专利名称：矿井灾害的预警及防护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预警以及防护装置，特别是涉及一种矿井灾害的预警及防护装置。
背景技术：
目前，由于矿产资源的需求量日益剧增，采矿作业的强度也随之增加，但是，由于 目前在矿井作业中的灾害预警和灾害防护以及灾害发生后的救护技术及措施的不完善，矿 井灾害造成的人员伤害时有发生，如何让矿井工人在井下作业时的安全问题得以解决是矿 井作业安全问题的重中之重。目前应用于矿井灾害的预警的技术有如ZL200620034884. χ, 在这个实用新型专利中，申请人公开了一种煤矿瓦斯险情在线预警系统装置，通过探测终 端、节点收发器及系统主机组成，主要用于煤矿瓦斯险情的预警。但是，在矿井作业中，瓦斯 险情只是矿井险情的一种，塌方也是矿井作业中经常碰到的灾害，但是关于塌方的预警技 术及应用目前还看不到。另外，如果发生塌方或者瓦斯险情时，如何去救护井下作业人员， 是目前比较矿井救护中比较棘手的问题，亟待解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是要提供一种能够预警矿井瓦斯险情、塌方险情以及在 矿井瓦斯险情及塌方险情发生后的对井下工作人员的救护装置，最大可能的为井下工作人 员的作业安全提供保障。为了解决目前现有技术存在的问题，本发明采用以下技术方案一种矿井灾害预警及防护装置，包括有井上监控单元和井下采集单元，其特征在 于，所述的井上监控单元安装在矿井外面，井下采集单元安装在矿井内部，井上监控单元与 井下采集单元用连接电缆束连接，所述的矿井灾害预警及防护装置还包括有与井下采集单 元无线连接的携带终端以及安装在矿井井壁的且与井下采集单元无线连接的岩土位移探 测器。这样将矿井瓦斯险情的预警、塌方险情的预警以及险情发生后的预警整合为一个装 置，且便于操作执行。前述的矿井灾害预警及防护装置中的井下采集单元的数量至少为一个，所述的井 下采集单元采用的个数依矿井的深度和长度而定，最大可能的延伸到井下工人的作业区 域，前述的矿井灾害预警及防护装置中的相邻两个井下采集单元的间隔距离为10-12 米，且井下采集单元之间通过连接电缆束并联连接。将井下采集单元通过并联的方式连接， 这样可以尽量的即使在发生险情的情况下使得各个井下采集单元与井上监控单元非常紧 密的联系在一起；井下采集单元的采用每隔10-12米安装一个，这样使井下采集单元布满 井下作业区域，可以全方位的监控井下作业环境，提供监控力度。前述的矿井灾害预警及防护装置，其中，井上监控单元包括有信号收发器，以及与 信号收发器连接的信号分析器和显示井下工作环境的视频显示器。通过井上监控单元的信号收发器、信号分析器以及视频显示器详细的反应井下作业环境，对井下作业环境提供实 时监控，确保井下工人的作业安全。前述的矿井灾害预警及防护装置，其中，井下采集单元包括有瓦斯气体含量感应 头、信号收发器、井下作业环境视频采集摄像头、照明灯、救生袋、报警器。通过瓦斯气体含 量感应头来测量井下的瓦斯含量，通过信号收发器返回井上监控单元以分析瓦斯含量，在 瓦斯含量超标的情况下由信号收发器接受井上监控单元的信号并通过报警器给井下工人 进行报警提示；通过摄像头采集井下作业环境的视频，安装有照明灯一方面为工人井下作 业提供照明，另外也方便摄像。另外，井下采集单元中还含有救生袋，方便险情发生后为了 争取营救时间而所需的生存必需品。前述的矿井灾害预警及防护装置，其中，携带终端包括有与井下采集单元无线连 接的接收器和报警器。通过这个进一步提高预警力度，因为在井下的作业环境的噪音较大， 通过携带终端对险情进一步预警提示，另外，通过这个携带终端可以在险情发生后，可以通 过携带终端的无线电接收器寻找那些被掩埋在工人的营救。前述的矿井灾害预警及防护装置，其中的连接电缆束由电线、备用输氧管、通信线 缆组成。将电线、氧气输送管及通信电缆三线合一，便于安装和线路的布置。前述的矿井灾害预警及防护装置，其中的岩土位移探测器包括有位移感应器以及 与井下采集单元无线连接的信号发射器。通过安装位移感应器可以对矿井壁的位移做出检 测，对矿井塌方随时做出预警从而为井下作业的工人逃生争取宝贵的时间。前述的矿井灾害预警及防护装置，其中井下采集单元中的救生袋里面包括有救生 氧气吸头、饮用水和少量压缩食品。通过救生袋中的氧气、饮用水和压缩食物，可以在险情 发生时，为井下作业工人提供维持生命的必须品，另一方面也为救援人员争取营救时间。与现有技术相比，本发明提供提供一种既能够预警矿井瓦斯险情、塌方险情，并且 能够在矿井瓦斯险情及塌方险情发生后的对井下工作人员的救护装置，为井下工人在所述 险情发生后能够生存下来并为井外救护争取时间，做到最大可能的为井下工作人员的作业 安全提供保障。
图1是本发明矿井灾害预警及防护装置的结构示意2是本发明矿井灾害预警及防护装置的井上监控单元的结构示意3是本发明矿井灾害预警及防护装置的井下采集单元的结构示意4是本发明矿井灾害预警及防护装置的携带终端的结构示意5是本发明矿井灾害预警及防护装置的岩土位移探测器的结构示意6是本发明矿井灾害预警及防护装置的连接电缆束的结构示意图
具体实施例方式实施例1 如图1所示，井上监控单元1安装在矿井外面，井上监控单元1通过连 接电缆束5与井下采集单元2并联连接，井下采集单元2安装在矿壁上，且井下采集单元 2的数量至少是一个，当采用两个或两个以上的井下采集单元时，相邻两个井下采集单元2 之间的间隔距离为10-12米且通过连接电缆束并联连接，当然也可以根据实际需要来安排相邻两个井下采集单元2的间隔距离。如图2所示的井上监控单元1，其设置在矿井外面， 由专业人员操作，井上监控单元1由信号收发器10，以及与信号收发器10连接的信号分析 器12和显示井下工作环境的视频显示器11组成。其中，信号收发器10用于接收井下采集 单元2中的信号收发器20关于瓦斯气体含量感应头21感应到的瓦斯气体含量并将其传输 到信号分析器12，以及将岩土位移探测器中4的信号发射器40反馈回来的岩土位移感应 器41测得的岩土位移数据传输到信号分析器10，并且将信号分析器10发送出的有关险情 预警的信号传输给井下采集单元2中的报警器23。视频显示器11可以反映井下采集单元 2中的视频摄像头22摄制的井下环境，且其能在险情发生后为人员搜救提供帮助。如图3所示的井下采集单元2，其由瓦斯气体感应头21、信号收发器20、井下作业 环境视频采集摄像头22、照明灯25、救生袋M、报警器23组成，井下采集单元2是一个综 合功能元件。其中，瓦斯气体感应头可以采用目前市面销售的型号为JCB-120型瓦斯检测 仪，当然也可以采用其它类别的瓦斯气体感应头，瓦斯气体感应头21用于感应井下作业环 境中的瓦斯气体含量，并通过信号收发器20将瓦斯气体含量反馈给井上监控单元1 ；视频 采集摄像头22采集井下作业环境并通过井上监控单元1的视频显示器11显示出来；其中 的照明灯25，一方面可以为井下作业的正常进行提供便利，另一方面还可以在险情发生时 用于人员的搜救；救生袋M里面设置有救生氧气吸头、饮用水和压缩食物，其中的氧气吸 头与连接电缆束5里的氧气输入管52连接，以备在险情发生时供应井下工人生存所需，少 量饮用水和压缩食物也是为了在险情发生时供井下工人生存所需。另外，报警器23是用来 发出预警信号的。如图4所示的工人携带终端3，其包括有与井下采集单元2无线连接的接收器31 和报警器32。接收器31与井下采集单元2通过无线连接，用于接收由井上监控单元1发出 的并经井下采集单元2无线中转的预警信号。如图5所示的岩土位移探测器4，所述的位移探测器4由位移感应器41以及与井 下采集单元2无线连接的信号发射器40组成。位移感应器可以采用上海派铼兹科贸有限 公司生产的位移感应器器，当然也可以采用其它类别的位移感应器，位移感应器41对矿井 壁的位移进行检测，其上的信号发射器40将检测出的数据通过井下采集单元2反馈给井上 监控单元1，由井上监控单元1根据实际情况向井下采集单元2发出预警信号。如图6所示的连接电缆束5由电线51、氧气输送管52及通信线缆53组成，电线 51用于提供井下采集单元2中个用电元件的用电，氧气输送管52用于当矿井灾害发生时井 下工作人员生存所需，通信电缆53用于井下采集单元2与井上监控单元1的通信，从而完 成检测及预警等各个环节的工作。实施例2 如图1所示的井上监控单元1，其设置在矿井外面，井上监控单元1与 当地安监局的信息中心有专线连接，还与当地的国土资源局有专线连接，及时通报及接受 相关信息。此井上监控单元1由专业人员操作，井上监控单元1由信号收发器10，以及与信 号收发器10连接的信号分析器12和显示井下工作环境的视频显示器11组成。其中，信号 收发器10用于接收井下采集单元2中的信号收发器20关于瓦斯气体含量感应头21感应 到的瓦斯气体含量并将其传输到信号分析器12，以及将岩土位移探测器中4的信号发射器 40反馈回来的岩土位移感应器41测得的岩土位移数据传输到信号分析器10，并且将信号 分析器10发送出的有关险情预警的信号传输给井下采集单元2中的报警器23。视频显示器11可以反映井下采集单元2中的视频摄像头22摄制的井下环境，且其能在险情发生后 为人员搜救提供帮助。如图3所示的井下采集单元2，其由瓦斯气体感应头21、信号收发器20、井下作业 环境视频采集摄像头22、照明灯25、救生袋M、报警器23组成，井下采集单元2是一个综 合功能元件。其中，瓦斯气体感应头可以采用目前市面销售的型号为JCB-120型瓦斯检测 仪，当然也可以采用其它类别的瓦斯气体感应头，其中，瓦斯气体感应头21用于感应井下 作业环境中的瓦斯气体含量，并通过信号收发器20将瓦斯气体含量反馈给井上监控单元 1 ；视频采集摄像头22采集井下作业环境并通过井上监控单元1的视频显示器11显示出 来；其中的照明灯25，一方面可以为井下作业的正常进行提供便利，另一方面还可以在险 情发生时用于人员的搜救；救生袋M里面设置有救生氧气吸头、饮用水和压缩食物，其中 的氧气吸头与连接电缆束5里的氧气输入管52连接，以备在险情发生时供应井下工人生存 所需，少量饮用水和压缩食物也是为了在险情发生时供井下工人生存所需。另外，报警器23 是用来发出预警信号的。如图4所示的工人携带终端3，其包括有与井下采集单元2无线连接的接收器31 和报警器32。接收器31与井下采集单元2通过无线连接，用于接收由井上监控单元1发出 的并经井下采集单元2无线中转的预警信号。如图5所示的岩土位移探测器4，其由位移感应器41以及与井下采集单元2无 线连接的信号发射器40组成。位移感应器可以采用上海派铼兹科贸有限公司生产的位移 感应器器，当然也可以采用其它类别的位移感应器，位移感应器41对矿井壁的位移进行检 测，其上的信号发射器40将检测出的数据通过井下采集单元2反馈给井上监控单元1，由井 上监控单元1根据实际情况向井下采集单元2发出预警信号。如图6所示的连接电缆束5由电线51、氧气输送管52及通信线缆53组成，电线 51用于提供井采集单元2中个用电元件的用电，氧气输送管52用于当矿井灾害发生时井下 工作人员生存所需，通信电缆53用于井下采集单元2与井上监控单元1的通信，从而完成 检测及预警等各个环节的工作。
权利要求
1.一种矿井灾害预警及防护装置，包括有井上监控单元(1)和井下采集单元O)，其特 征在于所述的井上监控单元(1)安装在矿井外面，井下采集单元( 安装在矿井内部，井 上监控单元(1)与井下采集单元( 用连接电缆束( 连接；该装置还包括有与井下采集 单元( 无线连接的携带终端(3)以及安装在矿井井壁的且与井下采集单元( 无线连接 的岩土位移探测器(4)。
2.如权利要求1所述的矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，所述的井下采集单元 (2)的数量至少为一个。
3.如权利要求2所述的矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，相邻两个井下采集单 元⑵的间隔距离为10-12米，且井下采集单元⑵之间通过连接电缆束(5)并联连接。
4.如权利要求1或2所述的矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，所述的井上监控单 元(1)包括有信号收发器(10)，以及与信号收发器(10)连接的信号分析器(1 和视频显 示器(11)。
5.如权利要求1或2所述的矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，所述的井下采集 单元( 包括有瓦斯气体含量感应头、信号收发器00)、视频采集摄像头0 、照明灯 (25)、救生袋(24)和报警器(23) 0
6.如权利要求1或2所述矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，所述的携带终端(3) 包括有与井下采集单元( 无线连接的接收器(31)和报警器(32)。
7.如权利要求1或2所述的矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，所述的连接电缆束 (5)由电线(51)、氧气输送管(52)、通信线缆(53)组成。
8.如权利要求1所述的矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，所述的岩土位移探测 器(4)包括有位移感应器Gl)以及与井下采集单元( 无线连接的信号发射器GO)。
9.如权利要求4所述的矿井灾害预警及防护装置，其特征在于，其中井下采集单元中 的救生袋04)里面装有有氧气吸头、饮用水和压缩食品。
全文摘要
本发明提供一种矿井灾害预警及防护装置，包括有井上监控单元(1)和井下采集单元(2)，所述的井上监控单元(1)安装在矿井外面，井下采集单元(2)安装在矿井内部，井上监控单元(1)与井下采集单元(2)用连接电缆束(5)连接，所述的矿井灾害预警及防护装置还包括有与井下采集单元(2)无线连接的携带终端(3)以及安装在矿井井壁的且与井下采集单元(2)无线连接的岩土位移探测器(4)。本发明用于矿井作业时的灾害前如瓦斯险情及塌方险情前的预警及在灾害发生时的救护。
文档编号E21F11/00GK102086778SQ20091030671
公开日2011年6月8日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者沈新荣 申请人:沈新荣