日常与应急相结合的矿山应急通信方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种日常与应急相结合的矿山应急通信系统，包括位于煤矿井下终端设备和位于煤矿井上调度指挥平台，终端设备和调度指挥平台之间通过网络设备相连接；还包括为终端设备、调度指挥平台和网络设备提供正常供电或应急供电的应急电源模块，应急电源模块通过铠装电缆分别与终端设备、调度指挥平台和网络设备连接；本发明专利技术能够快速、灵活、独立部署，是一种多功能的矿用应急救援通信系统，不仅能在矿山的日常通信中提高井下的生产效率，还能够在矿井事故发生时，进行快速响应，为整个通讯系统进行应急供电和实时通信，实现了与灾害现场的实时通信和对救援调度的支持。

Mine emergency communication method and system combining daily and emergency

The invention discloses a mine emergency communication system combining daily and emergency, which comprises a mine underground terminal equipment and a dispatching and commanding platform on the mine shaft, wherein the terminal equipment and the dispatching and commanding platform are connected by a network device, an emergency power supply module providing normal power supply or emergency power supply for the terminal equipment, the dispatching and commanding platform and the network device, and an emergency power supply module The power module is respectively connected with terminal equipment, dispatching command platform and network equipment through armored cable; the invention can be rapidly, flexibly and independently deployed, and is a multi-functional mine emergency rescue communication system, which can not only improve the production efficiency of the mine in the daily communication of the mine, but also respond quickly in the event of the mine accident for the whole communication system Emergency power supply and real-time communication realize real-time communication with disaster scene and support for rescue dispatching.

【技术实现步骤摘要】
日常与应急相结合的矿山应急通信方法与系统
本专利技术属于应急通信
，尤其涉及一种日常与应急相结合的矿山应急通信方法与系统。
技术介绍
我国煤矿资源丰富，同时也是煤矿灾害多发的国家，许多矿山安全事故例如塌方、透水、煤矿起火、瓦斯爆炸等等，都对矿工生命构成威胁，据统计煤矿事故和死亡人数都占到了世界总数的70％左右，但是在灾害事故发生后，井下设备断电，真实环境、爆炸性气体的浓度、被困人员的真实位置等信息不明，无法为应急救援工作提供准确的灾后现场信息。目前矿井通信中有线传输方式由于多种因素，经常会出现传输电缆损坏或者光缆扯断的现象，难以适应矿山开采不断移动变化的工作现场，也无法解决移动语音的问题。而且，地面上这些移动通信、卫星通信、微波通信以及无线电台等，信号都覆盖不到井下，矿山救护队员个人使用的通信设备有应急电话，但在救灾过程中因其佩戴呼吸器的影响，导致通讯效果不佳。因此，我们迫切需要一种具有传输高速数据能力且快速、灵活、独立部署的矿山应急通信系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种日常与应急相结合的矿山应急通信方法与系统，以在正常情况下实现煤矿安全生产调度、灾后为应急指挥调度提供井下与地面供电和实时通信。本专利技术采用以下技术方案：日常与应急相结合的矿山应急通信系统，包括位于煤矿井下终端设备和位于煤矿井上调度指挥平台，终端设备和调度指挥平台之间通过网络设备相连接；还包括为终端设备、调度指挥平台和网络设备提供正常供电或应急供电的应急电源模块，应急电源模块通过铠装电缆分别与终端设备、调度指挥平台和网络设备连接；应急电源模块由两个电路组成；其中，第一电路为直通电路，直通电路上设置有第一控制开关，输入端连接外部供电，输出端连接终端设备、调度指挥平台和网络设备，并用于在外部供电没有断电时为终端设备、调度指挥平台和网络设备供电；第二电路包括与外部供电相连接的输入滤波器，输入滤波器的输出端通过充电器连接有蓄电池组，蓄电池组的输出端依次通过输出滤波器、变压器和第二控制开关连接至终端设备、调度指挥平台和网络设备，并用于存储电能并在外部供电断电时提供应急供电；第一控制开关、第二控制开关均连接同一系统控制器，系统控制器还分别连接蓄电池组和逆变器，系统控制器用于采集外部供电的电压信息、蓄电池组的电压信息，并生成控制信息分别发送至第一控制开关、第二控制开关和逆变器，以为终端设备、调度指挥平台和网络设备进行供电。优选的，应急电源模块包括电压检测电路，通过检测线路连接在井下电缆和输出电缆上，用来检测井下供电电压以及蓄电池组的输出电压。优选的，系统控制器由单片机U3及其外围电路组成，具体为：单片机U3的第3引脚接地；单片机U3的第4引脚分别连接mos管Q1的漏极和电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电感L1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、单片机U3的第5、6、11和12引脚；单片机U3的第5、6、11、12引脚分别连接电容C2的一端、电容C3的一端和电感L1的一端，且第5、6引脚连接至外部供电线路，以采集外部供电的供电电压，第11、12引脚连接至蓄电池组，以采集蓄电池组的供电电压；单片机U3的第9、10引脚分别连接电容C2、C3的另一端、电容C1的一端；电容C1的另一端分别连接+5V和电感L1的另一端；单片机U3的第17、18引脚分别电阻R2的一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电感L4的一端和+3.3V；电阻R5的另一端接mos管的栅极，电阻R6的另一端通过发光二极管后接地，电容C7的另一端分别连接电容C8的另一端、电感L5的一端和接地，电容C8的另一端还连接电感L5的一端和接地，电感L4的另一端分别接+3.3V和电容C9的一端，电容C9的另一端分别连接电感L5的另一端和第一控制开关；单片机U3的第22引脚接电阻R2的另一端和逆变器的控制信号输入端；单片机U3的第23、24引脚均接电阻R3的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电感L2的一端和+1.9V；电阻R3的另一端分别接单片机U3的第25引脚和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电容C4的另一端接电容C5的另一端、电感L3的一端和接地，电感L3的另一端连接电容C6和第二控制开关；单片机U3的第28引脚与第22引脚连接，且均连接至逆变器的控制信号端。优选的，终端设备包括电源板、VOIP模块、网络延长器及控制板。优选的，网络设备若干个隔爆路由交换机、铠装光缆和铠装电缆。优选的，调度指挥平台包括计算机、显示屏、话筒及以太网通信模块。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够快速、灵活、独立部署，是一种多功能的矿用应急救援通信系统，不仅能在矿山的日常通信中提高井下的生产效率，还能够在矿井事故发生时，进行快速响应，为整个通讯系统进行应急供电和实时通信，实现了与灾害现场的实时通信和对救援调度的支持。【附图说明】图1为本专利技术实施例的原理结构图；图2为本专利技术实施例中终端设备的原理结构框图；图3为本专利技术实施例中树状隔爆路由交换机的原理结构框图；图4为本专利技术实施例中树状交换机外部连接示意图；图5为本专利技术实施例中应急电源的原理结构框图；图6为本专利技术实施例中应急电源系统控制器的电路图。其中：11.电源板；12.VOIP模块；13.网络延长器；14.控制板；21.接口模块；22.交换模块；23.控制模块；24.风扇；25.电源。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例公开了一种日常与应急相结合的矿山应急通信系统，如图1所示，包括位于煤矿井下终端设备和位于煤矿井上调度指挥平台，终端设备和调度指挥平台之间通过网络设备相连接。该系统还包括为终端设备、调度指挥平台和网络设备提供正常供电或应急供电的应急电源模块，应急电源模块通过铠装电缆分别与终端设备、调度指挥平台和网络设备连接。在本专利技术实施例中，应急电源模块包括蓄电池组、输入滤波器、充电器、逆变器、输出滤波器、变压器、信号检测电路、系统控制器和通讯显示模块。通过各个模块互相结合，可以自动切换整个系统的供电线路，并且通过信号检测电路和系统控制器相结合可以根据各线路的电压电路来切换供电线路，实现自动控制，为灾情救援节省时间。整个应急通信系统应该向负载提供两路供电通路，一路是在井下供电系统正常工作情况下，通过旁路直接向负载供电。一路是在井下发生灾害事故导致供电系统出现故障或者不稳定时，由蓄电池提供直流电经逆变器逆变成交流电再经输出滤波器和变压器供给负载。这两路通道分别设有静态开关K1、K2,它们可由系统控制器控制其开通或关断。输入滤波器输入端与外部供电连接。充电器输入端与输入滤波器连接，输出端与蓄电池组并联，用于为蓄电池组充电。逆变器输入端与蓄电池组并联，用于将蓄电池组的直流电逆变为交流电。输出滤波器输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.日常与应急相结合的矿山应急通信系统，其特征在于，包括位于煤矿井下终端设备和位于煤矿井上调度指挥平台，所述终端设备和所述调度指挥平台之间通过网络设备相连接；/n还包括为所述终端设备、调度指挥平台和网络设备提供正常供电或应急供电的应急电源模块，所述应急电源模块通过铠装电缆分别与所述终端设备、调度指挥平台和网络设备连接；/n所述应急电源模块由两个电路组成；其中，第一电路为直通电路，所述直通电路上设置有第一控制开关，输入端连接外部供电，输出端连接所述终端设备、调度指挥平台和网络设备，并用于在外部供电没有断电时为所述终端设备、调度指挥平台和网络设备供电；/n第二电路包括与外部供电相连接的输入滤波器，所述输入滤波器的输出端通过充电器连接有蓄电池组，述蓄电池组的输出端依次通过输出滤波器、变压器和第二控制开关连接至所述终端设备、调度指挥平台和网络设备，并用于存储电能并在外部供电断电时提供应急供电；/n所述第一控制开关、第二控制开关均连接同一系统控制器，所述系统控制器还分别连接所述蓄电池组和逆变器，所述系统控制器用于采集外部供电的电压信息、蓄电池组的电压信息，并生成控制信息分别发送至所述第一控制开关、第二控制开关和逆变器，以为所述终端设备、调度指挥平台和网络设备进行供电。/n...

【技术特征摘要】
1.日常与应急相结合的矿山应急通信系统，其特征在于，包括位于煤矿井下终端设备和位于煤矿井上调度指挥平台，所述终端设备和所述调度指挥平台之间通过网络设备相连接；
还包括为所述终端设备、调度指挥平台和网络设备提供正常供电或应急供电的应急电源模块，所述应急电源模块通过铠装电缆分别与所述终端设备、调度指挥平台和网络设备连接；
所述应急电源模块由两个电路组成；其中，第一电路为直通电路，所述直通电路上设置有第一控制开关，输入端连接外部供电，输出端连接所述终端设备、调度指挥平台和网络设备，并用于在外部供电没有断电时为所述终端设备、调度指挥平台和网络设备供电；
第二电路包括与外部供电相连接的输入滤波器，所述输入滤波器的输出端通过充电器连接有蓄电池组，述蓄电池组的输出端依次通过输出滤波器、变压器和第二控制开关连接至所述终端设备、调度指挥平台和网络设备，并用于存储电能并在外部供电断电时提供应急供电；
所述第一控制开关、第二控制开关均连接同一系统控制器，所述系统控制器还分别连接所述蓄电池组和逆变器，所述系统控制器用于采集外部供电的电压信息、蓄电池组的电压信息，并生成控制信息分别发送至所述第一控制开关、第二控制开关和逆变器，以为所述终端设备、调度指挥平台和网络设备进行供电。


2.如权利要求1所述的日常与应急相结合的矿山应急通信系统，其特征在于，所述应急电源模块包括电压检测电路，通过检测线路连接在井下电缆和输出电缆上，用来检测井下供电电压以及蓄电池组的输出电压。


3.如权利要求2所述的日常与应急相结合的矿山应急通信系统，其特征在于，所述系统控制器由单片机U3及其外围电路组成，具体为：
所述单片机U3的第3引脚接地；
所述单片机U3的第4引脚分别连接mos管Q1的漏极和电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别连接电感L1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、单片机U3的第5、6、11和12引脚；
所述单片机U3的第5、6、11、12引脚分别连接电容C2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文峰，刘艺欣，黄峰，代新冠，张渤，唐善成，李淑颖，赵谦，王建辉，郝秦霞，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61