一种矿井监控系统技术方案

本发明专利技术提供一种矿井监控系统，其特征在于，包括：矿井采集处理子系统、注氮装置、阻燃剂喷洒装置、排风装置、抽气装置、气相色谱仪和监控中心；温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风量传感器、报警器、通信传输模块分别与处理器连接，温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、感光传感器、风量传感器分别用于将采集的温度、湿度、瓦斯量浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、风量、感光量传输给处理器，处理器将上述数据通过通信传输模块传输给监控中心；矿用监控系统能够通过矿井采集处理子系统，实时监控井下的作业情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术属于矿井安全生产监控
，尤其涉及一种矿井监控系统。
技术介绍
在中国的能源工业中，煤炭在相当长的时期内仍将是中国的主要能源。中国的煤炭产量主要来自于地下开采，煤矿事故的频繁发生使中国煤炭行业的发展十分缓慢，在事故发生的同时井下作业人员的生命安全很难得到保障。煤矿事故发生后很多情况下通信线路会遭到破坏，严重影响应急救援工作的开展。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于，提供一种矿井监控系统，包括：矿井采集处理子系统、注氮装置、阻燃剂喷洒装置、排风装置、抽气装置、气相色谱仪和监控中心；所述矿井采集处理子系统包括：温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风量传感器、感光传感器、处理器、报警器、通信传输模块；监控中心与矿井采集处理子系统的通信连接采用有线和无线双重冗余的方式连接；温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风量传感器、报警器、通信传输模块分别与处理器连接，温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、感光传感器、风量传感器分别用于将采集的温度、湿度、瓦斯量浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、风量、感光量传输给处理器，处理器将上述数据通过通信传输模块传输给监控中心；所述处理器还用于当煤矿井下瓦斯的浓度达到5%～16%、氧气的浓度＞12%，温度在大于30°时，处理器控制报警器发出报警信息；当井下瓦斯浓度为0.5%时，感光传感器感应光亮大于预设值时，处理器控制报警器发出报警信息；当温度传感器感应的温度高于25°时，处理器控制报警器发出报警信息；一氧化碳传感器设在大巷、采区巷道、煤层、回采工作面、掘进工作面位置，悬挂在巷道顶板顺风的位置，距离顶板不小于0.3m；所述抽气装置用于将井下的空气抽至地面，通过气相色谱仪对抽至地面的井下空气进行分析，分析气体组分和浓度，并将分析的气体组分和浓度发送至监控中心；所述注氮装置设置在井下，用于向采空区注氮；所述阻燃剂喷洒装置设置在井下，用于向井下喷洒阻燃剂；所述监控中心用于通过与矿井采集处理子系统通信连接，获取井下环境信息，并对井下环境信息，从数据角度同时整合温度、湿度、瓦斯量浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、风量、感光量，通过线路、表格、图形的展现形式进行有机整合，整理形成系统整体的数据信息，按照时间段形成一系统报告，通过梯形图、或曲线图、或图表，通过对数据的可视化管理，让所有数据关键参数醒目地投射到监控中心的显示屏上，帮助用户了解井下状况，对井下跟踪管理；还用于将井下得到的各类原始数据信息与预设的阈值以及往期的数据进行对比，当前数据超出预设的阈值或者与往期数据相比超出往期数据时，进行报警提示，将报警信息形成报警统计，并存储。优选地，所述监控中心还用于建立数据信息平台，使用户通过移动终端与建立数据信息平台之间通过WIFI或者zigee或CAN的形式通信连接，共享监控中心存储井下数据信息，对矿井进行管理，实现了网络环境透明化，达到高效管理目的。优选地，所述矿井采集处理子系统包括：蓄电池、供电控制电路和充电电路；蓄电池的供电端和外电源分别通过供电控制电路与矿井采集处理子系统的用电设备连接；供电控制电路用于控制矿井采集处理子系统在正常工作状态下，由外电源供电，当外电源断电时，切换至蓄电池供电；当蓄电池低于50%电量时启动低功耗工作模式，采低功耗工作模式；当恢复供电后蓄电池的充电端通过充电电路与外电源连接，充电电路设有控制端，充电电路的控制端与供电控制电路连接，使供电控制电路控制充电电路的通断。优选地，所述监控中心还用于信息系统建设、信息采集、传输、共享效度管理，建立煤矿物联网系统的信息数据；对矿井的通风系统、采掘系统、供电系统、防火防尘设施，对煤矿各类机电设备的检查、维护、保养工作进行管理；安全监测、水文地质条件监测，对矿井瓦斯、灰尘、湿度、温度条件信息进行监测管理；定位导航分析煤矿的支护系统。优选地，矿井采集处理子系统还包括：设置在矿井出入口处显示处理器，显示处理器的设有显示屏、带数字序号键、电源开关和复位键的按键；设置在井下作业区监控室内的井下显示屏，井下显示屏与显示处理器连接；显示处理器用于使井下作业的人员输入编号和拍摄本人照片，并将编号和照片存入显示处理器内，显示处理器将编号和照片传入井下显示屏上，并同时在显示屏和井下显示屏上显示其人员编号信息以及进出井的时间。优选地，矿井采集处理子系统还包括：电子监控器、X射线衍射仪、振动传感器；所述电子监控器和X射线衍射仪安装于井下顶板碳层表面，用于监控井下顶板碳层外部大裂痕和内部大裂痕，其中X射线衍射仪将拍摄的衍射图像无线传输至监控中心；所述振动传感器安装于井下顶板碳层表面，用于检测因采掘或地震而引起的振动频率，当检测出碳层内部或外部存在大裂痕或振动频率超出设定值时，系统开始报警，并将大裂痕或振动频率上传监控中心。优选地，矿井采集处理子系统还包括：若干个人体热释电红外传感器；所述人体热释电红外传感器对井下作业现场进行红外扫描，并将红外扫描图像经图像识别与转换后传输至监控中心，监控中心接收图像接收，通过对图像处理获取作业人员在井下的位置。优选地，矿井采集处理子系统还包括：摄像机、视频分路器、水质监测装置、以太网；摄像机、视频分路器、水质监测装置、视频服务器设置在井下；摄像机安装于矿井工作面，摄像机采集井下现场视频模拟图像；水质监测装置包括：处理器、水质传感器、检测模块、存储模块、视频采集模块、网络通信模块、电源与时钟模块和隔爆壳；水质监测装置采集巷道排水渠的水质参数数据，并监测矿井下现场视频中的突发且持续水流，根据监测结果发出水灾报警信号，报警信号通过以太网传输至监控中心。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：矿用监控系统能够通过矿井采集处理子系统，实时监控井下的作业情况。而且采用有线和无线通信冗余的方式，能够保障地面监控中心与矿井采集处理子系统通信连接，同时将矿井监控系统设计成正常工作和低功耗工作两种模式，可适当延长其工作时间，从而提高系统的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为矿井监控系统的整体示意图；图2为矿井采集处理子系统的供电示意图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本专利技术保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。本实施例提供一种矿井监控系统，如图1所示，包括：矿井采集处理子系统2、注氮装置4、阻燃剂喷洒装置6、排风装置3、抽气装置5、气相色谱仪7和监控中心1；矿井采集处理子系统2包括：温度传感器11、湿度传感器12、瓦斯传感器13、一氧化碳传感器14、氧气传感器15、风量传感器16、感光传感器17、处理器18、报警器19、通信传输模块20；监控中心1与矿井采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井监控系统，其特征在于，包括：矿井采集处理子系统、注氮装置、阻燃剂喷洒装置、排风装置、抽气装置、气相色谱仪和监控中心；所述矿井采集处理子系统包括：温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风量传感器、感光传感器、处理器、报警器、通信传输模块；监控中心与矿井采集处理子系统的通信连接采用有线和无线双重冗余的方式连接；温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风量传感器、报警器、通信传输模块分别与处理器连接，温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、感光传感器、风量传感器分别用于将采集的温度、湿度、瓦斯量浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、风量、感光量传输给处理器，处理器将上述数据通过通信传输模块传输给监控中心；所述处理器还用于当煤矿井下瓦斯的浓度达到5%～16%、氧气的浓度＞12%，温度在大于 30°时，处理器控制报警器发出报警信息；当井下瓦斯浓度为 0.5%时，感光传感器感应光亮大于预设值时，处理器控制报警器发出报警信息；当温度传感器感应的温度高于25°时，处理器控制报警器发出报警信息；一氧化碳传感器设在大巷、采区巷道、煤层、回采工作面、掘进工作面位置，悬挂在巷道顶板顺风的位置，距离顶板不小于0.3m；所述抽气装置用于将井下的空气抽至地面，通过气相色谱仪对抽至地面的井下空气进行分析，分析气体组分和浓度，并将分析的气体组分和浓度发送至监控中心；所述注氮装置设置在井下，用于向采空区注氮；所述阻燃剂喷洒装置设置在井下，用于向井下喷洒阻燃剂；所述监控中心用于通过与矿井采集处理子系统通信连接，获取井下环境信息，并对井下环境信息，从数据角度同时整合温度、湿度、瓦斯量浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、风量、感光量，通过线路、表格、图形的展现形式进行有机整合，整理形成系统整体的数据信息，按照时间段形成一系统报告，通过梯形图、或曲线图、或图表，通过对数据的可视化管理，让所有数据关键参数醒目地投射到监控中心的显示屏上，帮助用户了解井下状况，对井下跟踪管理；还用于将井下得到的各类原始数据信息与预设的阈值以及往期的数据进行对比，当前数据超出预设的阈值或者与往期数据相比超出往期数据时，进行报警提示，将报警信息形成报警统计，并存储。...

【技术特征摘要】
1.一种矿井监控系统，其特征在于，包括：矿井采集处理子系统、注氮装置、阻燃剂喷洒装置、排风装置、抽气装置、气相色谱仪和监控中心；所述矿井采集处理子系统包括：温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风量传感器、感光传感器、处理器、报警器、通信传输模块；监控中心与矿井采集处理子系统的通信连接采用有线和无线双重冗余的方式连接；温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、风量传感器、报警器、通信传输模块分别与处理器连接，温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、一氧化碳传感器、氧气传感器、感光传感器、风量传感器分别用于将采集的温度、湿度、瓦斯量浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、风量、感光量传输给处理器，处理器将上述数据通过通信传输模块传输给监控中心；所述处理器还用于当煤矿井下瓦斯的浓度达到5%～16%、氧气的浓度＞12%，温度在大于30°时，处理器控制报警器发出报警信息；当井下瓦斯浓度为0.5%时，感光传感器感应光亮大于预设值时，处理器控制报警器发出报警信息；当温度传感器感应的温度高于25°时，处理器控制报警器发出报警信息；一氧化碳传感器设在大巷、采区巷道、煤层、回采工作面、掘进工作面位置，悬挂在巷道顶板顺风的位置，距离顶板不小于0.3m；所述抽气装置用于将井下的空气抽至地面，通过气相色谱仪对抽至地面的井下空气进行分析，分析气体组分和浓度，并将分析的气体组分和浓度发送至监控中心；所述注氮装置设置在井下，用于向采空区注氮；所述阻燃剂喷洒装置设置在井下，用于向井下喷洒阻燃剂；所述监控中心用于通过与矿井采集处理子系统通信连接，获取井下环境信息，并对井下环境信息，从数据角度同时整合温度、湿度、瓦斯量浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、风量、感光量，通过线路、表格、图形的展现形式进行有机整合，整理形成系统整体的数据信息，按照时间段形成一系统报告，通过梯形图、或曲线图、或图表，通过对数据的可视化管理，让所有数据关键参数醒目地投射到监控中心的显示屏上，帮助用户了解井下状况，对井下跟踪管理；还用于将井下得到的各类原始数据信息与预设的阈值以及往期的数据进行对比，当前数据超出预设的阈值或者与往期数据相比超出往期数据时，进行报警提示，将报警信息形成报警统计，并存储。2.根据权利要求1所述的矿井监控系统，其特征在于，所述监控中心还用于建立数据信息平台，使用户通过移动终端与建立数据信息平台之间通过WIFI或者zigee或CAN的形式通信连接，共享监控中心存储井下数据信息，对矿井进行管理，实现了网络环境透明化，达到高效管理目的。3.根据权利要求1所述的矿井监控系统，其特征在于，所述矿井采集处理子系统包括：蓄电池、供电控制电路和充电电路；蓄电池的供电端和外电源分别通过供电控制电路与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎春，马凤英，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37