成功其成本是巨大的，還很難在煤礦普及。另外也會隨著煤礦開采的進行，煤井是不斷延伸發(fā)展的，先前布好的網(wǎng)線延伸不到新開采的區(qū)域，在新開采的地區(qū)就是一個安全盲區(qū)。而且這種有線的監(jiān)測設(shè)備不能及時的對井下作業(yè)人員進行危險情況下的提醒，更不能及時地將監(jiān)控中心的管理信息反饋給井下工作人員。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決上述技術(shù)問題，提供一種井下無線DCS安全監(jiān)測系統(tǒng)，具有低功耗和低成本，并能及時將井下相關(guān)環(huán)境信息及時傳輸實行監(jiān)測。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種井下無線DCS安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線網(wǎng)絡(luò)，多個設(shè)置于井下用于實時采集各種環(huán)境參數(shù)的傳感模塊；

用于接收所述傳感模塊的信號并進行處理的A/D轉(zhuǎn)換模塊；

將經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊進行轉(zhuǎn)換的信號通過遠程傳輸?shù)臄?shù)模傳輸模塊；

所述數(shù)模傳輸模塊將數(shù)據(jù)匯集到中轉(zhuǎn)站的服務(wù)器；

服務(wù)器將信號通過信號收發(fā)模塊傳輸?shù)皆O(shè)于監(jiān)控中心的中央處理器；

所述傳感模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)模傳輸模塊、服務(wù)器、信號收發(fā)模塊及處理器之間通過所述的無線網(wǎng)絡(luò)進行通訊。

上述方案還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通訊。

所述傳感模塊設(shè)置于井下工作人員的安全帽內(nèi)。

所述傳感模塊包括微處理器，與微處理器連接的傳感器、報警器；所述微處理器通過所述無線網(wǎng)絡(luò)與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊通訊。

所述報警器為光源與蜂鳴器。

所述微處理器還連接有電源。

所述傳感器包括圖像傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓傳感器、甲烷傳感器、硫化氫傳感器、一氧化碳傳感器和氧氣傳感器。

本發(fā)明將各種環(huán)境監(jiān)測的傳感器設(shè)于井下或井下工作人員的安全帽中，隨時能監(jiān)測到井下各處的環(huán)境指標(biāo)參數(shù)，這些環(huán)境參數(shù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊進行處理后，通過數(shù)模傳輸模塊傳輸?shù)椒?wù)器進行匯集，再通過信號收發(fā)模塊將其發(fā)送到監(jiān)控中心的處理器。處理器的分析軟件通過收集信息分析處理，提前預(yù)警，各井下工作人員在報警器的作用下進行有序地撤離，有效的減少事故的發(fā)生。還能在事故發(fā)生時，通過對收集信息的分析處理，能快速確定事故發(fā)生的礦井位置，制定應(yīng)急處理方案，極大的保證了井下作業(yè)人員的安全。

本發(fā)明的井下無線DCS安全監(jiān)測系統(tǒng)是以處理器為基礎(chǔ)的對井下生產(chǎn)過程中的環(huán)境參數(shù)進行集中監(jiān)視、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，將若干臺服務(wù)器分散各個井下，全部信息通過無線網(wǎng)絡(luò)由設(shè)于監(jiān)控中心的主處理器進行監(jiān)控，實現(xiàn)最優(yōu)化控制，實現(xiàn)了在管理、操作和顯示三方面集中，又實現(xiàn)了在功能、負荷和危險性三方面的分散。DCS系統(tǒng)在現(xiàn)代化煤礦井下作業(yè)安全控制中起著重要的作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。