【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及井下作业安全，具体地涉及一种井工煤矿安全监测预警装置及一种井工煤矿安全监测预警方法。
技术介绍
1、井工煤矿开采为地下作业，相比于露天开采，井下开采条件更复杂难度更高。在井下采矿时，由于环境中存在有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、co、co2等有害气体，以及粉尘、尘埃等颗粒物有害物质，严重威胁着工作人员的生命安全。上述易燃气体一旦发生燃烧，造成瓦斯爆炸，则会酿成灾难性火灾，甚至导致瓦斯或煤尘连锁性爆炸。瓦斯爆炸产生的高温高压气浪，以极大的速度向外冲击，会造成煤矿巷道和器材设施的严重损毁，给煤矿安全带来是严重的威胁和破坏，因此，亟需一种煤矿安全监测预警装置对煤矿环境进行安全监测，以保护煤矿作业人员和煤矿器材设施的安全。
技术实现思路
1、本专利技术实施方式的目的是提供一种井工煤矿安全监测预警装置及方法，以解决煤矿开采时，无法保证工作业人员和器材设施安全的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种井工煤矿安全监测预警装置，所述装置包括控制单元、气体过滤机构、气体流速检测仪、气体成分检测仪、清理机构和警报单元；
3、所述气体过滤机构用于实时采集待测矿井中的气体，过滤掉气体中的颗粒物，将过滤后的气体发送至气体流速检测仪；
4、所述气体流速检测仪用于对过滤后的气体进行气体流速检测，并将检测到的气体流速发送至控制单元；
5、所述控制单元用于对气体流速进行平均值计算，得到气体流速平均值；在确定气体流速平均值小于预设流速值的情况下
6、所述清理机构用于根据清理指令对所述气体过滤机构进行灰尘清理；
7、所述气体成分检测仪用于根据检测指令检测气体成分和各气体成分的含量并反馈给控制单元；
8、所述控制单元还用于根据气体成分查询各气体成分对应的警报阈值，并根据各气体成分的含量及对应的警报阈值的比较结果输出对应的报警指令至警报单元。
9、可选的，所述气体过滤机构包括壳体和灰尘过滤网；所述灰尘过滤网固定安装在矿井中铺设的主管道的出气口，用于过滤气体中的颗粒物；所述壳体作为保护罩罩设在灰尘过滤网之外。
10、可选的，所述清理机构包括清洗喷头、第一排污水管和第二排污水管；所述清洗喷头安装在壳体上远离灰尘过滤网的一侧，所述第一排污水管设置在壳体的下方，所述第二排污水管设置在主管道上靠近过滤机构的进气管与过滤机构之间。
11、可选的，不同矿井深度对应不同的预设流速值；
12、所述控制单元还用于在接收到气体流速后，根据待测矿井的深度确定对应的预设流速值。
13、可选的，所述控制单元还用于根据时间顺序对相邻时刻接收到的气体流速进行差值计算，当后一时刻的气体流速与前一时刻的气体流速之差为负值且超出预设差值范围，则生成气体不流通报警提示并发送给警报单元。
14、可选的，所述清理机构还用于在对气体过滤机构完成灰尘清理之后，反馈清理完成指令至控制单元；
15、所述控制单元还用于响应清理完成指令，将当前时刻获取的气体流速与预设流速值进行比较，当当前时刻的气体流速依然小于预设流速值时，则生成堵塞报警指令并发送给警报单元。
16、可选的，所述井工煤矿安全监测预警装置还包括气体收集机构；
17、所述气体收集机构包括铺设于矿井中的主管道，所述主管道上等距安装有进气管，每个进气管上设置有受控制单元控制的气阀；
18、所述气体收集机构用于收集待测矿井中的气体，并将收集到的气体传输给气体过滤机构。
19、可选的，所述井工煤矿安全监测预警装置还包括抽风机；所述抽风机用于将气体过滤机构过滤后的气体抽送给气体成分检测仪。
20、可选的，所述井工煤矿安全监测预警装置还包括显示单元；
21、所述显示单元与所述控制单元连接，用于显示来自控制单元的数据，所述数据包括气体成分、各气体成分的含量和控制单元发送的报警提示；所述报警提示包括气体不流通报警提示或堵塞报警提示。
22、本专利技术第二方面提供一种井工煤矿安全监测预警方法，所述方法包括：
23、获取气体流速检测仪检测的气体流速并进行平均值计算，得到气体流速平均值；
24、将所述气体流速平均值与预设流速值进行比较，当气体流速平均值小于预设流速值，则生成清理指令发送给清理机构；当气体流速平均值大于等于预设流速值，则生成检测指令发送给气体成分检测仪；
25、根据检测得到的气体成分查询各气体成分对应的警报阈值，并根据各气体成分的含量及对应的警报阈值的比较结果，输出对应的报警指令至警报单元进行。
26、本申请提供一种井工煤矿安全监测预警装置及方法，该装置通过过滤机构过滤掉颗粒物，并将过滤后的气体输入到流速检测仪进行气体流速检测，随后控制单元对气体流速进行平均值计算，得到气体流速平均值；然后将气体流速平均值与预设流速值进行比较，在气体流速平均值小于预设流速值的情况下，则生成清理指令发送给清理机构；在气体流速平均值大于等于预设流速值的情况下，生成检测指令发送给气体成分检测仪；根据气体检测仪检测得到的气体成分查询各气体成分对应的警报阈值，并根据各警报阈值对各气体成分的含量进行判断，当气体成分的含量大于对应的警报阈值时，则启动警报单元进行报警，实现对煤矿环境的安全监测，保护煤矿作业人员和煤矿器材设施的安全。
27、本专利技术实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述装置包括控制单元、气体过滤机构、气体流速检测仪(5)、气体成分检测仪(7)、清理机构和警报单元；
2.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述气体过滤机构包括壳体(2)和灰尘过滤网(3)；所述灰尘过滤网(3)固定安装在矿井中铺设的主管道(1)的出气口，用于过滤气体中的颗粒物；所述壳体(2)作为保护罩罩设在灰尘过滤网(3)之外。
3.根据权利要求2所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述清理机构包括清洗喷头(4)、第一排污水管(8)和第二排污水管(9)；所述清洗喷头(4)安装在壳体(2)上远离灰尘过滤网(3)的一侧，所述第一排污水管(8)设置在壳体(2)的下方，所述第二排污水管(9)设置在主管道(1)上靠近过滤机构的进气管与过滤机构之间。
4.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，不同矿井深度对应不同的预设流速值；
5.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述控制单元还用于根据时间顺序对相邻时刻接收到的气体流速进行
6.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述清理机构还用于在对气体过滤机构完成灰尘清理之后，反馈清理完成指令至控制单元；
7.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述井工煤矿安全监测预警装置还包括气体收集机构；
8.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述井工煤矿安全监测预警装置还包括抽风机(6)；所述抽风机(6)用于将气体过滤机构过滤后的气体抽送给气体成分检测仪(7)。
9.根据权利要求5或6所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述井工煤矿安全监测预警装置还包括显示单元；
10.一种基于权利要求1-9中任一项所述的井工煤矿安全监测预警装置的井工煤矿安全监测预警方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述装置包括控制单元、气体过滤机构、气体流速检测仪(5)、气体成分检测仪(7)、清理机构和警报单元；
2.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述气体过滤机构包括壳体(2)和灰尘过滤网(3)；所述灰尘过滤网(3)固定安装在矿井中铺设的主管道(1)的出气口，用于过滤气体中的颗粒物；所述壳体(2)作为保护罩罩设在灰尘过滤网(3)之外。
3.根据权利要求2所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，所述清理机构包括清洗喷头(4)、第一排污水管(8)和第二排污水管(9)；所述清洗喷头(4)安装在壳体(2)上远离灰尘过滤网(3)的一侧，所述第一排污水管(8)设置在壳体(2)的下方，所述第二排污水管(9)设置在主管道(1)上靠近过滤机构的进气管与过滤机构之间。
4.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特征在于，不同矿井深度对应不同的预设流速值；
5.根据权利要求1所述的井工煤矿安全监测预警装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳凯，张璐，王攀，谢雨寒，
申请(专利权)人：国能数智科技开发北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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