一种矿井瓦斯实时监测及处理系统的制作方法

本发明涉及采矿工程领域，具体是涉及一种矿井瓦斯实时监测及处理系统。

背景技术：

矿井瓦斯是指井下以甲烷为主的有毒、有害气体的总称，有时单独指甲烷。瓦斯比空气轻，易扩散、渗透性强，容易从邻近层穿过岩层由采空区放出。瓦斯本身无毒性，但不能供人呼吸，当矿内空气中瓦斯浓度超过50％时，能使人因缺氧而窒息死亡。瓦斯能燃烧或爆炸，瓦斯爆炸是煤矿主要灾害之一，国内外已有不少由于瓦斯爆炸造成人员伤亡和严重破坏生产的事例。因此必须采取有效的预防措施，避免发生瓦斯爆炸事故，确保安全生产。

目前，矿井瓦斯防治多以下井前检测瓦斯浓度、井下杜绝明火、矿井实时通风为主，但是这种方式无法顾及到突发的瓦斯泄漏事故。基于上述现状，迫切需要设计一种瓦斯实时监测及处理方法来预防突发性瓦斯泄漏事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种矿井瓦斯实时监测及处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矿井瓦斯实时监测及处理系统，包括：检测装置、矿井环境监测系统和通风系统；所述检测装置通过无线局域网连接到所述矿井环境检测系统上；所述通风系统通过信号线连接到所述矿井环境监测系统上；所述检测装置包括红外热成像仪、红外气体传感器、cpu控制模块和语音通信模块；所述红外热成像仪、红外气体传感器和语音通信模块与cpu控制模块连接；所述cpu控制模块通过导线和所述通风系统连接；所述红外热成像仪和红外气体传感器用于检测矿井瓦斯浓度和矿井内明火；所述cpu控制模块用于协调各模块工作；所述通风系统用于矿井内通风和换气；所述矿井环境检测系统用于工作人员检测矿井环境。

作为本发明进一步的方案：所述检测装置还包括a/d转换模块、无线收发装置、声光报警模块和装置供电模块；所述红外线热成像仪和红外气体传感器分别与a/d转换模块连接；所述红外线热成像仪安装在可自动调节角度的安装座上；所述红外气体传感器安装在检测装置上，用于检测矿井瓦斯浓度；所述cpu控制模块与a/d转换模块、无线收发装置、语音通信模块、声光报警模块和装置供电模块分别连接，用于调节各模块的工作；所述无线收发装置用于连接矿区无线局域网，用于和矿井环境监测系统通信；所述无线收发装置设在矿井外部。

作为本发明再进一步的方案：所述语音通信模块和cpu控制模块封装在同一块电路板上，用于矿井人员和监控中心人员通信；所述语音通信模块包括麦克风、扬声器和a/d转换模块；所述麦克风和扬声器分别通过a/d转换模块与cpu控制模块连接。

作为本发明再进一步的方案：所述声光报警模块包括扬声器和报警灯；所述扬声器为语音通信模块的扬声器；所述报警灯通过导线与cpu控制模块连接；所述装置供电模块连接矿井用电网络，且装置供电模块与红外线热成像仪、红外气体传感器、cpu控制模块、无线收发装置、语音通信模块和声光报警模块连接。

作为本发明再进一步的方案：所述矿井环境检测系统包括无线收发装置、主服务器、监控装置、语音通信模块和监控中心供电模块；所述无线收发装置连接到主服务器上；所述主服务器通过网线连接监控装置，用于存储矿井信息；所述监控装置为计算机；所述监控装置连接通风系统和语音通信模块；所述监控中心供电模块通过导线连接语音通信模块、监控装置、主服务器和无线收发装置。

作为本发明再进一步的方案：所述通风系统包括主风机、主管道、支流管道、电磁管道阀和风机；所述主风机安装在通风房里，将自然空气输送到主管道内，所述主管道上设有连接支流管道；所述支流管道安装在矿井内，且每个巷道内设置一个支流管道；所述支流管道入口处设有电磁管道阀；所述支流管道上设有风机；所述主风机和电磁管道阀连接到监控装置上；所述风机连接到cpu控制模块上。

作为本发明进一步的方案：所述检测装置还包括数码显示屏；所述数码显示屏连接到cpu控制模块上。

一种采用上述矿井瓦斯实时监测及处理系统的矿井应急处理系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过传感器实时检测矿井内瓦斯浓度和矿井内温度分布，用于及时的对矿井内突发瓦斯泄漏事故进行报警；

2、本发明通过语音通信模块使矿井内工作人员和监控中心只会人员保持实时通信，即方便工人撤离突发地点而且方便矿井内工作人员针对未检测处的突发状况进行汇报；

3、本发明通过风机抽取矿井内气体完成泄漏点换气，防止瓦斯气体蔓延到矿井其余部分。

附图说明

图1为矿井瓦斯实时监测及处理系统检测装置的工作原理图。

图2为矿井瓦斯实时监测及处理系统监控中心的工作原理图。

图3为矿井瓦斯实时监测及处理系统通风系统的工作原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1-3，一种矿井瓦斯实时监测及处理系统，包括检测装置、矿井环境监测系统和通风系统；所述检测装置通过无线局域网连接到矿井环境检测系统上；所述通风系统通过信号线连接到矿井环境监测系统上；

所述检测装置包括检测传感器、cpu控制模块、无线收发装置、语音通信模块、声光报警模块和装置供电模块；所述检测传感器包括红外热成像仪、红外气体传感器和a/d转换模块；所述红外线热成像仪和红外气体传感器分别与a/d转换模块连接；所述红外线热成像仪安装在可自动调节角度的安装座上，用于根据矿井温度分布情况检测是否有明火产生；所述红外气体传感器安装在检测装置上，用于检测矿井瓦斯浓度；所述cpu控制模块与a/d转换模块、无线收发装置、语音通信模块、声光报警模块和装置供电模块分别连接，用于调节各模块的工作；所述无线收发装置用于连接矿区无线局域网，用于和矿井环境监测系统通信；进一步的了，为了防止矿井对无线信号的干扰，所述无线收发装置设在矿井外部；

所述语音通信模块和cpu控制模块封装在同一块电路板上，用于矿井人员和监控中心人员通信；所述语音通信模块包括麦克风、扬声器和a/d转换模块；所述麦克风和扬声器分别通过a/d转换模块与cpu控制模块连接；

所述声光报警模块包括扬声器和报警灯；所述扬声器为语音通信模块的扬声器；所述报警灯通过导线与cpu控制模块连接；所述装置供电模块接矿井用电网络，且装置供电模块与检测传感器、cpu控制模块、无线收发装置、语音通信模块和声光报警模块连接；

进一步的，为了使矿井工作人员可以形象的检测瓦斯浓度，所述检测装置还包括数码显示屏；所述数码显示屏连接到cpu控制模块上；

所述矿井环境检测系统包括无线收发装置、主服务器、监控装置、语音通信模块和监控中心供电模块；所述无线收发装置连接到主服务器上，用于和检测装置通信；所述主服务器通过网线连接监控装置，用于存储矿井信息；所述监控装置为计算机；所述监控装置连接通风系统和语音通信模块；所述监控中心供电模块通过导线连接语音通信模块、监控装置、主服务器和无线收发装置；

所述通风系统包括主风机、主管道、支流管道、电磁管道阀和风机；所述主风机安装在通风房里，将自然空气输送到主管道内，所述主管道上设有数个支流管道；所述支流管道安装在矿井内，每个矿井内设置一个支流管道；所述支流管道入口处设有电磁管道阀，用于切断支流管道和主管道的连通；所述支流管道上设有风机，用于通风和换气；所述主风机和电磁管道阀连接到监控装置上；所述风机连接到cpu控制模块上。

本实施例的工作原理是：

所述检测装置检测矿井内瓦斯浓度，通过和cpu控制模块设定的报警值对比，当超过报警值时，cpu控制模块控制声光报警模块发出报警声音；所述红外热成像仪通过矿井内红外成像检测矿井内是否出现明火；当工作人员发现矿井出现突发状况时，可以通过语音通信模块与监控中心通信，及时地对突发状况进行处理并控制；当检测装置检测到突发瓦斯泄漏时，即瓦斯浓度升高较快时，通过控制通风系统支路上风机反转，将矿井超限瓦斯抽出，然后将电磁管道阀闭合与主管道的连通，打开与矿井瓦斯管道的连通，将抽取的超限瓦斯气体排出，且不会影响其它矿井分区通风。

实施例2

一种矿井应急处理系统，包括实施例1所述的矿井瓦斯实时监测及处理系统。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。