[發明專利]一種基于精確定位的礦井安全管理方法

在審

• 申請號: 201710350399.X
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107448235A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 劉志高;榮海超;張芮
• 申請（專利權）人: 華信潤邦（北京）智能科技有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;H04W64/00;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及礦井安全技術領域，具體而言涉及一種基于對井下人員精確定位的礦井安全管理方法。

背景技術

目前，對于煤炭等礦產資源的開采，經常需要操作人員深入到地下礦井內進行工作。由于地下環境復雜惡劣，危害操作人員及礦井施工安全的因素眾多，為了避免礦難事故的發生，需要對井下安全狀況進行實時監測。

一般而言，在礦井下鋪設有多條巷道，巷道上分散設置有基站，并在不同點位固定設置氣體傳感器，地面控制中心可以通過基站與井下人員進行通訊并對井下人員進行定位，還可以獲取不同點位的瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等氣體濃度情況，根據這些數據，地面控制中心對井下人員的安全狀況進行判斷，并在發生險情時有效指揮井下人員采取相應措施。發明專利申請CN103390212A公開了一種煤礦安全管理系統及其管理方法，包括子系統接口模塊、數據共享模塊、聯動預案庫、聯動預案圖形化編制模塊、聯動預案調度執行模塊、聯動記錄查詢模塊、環境信息采集模塊等，使用該系統后，當礦井中單個系統出現故障或檢測到異常情況時，可根據預先設定的聯動預案，控制關聯的子系統采取相應動作，以提高礦井中各子系統的綜合性能，可更加高效地應對突發事件，提高煤礦安全生產效率。發明專利申請CN10535776A公開了一種用于礦井安全管理的多頻段通信系統，包括語音通信子系統、圖像傳輸子系 統、傳感器子系統、漏泄系統前端機，三個子系統通過對應于各子系統的接口設備和接口軟件將礦井中各個設備的數據轉變為無線信號，其中無線信號經中繼設備發送至三個子系統所共用的一條 傳輸漏泄電纜，并進一步通過傳輸漏泄電纜傳送至設置于地面上的中心站，再經設置于中心站中的前端機進行處理以實現地面對礦井內情況的實時監控。

上述方法在實施中，都需要通過無線信號與基站相連通，并通過基站將信號發出，而井下地形環境復雜，無線信號很難做到全覆蓋，因此會出現多處信號盲區，在盲區內井下人員攜帶的設備無法與基站相連，此時通信會出現中斷。此外，氣體傳感器分散定點布置，無法獲取未設置傳感器地點氣體信息，同樣存在著氣體監測盲區。通過無限增加基站和氣體傳感器的方式來消除這些盲區并不現實。由于無線信號盲區與氣體監測盲區的存在，現有監測手段并不能對井下人員處于任何位置都能進行定位，也無法獲取任何位置時的氣體數據，也就無法基于任意位置和該位置的氣體數據、井下人員的運動數據來掌握他們的安全健康狀態和運動狀態，這就使井下人員所處的安全隱患大大增加。目前這一問題一直沒有得到很好的解決。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于精確定位的礦井安全管理方法，該方法在盲區內依然可以對井下工作人員進行定位，并且基于定位形成了井下各種氣體隨地形分布的數據，同時能有效獲取井下人員在各點的安全健康狀態和運動狀態，并由此形成了全面有效的安全管理方法。

為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種基于精確定位的礦井安全管理方法，包括如下步驟：

（a）為井下人員配備可穿戴設備、定位裝置及氣體傳感器，可穿戴設備、定位裝置及氣體傳感器均能在非盲區與井下基站進行通信；

（b）通過可穿戴設備獲取并存儲井下人員在非盲區和盲區的生理數據和運動數據，通過氣體傳感器獲取并存儲非盲區和盲區的氣體信息，然后在非盲區通過井下基站將所述非盲區和盲區的生理數據、運動數據以及氣體信息發送至地面控制中心；

（c）利用定位裝置與井下基站通信來獲取井下人員在非盲區內的位置信息，并通過井下基站將位置信息發送至地面控制中心；

（d）地面控制中心通過井下人員在非盲區和盲區的運動數據并結合非盲區的位置信息估算井下人員在盲區的位置信息，然后將井下人員在非盲區和盲區的位置信息、氣體信息、生理數據以及運動數據與預存的井下地形信息建立關聯，地面控制中心人員根據所述關聯對井下人員的安全健康狀況、運動規范狀況以及氣體安全狀況作出判斷，然后采取相應安全管理措施。

優選的,在步驟（a）中，還為井下人員配備移動視頻、拍照和攝像系統，并在非盲區通過井下基站將非盲區和盲區的視頻、拍照和攝像數據發送至地面控制中心，在步驟（d）中地面控制中心人員結合所述視頻、拍照和攝像數據對井下人員的安全健康狀況、運動規范狀況以及氣體安全狀況作出判斷。

進一步的,在步驟（a）中，還為井下人員配備防毒面罩、氧氣救助系統以及語言對話裝置，在步驟（d）中地面控制中心人員采取相應安全管理措施時，通過語音對話裝置指揮井下人員避免進入危險區域、矯正不規范行為或利用防毒面罩和氧氣救助系統逃避危險。