[發明專利]一種井下環境監測預警系統及其智能傳感器

有效

• 申請號: 201310310034.6
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103343701B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 馬永
• 申請（專利權）人: 北京圣博亞科技有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛

本發明提供一種井下環境監測預警系統，包括監測單元、通訊單元和布置于井下各個位置的警示單元；所述監測單元布置于井下各個位置，用于檢測井下環境，并根據檢測結果判斷井下是否安全，若否，則發出報警信號；所述通訊單元用于傳遞所述報警信號；所述警示單元布置于井下各個位置，用于接收所述報警信號，并根據該報警信號發出人體可感知的信號進行報警；若一處監測單元發出報警信號，則該報警信號被所述通訊單元傳送到井下各個位置，觸發遠程警示單元報警；進而實現全井報警，提高井下避險和救援的及時性、全面性、可靠性。

技術領域

本發明涉及通訊技術領域，尤其是涉及一種井下環境監測預警系統，及應用于該井下環境監測預警系統的智能傳感器。

背景技術

煤炭是我國主要的能源支柱，但是由于受到煤炭資源環境的影響，地下礦井的安全問題成為民眾廣泛關注的社會問題。

煤礦的安全事故有很多種，CO中毒和瓦斯爆炸是很常見的一種，通常也是死亡人數最多的事故。瓦斯爆炸是一種連鎖反應，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產生的激烈氧化反應，是煤礦生產中的嚴重災害。

例如：瓦斯在一定濃度下和一定的溫度下才會發生爆炸，但是由于井下沒有對環境進行實時監測的系統而導致不能及時覺察瓦斯濃度的變化，導致瓦斯爆炸事故的發生；另外，發生瓦斯爆炸后，爆炸現場以外的井下工作人員往往無法判斷是發生了瓦斯爆炸還是正常的井下作業，不能采取及時的避險措施，導致吸入爆炸后產生的一氧化碳，發生一氧化碳中毒，導致傷亡。在許多事故中，瓦斯爆炸后的一氧化碳中毒是導致傷亡的主要原因。但實際上，發生瓦斯爆炸后，產生的一氧化碳在井下擴散需要一定時間，只要在瓦斯爆炸后及時通知井下工作人員撤離，完全可以減少傷亡。

同樣，火災也會產生CO，也需要及時通知遠在火災區外的井下人員及時避險自救。

現有技術的井下通訊系統，在井下發生事故時，通常采用監測監控系統實現報警，而該種報警僅限于本地報警，即，事故地點發出報警，該地點的報警信號不能被全井獲知；無法實現遠程報警，導致井下其他暫時處于安全位置的人員無法獲知事故的發生，不能及時逃離。另外，現有的井下監測監控系統需要將井下檢測傳感器的信息傳送到井上的救援中心，通過井上向井下發送報警信息，這顯然會造成報警滯后，甚至井上沒有及時處理報警信息造成嚴重的報警滯后。

由于井下通訊系統以及井下應急廣播系統的信息傳遞路徑過長、傳輸路徑單一，依賴通信線纜傳遞信息，在井下發生爆炸等事故后，傳輸線路極有可能出現中斷，使井下環境監測信息上傳和報警信息下達均不能正常實現，甚至導致全礦通信系統失靈，因此，會使事故判定、事故報警和井下救援均受到阻礙，甚至會由于對井下環境的不了解，盲目下井搜救而導致二次事故。上述問題，嚴重降低了整個礦井的安全水平。

為此，需要提供一種井下環境監測預警系統，該預警系統有助于對井下環境進行全面監測，并能夠迅速進行事故判斷，及時在井下實現全井報警；該系統還應當具有很強的魯棒特性，能夠在發生瓦斯爆炸等嚴重事故時繼續可靠的傳送環境監測信息以及傳遞報警和救援等信息，使救援工作更具針對性，提高救援工作效率與成功率，避免二次事故的發生。

發明內容

本發明提供一種井下環境監測預警系統，該系統能夠對井下環境進行全面的監測，并能夠根據環境監測信息進行相關判斷，及時生成報警信號，實現全井報警，提高井下避險和救援的及時性、全面性、可靠性。該系統還具有更強的魯棒特性，能夠在發生瓦斯爆炸等嚴重事故時，盡最大可能保證環境監測信息仍然能夠可靠傳送，為救援和避險提供有力的信息支持。