[發明專利]礦用智能瓦斯辨識決策檢測裝置及方法

無效

• 申請號: 201210487714.0
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102966377A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 付華;顧東;邵良杉;徐耀松;王雨虹;謝國民;閆孝姮;盧萬杰;魏林;閻馨;賀愛萍;王偉麗;王大勇
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于礦井監控技術領域，特別涉及一種礦用智能瓦斯辨識決策檢測裝置及方法。

背景技術

在煤炭開采工業中，瓦斯是危害礦井安全生產的重要因素之一。傳統的煤礦瓦斯預測系統大多是將影響瓦斯涌出的物理量如濃度、濕度、風速等發送至井上的中心管理系統中進行分析預測，預測信息難以及時反應到井下作業人員及系統，從而導致不能在第一時間作出反應。

目前,市售的礦用檢測儀，基本上有以下幾種檢測設備：便攜式瓦斯檢測儀、四合一體氣體檢測儀，溫度檢測儀、巷道測試儀、風量風速測試儀、地震檢波器等，國內的測試儀，功能較為復雜一些的，基本上都是基于PC結構，體積略大，攜帶不便；國外的多基于嵌入式系統，體積小攜帶方便，嵌入式的發展為其應用在煤礦檢測設備提供了良好的平臺，以其小型化、低成本、低功耗、可靠性，嵌入式設備完全能夠工作在惡劣的煤礦現場，通過數據的處理、轉發，實現檢測設備與監控中心站的無縫集成，而其可定制、模塊化和可擴展性好的優點也為其應用于對于實時性、人機界面、通訊功能要求較高的煤礦現場創造了條件，在此基礎上，建立經驗庫，以嵌入式技術提供瓦斯辨識決策運行時所需的軟硬件平臺。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種礦用智能瓦斯辨識決策檢測裝置及方法，以達到實時對煤礦井下的瓦斯進行辨識決策、提高對瓦斯氣體信息處理速度和準確度、避免災害擴大的目的。

一種礦用智能瓦斯辨識決策檢測裝置，包括瓦斯檢測單元和手持式可移動礦用智能瓦斯辨識及決策單元；其中，瓦斯檢測單元包括瓦斯檢測模塊；可移動礦用智能瓦斯辨識及決策單元包括電源模塊和無線收發模塊，可移動礦用智能瓦斯辨識及決策單元還包括主核處理模塊和輔核處理模塊；其中，

輔核處理模塊：是用于接收瓦斯檢測模塊采集的電壓信號并將電壓信號進行模數轉換，根據模數轉換后的信號與瓦斯氣體濃度的線性關系計算得出所檢測瓦斯氣體的濃度值的裝置；

主核處理模塊：是用于判斷輔核處理模塊所檢測的瓦斯氣體濃度是否在安全范圍內的裝置。

采用礦用智能瓦斯辨識決策檢測裝置進行辨識決策瓦斯濃度的方法，包括如下步驟：

步驟1、啟動裝置，采用瓦斯檢測模塊內的瓦斯傳感器對瓦斯氣體進行采集；

步驟2、采用輔核處理模塊對瓦斯傳感器發送的電壓信號進行模數轉換，并根據模數轉換后的信號與瓦斯氣體濃度的線性關系計算得出所檢測瓦斯氣體的濃度值，公式如下：

T=adc×3.3/4096????????（1）

其中，T為瓦斯氣體濃度；adc為電壓信號經模數轉換后的數字信號；

步驟3、采用主核處理模塊對所檢測瓦斯氣體的濃度值進行判斷，主核處理模塊根據經驗庫和當前瓦斯氣體濃度得出相應的補救措施；

步驟4、采用無線收發模塊定期將檢測到的數據和狀態分析后的結果發送到監控中心。

步驟3中所述的根據經驗庫和當前瓦斯濃度得出相應補救措施包括以下情況：

當瓦斯濃度低于1%時，經驗庫提示操作人員當前瓦斯濃度正常，可繼續深入勘測；

當瓦斯濃度在1%-1.2%之間時，經驗庫提示操作人員注意井下巷道結構變化，有潛在危險；

當瓦斯濃度在1.2%-1.5%之間時，經驗庫提示操作人員注意瓦斯濃度有波動，請查看瓦斯波形圖，注意變化趨勢；

當瓦斯濃度在1.5%-2.0%之間時，經驗庫提示操作人員注意瓦斯濃度變化，已有輕微異常；

當瓦斯濃度在2.0%-2.5%之間時，經驗庫提示操作人員注意瓦斯已有異常，立即開啟無線通信模塊，保持與監控中心實時數據交換；

當瓦斯濃度在2.5%-4.0%之間時，經驗庫提示操作人員瓦斯濃度已有不規則變化，且上升趨勢明顯，請做好撤離準備；

當瓦斯濃度在4.0%-5.0%之間，經驗庫提示操作人員注意瓦斯濃度已接近爆炸界限，請快速撤離；

當瓦斯濃度在5%-16%之間，經驗庫提示操作人員緊急撤離，停止一切操作。

本發明的優點：實現對煤礦井下的瓦斯辨識決策，可快速實時地對瓦斯氣體信息進行處理，將檢測數據與經驗庫相結合得出最快、最準的決策結果，及時發出警報和預警信息，有效防止災害的擴大。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例的裝置結構框圖；

圖2為本發明一種實施例的瓦斯檢測模塊電路原理圖；

圖3為本發明一種實施例的輔核處理模塊電路原理圖；

圖4為本發明一種實施例的主核處理模塊電路原理圖；