一种煤矿井下巷道通风报警装置的制作方法

本发明属于煤矿安全监测装置领域，具体涉及一种煤矿井下巷道通风报警装置。

背景技术：

矿井通风担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘、污浊气流和抽放瓦斯的重任。井巷中合理的风量将会对整个矿井的生产和安全构成产生巨大的影响。目前，矿井通风系统仍采用就地分散控制，其主要弊端是操作工根据所需风量人为控制风机的开停及开停的风机台数，这很大程度上取决于经验判断，当突发性大量瓦斯突出时，若操作人员监控不力极有可能造成瓦斯爆炸事故，其严重后果是造成人员伤亡。因此，需建立一套功能完善的自动监测控制系统，能够实现矿井通风系统的自动化和智能化，能够根据井下瓦斯浓度自动控制风机的开停及开停的台数，以保证各分支井巷中通风风量大小，从而满足安全生产、运行可靠的要求；同时能够根据各相关重要监测指标的超标情况分别发出不同声音的自动报警，从而使煤矿安全人员及时了解矿井中那部分出了问题，以便更好的解决跟报警关系最密切的安全问题，同时通过报警声也能够及时通知人员及早撤离；此外，在遇到瓦斯浓度太高，有井下工作人员昏倒时，需要井上救援人员能快速得知被救援人员的位置及井下状况。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种煤矿井下巷道通风报警装置，对井下巷道通风情况、瓦斯浓度以及粉尘状况进行监控并根据不同的安全隐患监测项目进行针对性的及时报警，以帮助煤矿安全人员及时准确的消除相关安全隐患，保障井下作业的安全。

本发明的技术方案是：一种煤矿井下巷道通风报警装置，包括：通风检测单元、有毒气体检测单元、粉尘检测单元、人体检测单元、微处理器、报警单元以及无线通信模块；所述通风检测单元用于实时检测向井下巷道供风的风机的风速、风压以及振动状况，并将所检测到的风速、风压以及振动信号实时发送给所述微处理器；所述有毒气体检测单元用于实时检测井下巷道内的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度，并将检测到的各浓度信号实时发送给所述微处理器；所述粉尘检测单元用于实时检测井下巷道内的粉尘浓度，并将粉尘浓度信号实时发送给所述微处理器；所述人体检测单元用于检测是否有人存在，并将人体检测信号实时发送给所述微处理器；所述微处理器用于实时接收所述通风检测单元所发送的风机的风速、风压以及振动信号并发送给无线通信模块，微处理器同时将所接收到的风机的风速、风压以及振动信号与设定的风速、风压以及振动值进行实时比对，若所接收到的风机的风速、风压以及振动信号三者中的一个或多个信号值低于设定值，所述微处理器将向所述报警单元发出通风异常报警指令；所述微处理器还用于实时接收所述有毒气体检测单元所检测到的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号并发送给无线通信模块，微处理器同时将所接收到的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号值与设定的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度值进行实时比对，若所接收到的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号值三者中的一个或多个信号值超过设定值，所述微处理器将向所述报警单元发出有毒气体超标报警指令，同时启动与其信号连接的备用风机，以增加供风力度；所述微处理器还用于实时接收所述粉尘检测单元所发送的粉尘浓度信号并发送给无线通信模块，微处理器同时将所接收到的粉尘浓度信号与设定的粉尘浓度值进行实时比对，若所接收到的粉尘浓度信号值超过设定值，所述微处理器将向所述报警单元发出粉尘超标报警指令，同时启动与其信号连接的备用风机，以增加供风力度；所述微处理器还用于实时接收所述人体检测单元所发送的人体检测信号并发送给无线通信模块；所述报警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述微处理器发送来的通风异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述微处理器发送来的有毒气体超标报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述微处理器发送来的粉尘超标报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述微处理器发送来的风机的风速、风压以及振动信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述微处理器发送来的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述微处理器发送来的粉尘浓度信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述微处理器发送来的人体检测信号并发送给监控中心以及移动客户端。

较佳地，所述微处理器还通过控制开关与动力电源信号连接。

较佳地，所述微处理器还信号连接有用于实时检测井下巷道内温度的温度传感器。

较佳地，所述人体检测单元包括分别与微处理器信号连接的摄像机以及人体红外传感器；所述人体检测信号包括所述摄像机拍摄到的视频信号以及人体红外传感器所检测到的人体红外信号。

较佳地，所述有毒气体检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的甲烷传感器、CO传感器、NO₂传感器以及SO₂传感器。

较佳地，所述微处理器还信号连接有应急灯。

较佳地，所述微处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。

较佳地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。

本发明的有益效果：本发明提供了一种煤矿井下巷道通风报警装置，能够对井下巷道通风情况、瓦斯浓度以及粉尘状况进行监控并根据不同的安全隐患监测项目进行针对性的及时报警，以帮助煤矿安全人员及时准确的消除相关安全隐患，保障井下作业的安全；能够实现矿井通风系统的自动化和智能化，能够根据井下瓦斯浓度自动控制备用风机的开停，以保证井巷中通风风量大小，从而满足安全生产、运行可靠的要求；同时能够根据各相关重要监测指标的超标情况分别发出不同声音的自动报警，从而使煤矿安全人员及时解决跟报警关系最密切的安全问题，同时通过报警声也能够及时通知人员及早撤离；此外，在遇到瓦斯浓度太高，有井下工作人员昏倒时，需要井上救援人员能快速得知被救援人员的位置及井下状况。

附图说明

图1是本发明的电系统框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种煤矿井下巷道通风报警装置，包括：通风检测单元、有毒气体检测单元、粉尘检测单元、人体检测单元、微处理器、报警单元以及无线通信模块；所述通风检测单元用于实时检测向井下巷道供风的风机的风速、风压以及振动状况，并将所检测到的风速、风压以及振动信号实时发送给所述微处理器；所述有毒气体检测单元用于实时检测井下巷道内的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度，并将检测到的各浓度信号实时发送给所述微处理器；所述粉尘检测单元用于实时检测井下巷道内的粉尘浓度，并将粉尘浓度信号实时发送给所述微处理器；所述人体检测单元用于检测是否有人存在，并将人体检测信号实时发送给所述微处理器；所述微处理器用于实时接收所述通风检测单元所发送的风机的风速、风压以及振动信号并发送给无线通信模块，微处理器同时将所接收到的风机的风速、风压以及振动信号与设定的风速、风压以及振动值进行实时比对，若所接收到的风机的风速、风压以及振动信号三者中的一个或多个信号值低于设定值，所述微处理器将向所述报警单元发出通风异常报警指令；所述微处理器还用于实时接收所述有毒气体检测单元所检测到的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号并发送给无线通信模块，微处理器同时将所接收到的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号值与设定的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度值进行实时比对，若所接收到的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号值三者中的一个或多个信号值超过设定值，所述微处理器将向所述报警单元发出有毒气体超标报警指令，同时启动与其信号连接的备用风机，以增加供风力度；所述微处理器还用于实时接收所述粉尘检测单元所发送的粉尘浓度信号并发送给无线通信模块，微处理器同时将所接收到的粉尘浓度信号与设定的粉尘浓度值进行实时比对，若所接收到的粉尘浓度信号值超过设定值，所述微处理器将向所述报警单元发出粉尘超标报警指令，同时启动与其信号连接的备用风机，以增加供风力度；所述微处理器还用于实时接收所述人体检测单元所发送的人体检测信号并发送给无线通信模块；所述报警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述微处理器发送来的通风异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述微处理器发送来的有毒气体超标报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述微处理器发送来的粉尘超标报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述微处理器发送来的风机的风速、风压以及振动信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述微处理器发送来的甲烷浓度、CO浓度、NO₂浓度以及SO₂浓度信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述微处理器发送来的粉尘浓度信号并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述微处理器发送来的人体检测信号并发送给监控中心以及移动客户端。本实施例能够对井下巷道通风情况、瓦斯浓度以及粉尘状况进行监控并根据不同的安全隐患监测项目进行针对性的及时报警，以帮助煤矿安全人员及时准确的消除相关安全隐患，保障井下作业的安全；能够实现矿井通风系统的自动化和智能化，能够根据井下瓦斯浓度自动控制备用风机的开停，以保证井巷中通风风量大小，从而满足安全生产、运行可靠的要求；同时能够根据各相关重要监测指标的超标情况分别发出不同声音的自动报警，从而使煤矿安全人员及时解决跟报警关系最密切的安全问题，同时通过报警声也能够及时通知人员及早撤离；此外，在遇到瓦斯浓度太高，有井下工作人员昏倒时，需要井上救援人员能快速得知被救援人员的位置及井下状况。

进一步地，所述微处理器还通过控制开关与动力电源信号连接。当各报警异常信号不能在设定的时间内通过本装置自动消除时，微处理器将关闭控制开关，从而强制切断动力电源，使得机器停止运转，避免继续产生有毒气体或者粉尘。所述控制开关具体可以是继电器开关。

进一步地，所述微处理器还信号连接有用于实时检测井下巷道内温度的温度传感器。可以将所检测的温度值通过无线通信模块实时发送至监控中心主机及移动客户端(手机等)。

进一步地，所述人体检测单元包括分别与微处理器信号连接的摄像机以及人体红外传感器；所述人体检测信号包括所述摄像机拍摄到的视频信号以及人体红外传感器所检测到的人体红外信号。

进一步地，所述有毒气体检测单元包括分别与所述微处理器信号连接的甲烷传感器、CO传感器、NO₂传感器以及SO₂传感器。

进一步地，所述微处理器还信号连接有应急灯。

进一步地，所述微处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。

进一步地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。

综上所述，本发明提供的一种煤矿井下巷道通风报警装置，能够对井下巷道通风情况、瓦斯浓度以及粉尘状况进行监控并根据不同的安全隐患监测项目进行针对性的及时报警，以帮助煤矿安全人员及时准确的消除相关安全隐患，保障井下作业的安全；能够实现矿井通风系统的自动化和智能化，能够根据井下瓦斯浓度自动控制备用风机的开停，以保证井巷中通风风量大小，从而满足安全生产、运行可靠的要求；同时能够根据各相关重要监测指标的超标情况分别发出不同声音的自动报警，从而使煤矿安全人员及时解决跟报警关系最密切的安全问题，同时通过报警声也能够及时通知人员及早撤离；此外，在遇到瓦斯浓度太高，有井下工作人员昏倒时，需要井上救援人员能快速得知被救援人员的位置及井下状况。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。