一种矿井瓦斯智能巡检系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿井瓦斯智能巡检系统及方法，该系统包括多通道瓦斯气体采样模块

【技术实现步骤摘要】
一种矿井瓦斯智能巡检系统及方法


[0001]本专利技术属于矿井瓦斯检测
，尤其是涉及一种矿井瓦斯智能巡检系统及方法
。

技术介绍

[0002]瓦斯灾害是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一，瓦斯管理始终是煤矿的重点环节，由瓦斯引发的事故造成了巨大的损失
。《
智能化煤矿
(
井工
)
分类
、
分级技术条件与评价
》
中明确指出：“具有瓦斯灾害的矿井，应建设完善的瓦斯智能感知系统，宜建设合理的瓦斯抽采系统，对工作面
、
掘进头等瓦斯易集聚区域进行智能监测，监测数据实现自动上传与分析”。
[0003]现有的瓦斯巡检监测预警系统无法真实反映瓦斯巡检员的瓦斯检测操作过程，瓦斯巡检员有条件偷懒及作弊，导致巡检过程中脱岗
、
空班
、
漏检和假报现象时有发生，数据的真实性难以保证，严重影响对于瓦斯浓度的准确监测
、
预测预警，增加了煤矿安全生产的难度，更对人员生命健康造成威胁
。
且大多预警系统为被动式进气检测，在复杂环境下容易出现监测不准确的情况
。
因此，在国家政策
、
现实需求与导向以及新一代信息技术的驱动下，对瓦斯浓度的实时巡检与预警在智慧矿山系统中有着非常重要的意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井瓦斯智能巡检系统，通过利用多通道瓦斯气体采样模块，由煤矿井下常用的被动式进气采集变为选用主动式抽气泵进行主动连续的抽气采集，提高了在瓦斯易聚集
、
风流紊乱较高等区域瓦斯浓度监测的准确度；采用多参数传感检测模块，其监测数据可作为井下瓦斯灾害隐患识别
、
瓦斯浓度预测预警的依据，并结合红外摄像模块和定位器对瓦斯浓度异常监测区域以及瓦检员的实时监测，显示主机的实时数据显示，实现多元化的信息监测以及对瓦检员严格的管理与监督，有效的提升了对于瓦斯浓度检测数据的可靠度
、
准确度
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：包括设置在矿井内的多通道瓦斯气体采样模块
、
与所述多通道瓦斯气体采样模块连接的多参数传感检测模块
、
设置在所述矿井内的红外摄像模块
、
以及用于接收多参数传感检测模块和红外摄像模块输出信号的显示主机；
[0006]所述多通道瓦斯气体采样模块包括设置在所述矿井内的采样壳体
、
设置在所述采样壳体内的抽气泵
、
以及设置在所述采样壳体内且与所述抽气泵连通的抽气组件；所述抽气泵和所述抽气组件之间通过进气管道连通，所述抽气泵通过出气管道和多参数传感检测模块连通；所述抽气泵和所述抽气组件均由抽气控制单元控制，所述抽气控制单元布设在所述采样壳体内；
[0007]所述多参数传感检测模块包括检测壳体
、
设置在所述检测壳体内的吸气泵
、
以及设置在所述检测壳体内且与所述吸气泵连通的检测气室，所述吸气泵由检测控制单元控
制，所述检测气室和所述检测控制单元连接；所述抽气泵通过出气管道和所述吸气泵的进气口连通，所述吸气泵的出气口和所述检测气室连通；
[0008]所述红外摄像模块包括设置在所述矿井内的监测点处的摄像仪，所述摄像仪的外侧设置有摄像壳体；所述摄像仪由摄像控制单元控制
。
[0009]上述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述抽气组件包括多个均设置在矿井内监测点处的抽气管道和设置在多个所述抽气管道的端部且与所述抽气管道连通的汇总管道，所述抽气管道和所述汇总管道的连接处设置有电磁阀，所述电磁阀的数量和所述抽气管道的数量相等且一一对应；所述进气管道和所述汇总管道连通；所述抽气管道远离所述汇总管道的端部设置有定位器，所述定位器和所述显示主机之间通过第三通信模块连接
。
[0010]上述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述抽气控制单元包括第一电路板，所述第一电路板上集成有第一控制器和与所述第一控制器连接的定时器，所述抽气泵和所述电磁阀均由第一控制器控制；所述第一控制器和所述显示主机之间通过第一通信模块连接
。
[0011]上述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述检测控制单元包括第二电路板，所述第二电路板上集成有第二控制器和与所述第二控制器连接的报警器，所述第二控制器和所述显示主机之间通过第二通信模块连接
。
[0012]上述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述检测气室内设置有
CH4传感器
、CO
传感器
、CO2传感器
、O2传感器
、H2S
传感器
、
以及温度传感器，所述
CH4传感器
、CO
传感器
、CO2传感器
、O2传感器
、H2S
传感器
、
以及温度传感器的信号输出端与所述第二控制器的信号输入端连接
。
[0013]上述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述显示主机上设置有显示屏，所述显示主机内设置有第三电路板，所述第三电路板上集成有第三控制器和与所述第三控制器连接的存储器，所述显示屏和所述第三控制器连接；所述第一控制器通过第一通信模块和所述第三控制器连接；所述定位器通过第三通信模块和所述第三控制器连接；所述第二控制器通过第二通信模块和所述第三控制器连接；第四控制器通过第四通信模块和所述第三控制器连接
。
[0014]上述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述摄像控制单元包括第四电路板，所述第四电路板上集成有第四控制器，所述第四控制器和所述显示主机之间通过第四通信模块连接；所述摄像仪由所述第四控制器控制
。
[0015]本专利技术还提供了一种根据所述的系统对矿井瓦斯进行巡检的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0016]步骤一
、
划分并存储瓦斯浓度等级：划分瓦斯浓度预警等级，其中，当瓦斯浓度小于
0.3
％时，为瓦斯正常状态；当瓦斯浓度范围为
0.3
％～
0.5
％时，为预警Ⅰ级状态；当瓦斯浓度超过
0.75
％时，为预警
II
级状态；当瓦斯浓度超过1％时，为报警状态；并将瓦斯浓度预警等级划分的瓦斯浓度值保存至存储器中；
[0017]步骤二
、
抽取监测点处的空气：启动第一控制器，第一控制器控制电磁阀开启，同时抽气泵开始抽气，将监测点处的空气抽入所述抽气组件内，依次经过所述抽气泵和出气管道后进入所述多参数传感检测模块内，所述第一控制器控制电磁阀闭合；其中，设置定时
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：包括设置在矿井内的多通道瓦斯气体采样模块
、
与所述多通道瓦斯气体采样模块连接的多参数传感检测模块
、
设置在所述矿井内的红外摄像模块
、
以及用于接收多参数传感检测模块和红外摄像模块输出信号的显示主机；所述多通道瓦斯气体采样模块包括设置在所述矿井内的采样壳体
(3)、
设置在所述采样壳体
(3)
内的抽气泵
(7)、
以及设置在所述采样壳体
(3)
内且与所述抽气泵
(7)
连通的抽气组件；所述抽气泵
(7)
和所述抽气组件之间通过进气管道
(11)
连通，所述抽气泵
(7)
通过出气管道
(12)
和多参数传感检测模块连通；所述抽气泵
(7)
和所述抽气组件均由抽气控制单元控制，所述抽气控制单元布设在所述采样壳体
(3)
内；所述多参数传感检测模块包括检测壳体
(2)、
设置在所述检测壳体
(2)
内的吸气泵
(16)、
以及设置在所述检测壳体
(2)
内且与所述吸气泵
(16)
连通的检测气室
(21)
，所述吸气泵
(16)
由检测控制单元控制，所述检测气室
(21)
和所述检测控制单元连接；所述抽气泵
(7)
通过出气管道
(12)
和所述吸气泵
(16)
的进气口连通，所述吸气泵
(16)
的出气口和所述检测气室
(21)
连通；所述红外摄像模块包括设置在所述矿井内的监测点处的摄像仪
(19)
，所述摄像仪
(19)
的外侧设置有摄像壳体；所述摄像仪
(19)
由摄像控制单元控制
。2.
根据权利要求1所述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述抽气组件包括多个均设置在矿井内监测点处的抽气管道
(14)
和设置在多个所述抽气管道
(14)
的端部且与所述抽气管道
(14)
连通的汇总管道
(15)
，所述抽气管道
(14)
和所述汇总管道
(15)
的连接处设置有电磁阀
(8)
，所述电磁阀
(8)
的数量和所述抽气管道
(14)
的数量相等且一一对应；所述进气管道
(11)
和所述汇总管道
(15)
连通；所述抽气管道
(14)
远离所述汇总管道
(15)
的端部设置有定位器
(4)
，所述定位器
(4)
和所述显示主机之间通过第三通信模块
(31)
连接
。3.
根据权利要求1所述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述抽气控制单元包括第一电路板，所述第一电路板上集成有第一控制器
(13)
和与所述第一控制器
(13)
连接的定时器
(6)
，所述抽气泵
(7)
和所述电磁阀
(8)
均由第一控制器
(13)
控制；所述第一控制器
(13)
和所述显示主机之间通过第一通信模块
(29)
连接
。4.
根据权利要求3所述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述检测控制单元包括第二电路板，所述第二电路板上集成有第二控制器
(27)
和与所述第二控制器
(27)
连接的报警器
(18)
，所述第二控制器
(27)
和所述显示主机之间通过第二通信模块
(30)
连接
。5.
根据权利要求4所述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述检测气室
(21)
内设置有
CH4传感器
(22)、CO
传感器
(23)、CO2传感器
(24)、O2传感器
(25)、H2S
传感器
(26)、
以及温度传感器
(17)
，所述
CH4传感器
(22)、CO
传感器
(23)、CO2传感器
(24)、O2传感器
(25)、H2S
传感器
(26)、
以及温度传感器
(17)
的信号输出端与所述第二控制器
(27)
的信号输入端连接
。6.
根据权利要求5所述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述显示主机上设置有显示屏
(28)
，所述显示主机内设置有第三电路板，所述第三电路板上集成有第三控制器
(20)
和与所述第三控制器
(20)
连接的存储器
(10)
，所述显示屏
(28)
和所述第三控制器
(20)
连接；所述第一控制器
(13)
通过第一通信模块
(29)
和所述第三控制器
(20)
连接；所述定位器
(4)
通过第三通信模块
(31)
和所述第三控制器
(20)
连接；所述第二控制器
(27)
通过
第二通信模块
(30)
和所述第三控制器
(20)
连接；第四控制器
(9)
通过第四通信模块
(1)
和所述第三控制器
(20)
连接
。7.
根据权利要求1所述的一种矿井瓦斯智能巡检系统，其特征在于：所述摄像控制单元包括第四电路板，所述第四电路板上集成有第四控制器
(9)
，所述第四控制器
(9)
和所述显示主机之间通过第四通信模块
(1)
连接；所述摄像仪
(19)
由所述第四控制器
(9)
控制
。8.
根据权利要求7所述的系统对矿井瓦斯进行巡检的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一
、
划分并存储瓦斯浓度等级：划分瓦斯浓度预警等级，其中，当瓦斯浓度小于
0.3
％时，为瓦斯正常状态；当瓦斯浓度范围为
0.3
％～
0.5
％时，为预警Ⅰ级状态；当瓦斯浓度超过
0.75
％时，为预警
II
级状态；当瓦斯浓度超过1％时，为报警状态；并将瓦斯浓度预警等级划分的瓦斯浓度值保存至存储器
(10)
中；步骤二
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟峰，李卓洋，刘韩飞，易泓印，商小鹏，郭玉梁，吴金钟，张丽，杨博，李高爽，李煜，张静怡，
申请(专利权)人：陕西西科智安信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：