一种露天矿粉尘浓度预警系统技术方案

本申请提供一种露天矿粉尘浓度预警系统，包括固定于露天矿的作业单元上的地面监测模块、无人机监测模块、通讯模块和终端模块；地面监测模块用于检测作业单元的位置信息和其所处位置的粉尘浓度信息；并通过通讯模块将作业单元的位置信息和作业单元所处位置的粉尘浓度信息发送至终端模块；无人机监测模块用于检测无人机的位置信息和其所处位置的粉尘浓度信息；并通过通讯模块将无人机的位置信息和无人机所处位置的粉尘浓度信息发送至终端模块；终端模块对作业单元的位置信息、作业单元所处位置的粉尘浓度信息和无人机的位置信息、无人机所处位置的粉尘浓度信息进行处理，并根据处理结果进行预警。本发明专利技术能够在浓度超标时及时、精准进行预警。

【技术实现步骤摘要】
一种露天矿粉尘浓度预警系统
本申请属于粉尘监测
，具体涉及一种露天矿粉尘浓度预警系统。
技术介绍
露天矿生产过程(钻机穿孔作业、爆破作业、采装作业、运输作业和排土作业)中伴随着大量煤和岩石的破碎而产生了极大浓度的粉尘颗粒，产生的粉尘较长时间悬浮在空气中，露天矿粉尘产尘量大、产尘点多；同时粉尘受气候条件(例如，风、气流等)影响较大，使得露天矿粉尘具有不定时、分散程度高、立体化扩散、扩散范围广等特点，从而会对人身造成伤害、降低工作场的能见度和增加机械设备的损耗，因此需要对露天矿粉尘情况进行监测。现有技术中，中国专利技术专利申请号为202010595649.8，申请名称为一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，如图1所示，基于无线传感器网络的数据采集模块、远程监控终端和用户终端三部分组成。数据采集模块，用于对监测区域的空气质量进行监测，其包括：多个传感器节点和基站设备，多个传感器节点用于感测其所在位置的空气质量监测数据，并将其转发至基站设备，基站设备汇聚各传感器节点感测的空气质量监测数据，并转发至远程监控终端；远程监控终端，用于对空气质量监测数据进行分析处理，在空气质量监测数据超出空气质量数据阈值时向用户终端发送报警信息。该粉尘在线监测系统存在以下问题：1、该监测方式需要将监测区域划分为N个区域，将传感器分布在各个监测区域的中心位置。但露天矿区生产作业面积大，较多地方不适合布置监测设备。2、使用的粉尘浓度检测仪，长时间使用后其监测设备上面会堆积一层粉尘，会影响检测数值的准确性。3、该方法需要采购较多的监测设备且建立多个基站，导致粉尘浓度在线监测系统的成本很高。目前，国内矿区现有的研究工作并未能够有效的解决粉尘基础数据采集和实行动态监测问题。例如我国准格尔矿区开展的粉尘治理相关研究工作，仅在局部区域附近布置了若干个监测点，监测范围小、监测时间短，数据量有限，因此难以真实的反应区域内的大气污染物分布情况，无法获取真实的粉尘移运规律，进而指导粉尘治理。综上所述，对于露天矿粉尘浓度的监测手段，主要通过地面布置固定监测设备，仅能满足部分目标的粉尘浓度监测、监测范围小，无法满足露天矿大范围区域监测的要求；因此，不能全面、有效的监测露天矿的粉尘浓度，并进行准确的预警。因此，需要提供一种针对上述现有技术中不足的改进技术方案。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种露天矿粉尘浓度预警系统，用以克服上述现有技术中露天矿粉尘浓度预警系统不全面、可靠性差的问题。为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种露天矿粉尘浓度预警系统，所述系统包括地面监测模块、无人机监测模块、通讯模块和终端模块；所述地面监测模块固定于所述露天矿的作业单元上，用于检测所述作业单元的信息，所述作业单元的信息包括所述作业单元的位置信息和所述作业单元所处位置的粉尘浓度信息；所述地面监测模块通过所述通讯模块将所述作业单元的信息发送至所述终端模块；所述无人机监测模块固定于无人机上，用于检测所述无人机的信息；所述无人机的信息包括所述无人机的位置信息和所述无人机所处位置的粉尘浓度信息；所述无人机监测模块通过所述通讯模块将所述无人机的信息发送至所述终端模块；所述终端模块对所述作业单元的信息和所述无人机的信息进行处理得到处理结果，并根据所述处理结果进行预警。优选地，所述处理结果为露天矿在不同位置的粉尘浓度信息。优选地，所述作业单元包括作业人员和作业车辆。优选地，所述地面监测模块包括第一地面监测子模块和第二地面监测子模块；所述第一地面监测子模块固定于所述作业人员上，包括第一定位单元和第一粉尘监测单元，所述第一定位单元用于检测所述作业人员的位置信息，所述第一粉尘单元用于检测所述作业人员所处位置的粉尘浓度信息；所述第二地面监测子模块固定于所述作业车辆上，包括第二定位单元和第二粉尘监测单元，所述第二定位单元用于检测所述作业车辆的位置信息，所述第二粉尘单元用于检测所述作业车辆所处位置的粉尘浓度信息。优选地，所述无人机监测模块包括第三定位单元和第三粉尘监测单元，所述第三定位单元用于检测所述无人机的位置信息，所述第三粉尘单元用于检测所述无人机所处位置的粉尘浓度信息。优选地，所述终端模块包括：仿真道路网模型生成单元，用于根据预先获取的所述露天矿的地形信息、所述作业单元的位置信息和所述无人机的位置信息生成所述露天矿的仿真道路网模型；电子地图单元，根据所述仿真道路网模型生成所述露天矿的电子地图。优选地，所述电子地图单元包括：电子地图模型生成单元，用于根据所述仿真道路网模型和预先得到的所述露天矿的卫星地图生成电子地图模型；电子地图模型处理单元，根据作业单元所处位置的粉尘浓度信息和无人机单元所处位置的粉尘浓度信息对所述电子地图模型进行标注处理，生成所述露天矿的电子地图。优选地，所述终端模块还包括显示单元，用于显示所述露天矿的电子地图。优选地，所述通讯模块采用无线通讯传输方式。与最接近的现有技术相比，本申请提供的技术方案具有如下优异效果：本申请的露天矿粉尘浓度预警系统不仅有地面监测，还有通过无人机进行的空中监测，通过固定于露天矿的作业单元上的地面检测模块和固定于无人机上的无人机监测模块，分别检测地面上作业单元的位置信息及作业单元作业过程中附近的粉尘浓度信息和空中无人机的位置信息及无人机飞行过程中附近的粉尘浓度信息，通过多方位、多角度、多方式确定得到的露天矿粉浓度信息更加的全面、准确，从而能够在浓度超标时及时、精准进行预警。因此本申请的露天矿粉尘浓度预警系统，不仅可以对粉尘污染有效的监测并进行科学、合理、有效的安排降尘工作，还能在露天矿满足位置保护标准的前提下为正常、高效生产提供技术保障，也能为环保部门提供数据支撑。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：图1为现有技术中粉尘浓度在线监测系统；图2为本申请露天矿粉尘浓度预警系统框图；图3为本申请第一地面监测子模块原理框图；图4为本申请第二地面监测子模块原理框图；图5为本申请无人机监测模块原理框图；图6为本申请终端模块结构框图；图7为本申请实施例中浓度信息显示示意图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可在本申请中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。本申请中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种露天矿粉尘浓度预警系统，其特征在于，所述系统包括地面监测模块、无人机监测模块、通讯模块和终端模块；/n所述地面监测模块固定于所述露天矿的作业单元上，用于检测所述作业单元的信息，所述作业单元的信息包括所述作业单元的位置信息和所述作业单元所处位置的粉尘浓度信息；所述地面监测模块通过所述通讯模块将所述作业单元信息发送至所述终端模块；/n所述无人机监测模块固定于无人机上，用于检测所述无人机的信息，所述无人机的信息包括所述无人机的位置信息和所述无人机所处位置的粉尘浓度信息；所述无人机监测模块通过所述通讯模块将所述无人机的信息发送至所述终端模块；/n所述终端模块对所述作业单元的信息和所述无人机的信息进行处理得到处理结果，并根据所述处理结果进行预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种露天矿粉尘浓度预警系统，其特征在于，所述系统包括地面监测模块、无人机监测模块、通讯模块和终端模块；
所述地面监测模块固定于所述露天矿的作业单元上，用于检测所述作业单元的信息，所述作业单元的信息包括所述作业单元的位置信息和所述作业单元所处位置的粉尘浓度信息；所述地面监测模块通过所述通讯模块将所述作业单元信息发送至所述终端模块；
所述无人机监测模块固定于无人机上，用于检测所述无人机的信息，所述无人机的信息包括所述无人机的位置信息和所述无人机所处位置的粉尘浓度信息；所述无人机监测模块通过所述通讯模块将所述无人机的信息发送至所述终端模块；
所述终端模块对所述作业单元的信息和所述无人机的信息进行处理得到处理结果，并根据所述处理结果进行预警。


2.根据权利要求1所述的露天矿粉尘浓度预警系统，其特征在于，所述处理结果为露天矿在不同位置的粉尘浓度信息。


3.根据权利要求1或2所述的露天矿粉尘浓度预警系统，其特征在于，所述作业单元包括作业人员和作业车辆。


4.根据权利要求3所述的露天矿粉尘浓度预警系统，其特征在于，所述地面监测模块包括第一地面监测子模块和第二地面监测子模块；
所述第一地面监测子模块固定于所述作业人员上，包括第一定位单元和第一粉尘监测单元，所述第一定位单元用于检测所述作业人员的位置信息，所述第一粉尘单元用于检测所述作业人员所处位置的粉尘浓度信息；
所述第二地面监测子模块固定于所述作业车辆上，包括第二定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁新启，常永刚，邓有燃，威华，贺振伟，陈再明，贺昌斌，刘鑫，王景川，柴书罡，
申请(专利权)人：中煤平朔集团有限公司，华北科技学院，
类型：发明
国别省市：山西;14