[發明專利]一種煤礦安全監測系統

在審

• 申請號: 201710570891.8
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107143378A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 張留祿;李驍辰;孫瑞彬;劉宇暢;黎晴晴;李宏基
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及煤礦安全生產，尤其涉及一種煤礦安全監測系統。

背景技術

煤礦是人類在富含煤炭的礦區開采煤炭資源的區域，一般分為井工煤礦和露天煤礦。當煤層遠離地表時，一般選擇向下開掘巷道采掘煤炭，此為井工煤礦。當煤層距地表的距離較近時，一般選擇直接剝離地表土層挖掘煤炭，此為露天煤礦。我國絕大部分煤礦屬于井工煤礦。煤礦范圍包括地上地下以及相關設施的很大區域。煤礦是人類在開掘富含煤炭的地質層時所挖掘的合理空間，通常包括巷道、井硐和挖掘面等。煤是最主要的固體燃料，是可燃性有機巖的一種。它是由一定地質年代生長的繁茂植物，在適宜的地質環境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒在水底或泥沙中，經過漫長地質年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地址時期中，以石炭紀、二疊紀、侏羅紀和第三紀的地層中產煤最多，是重要的成煤時代。煤的含碳量一般為46～97％，呈褐色至黑色，具有暗淡至金屬光澤。根據煤化程度的不同，煤可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四類。

大部分煤層均遠離地表，因此無法使用露天開采的方式。地下開采占世界煤礦生產的60％。在礦坑，通常使用房柱法在煤層中推進，梁柱用來支持礦坑。共有四種主要的地下開采法：長壁開采–長約300米以上的采掘面。一臺精密的采煤機在煤層巷道中左右移動。松動的煤炭掉入刮板輸送機中，并移出工作面。連續開采–利用一臺有碳化鎢鉆頭的機器從煤層中刮下煤炭。在“房柱法”系統中操作–在一系列約10米的房間區域中工作。爆破開采–傳統的開采方式。使用炸藥打碎煤層，將煤塊收集放在礦車或運輸帶中。短壁開采–使用連續開采的機器。類似長壁開采有著可移動的坑頂支撐。

我國目前煤礦較多，安全問題比較突出，所以建立全方位全天候監控系統尤為重要，國務院頒布的《關于進一步加強企業安全生產工作的通知》(國發[2010]23號)和國家安全生產監督管理總局國家煤礦安全監察局頒布的《關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知》要求全國煤礦安裝監測監控系統、井下人員定位系統、緊急避險系統、壓風自救系統、供水施救系統和通信聯絡系統等技術裝備。其中要求建設完善礦井監測監控系統，充分發揮其安全避險的預警作用。

發明內容

為了解決目前各類監控系統功能單一，不能滿足現有煤礦安全監控要求的技術問題，本發明提出一種煤礦安全監測系統。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種煤礦安全監測系統，包括設置在煤礦中各個定點位置的并聯式定點基站，所述并聯式定點基站連接聲光報警器和/或監控攝像頭和/或定點監測傳感器模塊和/或便攜式移動模塊和/或廣播模塊，所述并聯式定點基站連接百兆工業以太網，所述百兆工業以太網通過環網交換機連接千兆工業以太網，所述千兆工業以太網連接終端模塊，所述終端模塊為整個監測系統的控制中心；

所述定點監測傳感器模塊包括溫度傳感器和/或甲烷濃度傳感器和/或一氧化碳濃度傳感器和/或二氧化碳濃度傳感器和/或氧氣濃度傳感器和/或硫化氫濃度傳感器和/或礦塵濃度傳感器和/或風速傳感器和/或風壓傳感器和/或濕度傳感器，各個傳感器檢測的環境信息反饋至所述并聯式定點基站；

所述便攜式移動模塊包括甲烷濃度傳感器和/或一氧化碳濃度傳感器和/或溫度傳感器和/或粉塵濃度傳感器、信號調理電路、單片機、狀態指示燈和無線通信模塊，各個傳感器檢測的模電信號通過所述信號調理電路調理后輸送給所述單片機，所述單片機對接收的模電信號進行轉換和分析處理，進而控制所述無線通信模塊向所述并聯式定點基站無線發送相關的監測信息以及控制所述狀態指示燈顯示當前所述單片機的工作狀態。

作為本發明的一種煤礦安全監測系統的改進，所述監控攝像頭設置在調控轉臺架上，所述調控轉臺架用以多角度旋轉。

作為本發明的一種煤礦安全監測系統的改進，所述監控攝像頭設置在保護罩內，所述保護罩用以隔離因發生電路故障而產生的電火花。

作為本發明的一種煤礦安全監測系統的改進，所述便攜式移動模塊包括定位裝置，所述定位裝置用以對煤礦工作人員進行定位。

作為本發明的一種煤礦安全監測系統的改進，所述終端模塊設置在煤礦外，且與互聯網連接。

作為本發明的一種煤礦安全監測系統的改進，所述無線通信模塊采用nRF401芯片，所述nRF401芯片采用間歇式供電方式工作。

與現有技術相比，本發明的有益技術效果是：