矿井开采安全监控方法、系统和矿井开采安全车与流程

本发明涉及采矿安全技术领域，具体涉及一种矿井开采安全监控方法、系统和矿井开采安全车。

背景技术

随着我国煤炭使用量与开采的煤矿数量的不断增加，人们对矿井开采的安全也越来越重视。

在现有技术中，对于矿井下的环境信息的获取与监管需要通过提前布置各种检测装置，然后通过总线将数据传到监控终端上。但是这种方法存在布线方式和布线结构上的固定，经常不能满足某些工作中的调整变化需求，降低了矿井开采安全监控的灵活性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种矿井开采安全监控方法、系统和矿井开采安全车，以解决矿井开采安全监控的灵活性较低的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种矿井开采安全车包括车主体和设置在所述车主体上的安全监控设备；

所述安全监控设备包括采集模块、处理器、无线通讯模块和响应模块；

所述采集模块，用于采集矿井的环境信息；

所述处理器，用于根据预设的分析规则，对所述环境信息进行分析，得到所述矿井的当前监测值；检测所述当前监测值是否达到预设阈值；若检测到所述当前监测值达到所述预设阈值，生成预警信号；

所述无线通讯模块，用于将所述预警信号发送给监控终端；

所述响应模块，用于响应所述预警信号。

进一步地，所述的矿井开采安全车中，无线通讯模块还用于接收所述监控终端发送的第一控制指令；

所述处理器，还用于根据所述第一控制指令，控制所述车主体运行。

进一步地，所述的矿井开采安全车，还包括定位模块；

所述定位模块，用于采集所述车主体的定位信息；

所述处理器，还用于将所述定位信息通过所述无线通讯模块发送给所述监控终端，以便监控人员根据所述定位信息向所述监控终端输入所述第一监控指令。

进一步地，所述的矿井开采安全车中，定位模块包括全球定位系统gps导航单元和惯性导航单元。

进一步地，所述的矿井开采安全车中，处理器还用于将所述环境信息通过所述无线通讯模块发送给所述监控终端，以便监控人员根据所述环境信息向所述监控终端输入所述第一控制指令。

进一步地，所述的矿井开采安全车中，处理器还用于生成启动通风系统的第二控制指令，并将所述第二控制指令通过所述无线通讯模块发送给所述通风系统。

进一步地，所述的矿井开采安全车中，处理器还用于根据所述环境信息和预设的通风风速与环境信息的关联关系，确定目标通风速度；将所述目标通风速度通过所述无线通讯模块发送给所述通风系统。

进一步地，所述的矿井开采安全车中，无线通讯模块还用于接收所述监控终端发送的分析规则调整信息；

所述处理器，还用于获取所述分析规则调整信息，并根据所述分析规则调整信息对所述预设的分析规则进行调整。

本发明还提供一种矿井开采安全监控系统，包括监控终端和上述任一所述的矿井开采安全车；

所述监控终端与所述矿井开采安全车无线通讯连接。

本发明还提供一种矿井开采安全监控方法，应用于上述任一所述的矿井开采安全车，所述方法包括：

采集矿井的环境信息；

根据预设的分析规则，对所述环境信息进行分析，得到所述矿井的当前监测值；

检测所述当前监测值是否达到预设阈值；

若检测到所述当前监测值达到所述预设阈值，生成预警信号；

响应所述预警信号，并将所述预警信号发送给监控终端。

本发明的矿井开采安全监控方法、系统和矿井开采安全车，通过采集模块采集矿井的环境信息，处理器根据预设的分析规则对环境信息进行分析，确定矿井当前的监测值，通过对矿井当前监测值的监测，确定其是否达到预设阈值，如果达到了便生成并响应预警信号，并经由无线通讯模块将预警信号发送给监控终端，及时向工作人员报警，以便工作人员做出处理工作，不仅省时省力，还能增强工作人员的安全保障，同时还省略了布置总线的步骤，能够适应较多的环境，满足某些工作中的调整变化需求，提高矿井开采安全监控的灵活性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明矿井开采安全车实施例一的结构示意图。

图2是本发明矿井开采安全车实施例二的结构示意图。

图3是本发明矿井开采安全监控系统实施例的结构示意图。

图4是本发明矿井开采安全监控方法实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明矿井开采安全车实施例一的结构示意图。

如图1所示，矿井开采安全车包括车主体101和安全监控设备102，其中安全监控设备102设置在车主体101上，安全监控设备102包括采集模块1021、处理器1022、响应模块1023和无线通讯模块1024。

采集模块1021，用于采集矿井的环境信息；

处理器1022，用于根据预设的分析规则，对所述环境信息进行分析，得到所述矿井的当前监测值；检测所述当前监测值是否达到预设阈值；若检测到所述当前监测值达到所述预设阈值，生成预警信号；

响应模块1023，用于响应所述预警信号；

无线通讯模块1024，用于将预警信号发送给监控终端。

本实施例中，矿井开采安全车通过采集模块1021采集矿井的环境信息，采集模块1021中具有传感器，例如，瓦斯浓度传感器，通过瓦斯浓度传感器来采集其所在区域内的瓦斯浓度。对于瓦斯浓度传感器，可以使用mjc4/3.0l传感器，mjc4/3.0l型号用来探测瓦斯浓度信息的装置，是根据催化燃烧效应制成的，并且具有桥路输出电压线性、响应速度、工作稳定等特点，非常适合煤矿的井下监测的特性是能够抗硫化氢(h2s)、有机硅中毒；再如，红外传感器，利用红外传感器可以探测人体红外信号，从而确定该区域内是否有人。对于红外传感器，可以采用被动式探测型红外传感器，此种传感器能够接受外界红外辐射，而不需要自动向外辐射红外光源，主要目的便是收集人体红外信号，对红外信息相对敏感，能够立马接受并处理红外信息。

采集到矿井的环境信息之后，处理器1022根据预设的分析规则对采集的环境信息进行检测，在实际应用中，矿井开采安全车会根据矿井内的实际情况设置一种分析规则，例如，几种易燃易爆气体融合的浓度以及与氧气结合的浓度到达某一固定值时，就会容易出现燃烧爆炸等危险情况等，这时可以根据该情况分析设定相应的计算公式来计算出矿井内综合情况下的气体浓度值，该计算公式便是预设的分析规则。通过该分析规则，对采集到的环境信息进行分析，并得到该区域相应的监测值。得到矿井的当前监测值后，判断当前监测值是否达到预设阈值，如果达到了预设阈值，那么便生成预警信号，并通过响应模块1023对上述预警信号进行响应，还要利用无线通讯模块1024将上述预警信号发送给监控终端，及时向工作人员报警。本实施例的矿井开采安全车相比于现有的提前布置各种检测装置，然后通过总线将数据传到监控终端的监测方式，不仅省时省力，还能够满足某些工作中的调整变化需求，灵活性更高。

图2是本发明矿井开采安全车实施例二的结构示意图。

如图2所示，矿井开采安全车包括车主体101和安全监控设备102，其中安全监控设备102设置在车主体101上，安全监控设备102包括采集模块1021、处理器1022、响应模块1023和无线通讯模块1024。矿井开采安全车通过无线通讯模块1024与通风系统103相连。

在本实施例中，处理器1022还用于生成启动通风系统103的第二控制指令；无线通讯模块1024还用于将处理器1022生成的第二控制指令发送给通风系统103，使通风系统103能够在矿井内易燃易爆气体浓度超过预设阈值时开启，及时控制矿井内的气体浓度，保证工作人员的安全。

进一步地，矿井内环境信息与通风系统103的风速具有一定的关联关系，设定矿井内环境信息与通风系统103的风速的关联关系后，处理器1022还可以根据预设的矿井内环境信息与通风系统103的风速的关联关系以及采集的环境信息，确定在当前情况下需要开启的通风系统103的风速，再通过无线通讯模块1024将所述风速发送给通风系统103，从而控制通风系统103的风速，保证在开启通风系统后，能够更优地控制矿井内的气体浓度。

图3是本发明矿井开采安全监控系统实施例的结构示意图。

如图3所示，本实施例的矿井开采安全监控系统包括监控终端和如上述实施例的矿井开采安全车；其中，监控终端与矿井开采安全车无线通讯连接。

例如，矿井开采安全车包括车主体101和安全监控设备102，其中安全监控设备102设置在车主体101上，安全监控设备102包括采集模块1021、处理器1022、响应模块1023、无线通讯模块1024和定位模块1025。矿井开采安全车通过无线通讯模块1024与监控终端104相连。

本实施例中，无线通讯模块1024还用于接收监控终端104发送的第一控制指令，处理器1022还用于根据监控终端104发送的第一控制指令，控制车主体101运行。其中，第一控制指令可以包括前进指令、后退指令、左转指令、右转指令、开始/暂停指令、加速指令和减速指令。例如，用户想要控制矿井开采安全车向前运动，则可以按下代表前进指令的按键，还可以通过代表加速和减速指令的按键来控制矿井开采安全车向前行进的速度，等其到达用户指定的位置之后，可以通过代表开始/暂停指令的按键让其停止运动，当再次按下代表开始/暂停指令的按键时，矿井开采安全车又会重新运行起来。在矿井开采安全车首次运行时，矿井开采安全车与监控终端104处于无连接状态，因此，用户在通过监控终端104发送第一控制指令之前需要检测是否与无线通讯模块1024连接成功，如果未连接，通过监控终端104向无线通讯模块1024发送连接指令，建立连接。开启矿井开采安全车需要点击监控终端104中代表开启/暂停指令的按键，从而让监控终端104通过无线通讯模块1024将启动指令发送给处理器1022，处理器1022控制车主体101开启。

另外，处理器1022还用于将采集的矿井的环境信息通过无线通讯模块1024发送给监控终端104，这样监控人便可以根据监控终端104接收的环境信息向监控终端104输入控制矿井开采安全车运行的第一控制指令。

进一步地，矿井开采安全车还包括定位模块1025，定位模块1025，用于采集所述车主体101的定位信息；处理器1022，还用于将定位信息通过无线通讯模块1024发送给监控终端104。

本实施例中，定位模块1025包括全球定位系统gps导航单元和惯性导航单元，全球定位系统gps导航单元是根据gps提供的位置信息，以及导航前规划的线路，指引用户行驶，gps是通过接收卫星发送的信号计算出自身位置的，当矿井开采安全车被遮挡后，gps设备就无法定位了，而矿井开采安全车需要在矿井中运行，因此只应用全球定位系统gps导航单元并不能实现定位的功能，需要结合惯性导航单元一起应用于矿井开采安全车上，惯性导航单元在失去位置时，还可以根据矿井开采安全车的速度、位置以及加速度等信息推算出矿井开采安全车最新的位置，如此，在没有gps的情况下，仍然能够对矿井开采安全车进行定位，获取车主体101的定位信息，并将车主体101的定位信息发送给处理器1022，处理器1022通过无线通讯模块1024将车主体101的定位信息发送给监控终端104，使监控人员能够根据定位信息了解矿井开采安全车的具体位置，从而方便监控人员向监控终端104输入第一控制指令，控制矿井开采安全车的行动。

本实施例中，无线通讯模块1024还用于接收监控终端104发送的分析规则调整信息；处理器1022还用于获取所述分析规则调整信息，并根据所述分析规则调整信息对所述预设的分析规则进行调整。例如，当监控人员通过监控终端104接收到预警信息后，发现矿井内的环境并未达到需要预警的情况，此时监控终端104需要根据实际情况向无线通讯模块1024发送分析规则调整信息，无线通讯模块1024将分析规则调整信息再发送给处理器1022，处理器1022根据分析规则调整信息对预设的分析规则进行调整，从而提高预设的分析规则的准确性。

本实施例的矿井开采安全监控系统，通过监控终端104向无线通讯模块1024发送第一控制指令，处理器1022根据第一控制指令控制车主体101行动，另外，定位模块1025还能够将车主体101的定位信息通过无线通讯模块1024发送给监控终端104，这样可以更清晰的了解矿井开采安全车在矿井中的位置信息，更有利于监控人员向矿井开采安全车发送第一控制指令，使矿井开采安全车在矿井内运行时更加灵活，能够全方位的监控矿井的环境信息，更大程度地保障工作人员的人身安全。

图4是本发明矿井开采安全监控方法实施例的流程图。

如图4所示，本实施例的方法包括以下步骤：

s101、采集矿井的环境信息；

矿井开采安全车通过传感器对矿井的环境信息进行采集，其中，环境信息可以包括气体浓度和人体红外信号等。

s102、根据预设的分析规则，分析所述环境信息，得到矿井当前监测值；

矿井开采安全车会根据预设的分析规则，对采集到的环境信息进行分析，并得到该区域相应的监测值，在本实施例中，监测值包括气体浓度与人体红外监测值。其中，预设的分析规则以及监测值已经在上述实施例中作出了详细解释，此处便不再赘述。

s103、检测所述当前监测值是否达到预设阈值；

本实施例中，预设阈值包括通过上述预设的分析规则计算出会导致燃烧爆炸等危险情况的气体浓度的阈值以及检测到一定区域内有人的人体红外阈值，将上一步骤得到的监测值与通过预设分析规则得出的预设阈值进行比较，检测所述监测值是否达到所述预设阈值。

s104、若检测到所述当前监测值达到所述预设阈值，生成预警信号；

通过上一步骤的检测，如果检测的结果是当前的监测值没有达到所述的预设阈值，那么矿井开采安全车将会继续进行监测，如果检测的结果是当前的监测值达到了所述的预设阈值，便生成预警信号。其中，预警信号可以包括声音信号、光信号等。

s105、响应所述预警信号，并将所述预警信号发送给监控终端。

对上述生成的预警信号，做出响应。例如，当生成声音预警信号时，可以利用蜂鸣器来响应该预警信号，当监控区域内的当前监测值达到预设阈值时，蜂鸣器便会启动，通过蜂鸣器鸣叫，向工作人员预警，提醒矿工及时撤离；当生成光预警信号时，可以利用led灯来响应该预警信号，当监控区域内的当前监测值达到预设阈值时，led灯通过闪烁来向工作人员预警；矿井开采安全车响应预警信号，还可以通过控制通风系统，由于监控区域内的当前监测值达到预设阈值，说明该区域内的易燃易爆气体浓度较大，那么控制通风系统开启，可以有效降低矿井内易燃易爆气体浓度。

矿井开采安全车还会向监控终端发送预警短信，以便在用户接收到短信后，及时应对。在实际应用中，预警短信的内容可以根据情况的不同，设置不同的短信内容。例如，如果只是探测到人体红外监测值达到预设阈值，那么预警短信的内容可以是“在探测范围内发现有人”；如果只是探测到气体浓度达到了预设阈值，那么预警短信的内容可以是“在探测范围内的气体浓度较高，请尽快处理”；如果既探测到了人体红外监测值达到预设阈值，又探测到气体浓度达到了预设阈值，那么预警短信的内容可以是“在探测范围内发现有人，并且气体浓度较高，请尽快处理，并组织人员撤离”。

在实际应用中，对于发送的预警短信，可以做出如下设置：首先，设置发送短信的模式，例如，text模式和pdu模式，其中text模式收发短信代码较为简单，实现起来也十分容易，但是该模式不能发送中文短信，而pdu模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信，本实施例中应用的发送短信的模式为pdu模式；其次，将字符集的编码设置为ucs2编码，ucs2编码用于发送unicode字符；再次，将短信的文字信息转换为unicode编码字符串；最后，使用发送命令将预警短信发送到监控终端。

本实施例的矿井开采安全监控方法，通过采集矿井的环境信息，根据预设的分析规则，分析环境信息，从而得出矿井的当前监测值，并检测当前监测值是否达到预设阈值，若检测到当前监测值达到预设阈值，便生成预警信号，并响应预警信号，将预警信号发送给监控终端，及时向工作人员报警，以便工作人员做出处理工作，不仅省时省力，还能增强工作人员的安全保障，同时还省略了布置总线的步骤，能够适应较多的环境，满足某些工作中的调整变化需求，提高了矿井开采安全监控的灵活性。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。