一种矿井安全系统及控制方法_2

文档序号:9369720阅读:来源:国知局
的掘进面除尘喷雾模型,包括送风机构的风向稳定一致、喷雾机构的进水量可控、送风机构的送风/出风正常、水栗的管道供水水压正常、喷雾机构设置有增压机构和多道喷雾水幕、送风机构的既定阀值为95%、粉尘检测机构的粉尘采样周期为I分钟。
[0053]优选地,所述步骤(A)建立的综采面及回风巷道的除尘喷雾模型,包括送风机构的风向稳定一致、送风机构的风速不超过2m/s、直径大于0.1um的尘粒垂直下降初速度恒定为lm/s,粉尘离地面高度为4米、喷雾机构设置有增压机构和多道喷雾水幕,默认自动开启一道水幕,送风机构的既定阀值为95%、粉尘检测机构的粉尘采样周期为I分钟。
[0054]优选地,所述步骤(D),建立的预测矿工职业危害计算模型,包括在强烈的体力劳动中每分钟的肺通量为40升、呼出与呼入占比为10 %、人员运动轨迹50米内粉尘浓度不变、人员在A处待tl分钟,粉尘浓度为cl (mg/m.m.m), B处待t2分钟,粉尘浓度为c2 (mg/m.m.m), C处待t3分钟,粉尘浓度为c3 (mg/m.m.m)、一个工作日工作时间为8小时、粉尘传感器与周围50米读卡分站绑定或每个读卡分站与周围半径50米粉尘传感器绑定;
[0055]根据接尘作业的时间肺总通气量,单位是升/(日.人),一般成年健康人在平静呼吸时,每分钟呼吸16次左右,每次吸入或呼出气体400?500mL,每分钟为6?8L ;在强烈的体力劳动中,每分钟肺通气量可增加到数十升,显然,个人呼吸性粉尘浓度越高,接尘时间越长,时间肺总通气量越大,阻留在肺内的粉尘总量就越多,则:
[0056]TffA = [(cl*tl+c2*t2+c3*t3)/8*60]*[(tl+t2+t3)*40/1000]*90%
[0057]优选地,所述步骤(E)建立的粉尘自燃或爆炸预测计算模型,包括风向稳定一致、混合气体氧气浓度大于12%。
[0058]本发明提供的矿井安全系统,由于包括了除尘装置、定位装置、预警装置与通信装置,除尘装置能够实时监测矿井下预设位置的粉尘浓度,并当预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘,定位装置能够实时监测矿井下工作人员的位置,当所述预警装置监测到矿井下所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时,结合定位装置了解该危险区域工作人员运动轨迹,并通过所述通信控制机构控制所述音箱通知相关人员撤离。
【附图说明】
[0059]为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例,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。
[0060]图1为本发明实施例一提供的矿井安全系统的示意图;
[0061]图2为本发明实施例二提供的矿井安全系统的示意图;
[0062]图3为本发明实施例二中喷雾机构的示意图。
【具体实施方式】
[0063]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
[0064]实施例一
[0065]请如图1所示,本实施例提供一种矿井安全系统,包括,用于实时监测矿井下预设位置粉尘浓度,并当所述预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘的除尘装置100 ;用于实时监测矿井下工作人员位置的定位装置200 ;于实时检测矿井下预设位置温度和瓦斯浓度,并当所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时进行送风的预警装置300 ;分别与所述除尘装置100、所述定位装置200和所述预警装置300连接,当矿井下所述预设位置粉尘浓度、温度或者瓦斯浓度大于预设值时,用于通知工作人员的通信装置400。
[0066]矿井下尤其是煤矿矿井下,在煤矿的开采过程中,矿井下的粉尘浓度对人体的危害较大,且当粉尘浓度达到一定程度时,可能引起爆炸,从而导致重大安全事故。因此,对矿井下粉尘浓度的监测和处理非常必要。现有技术中有实时监测粉尘和处理粉尘、检测温度和瓦斯浓度的系统和装置,能够及时监测矿井下粉尘的浓度、温度和瓦斯浓度,并能够对采集到的信息进行处理,然而,由于粉尘、温度和瓦斯的监测和处理与工作人员的关联度不高,仍然导致在矿井下作业的工作人员的身体健康被粉尘所危害,人身安全被瓦斯爆炸和粉尘自然所威胁。
[0067]本发明实施例提供的矿井安全系统,由于包括了能够实时监测矿井下预设位置粉尘浓度,并当预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘的除尘装置100,还包括了用于对矿井下工作人员位置进行实时定位的定位装置200,还包括当所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时进行送风的预警装置300还包括了分别与所述除尘装置100、所述定位装置200和所述预警装置300连接,当矿井下所述预设位置粉尘浓度、温度或者瓦斯浓度大于预设值时,用于通知工作人员的通信装置400,由于除尘装置100、预警装置300对矿井下粉尘浓度、温度、瓦斯浓度的监测时实时进行的,因此,当矿井下粉尘浓度、温度、瓦斯浓度大于预设值时,除尘装置100能够及时进行除尘处理,保证粉尘浓度处于预设浓度之下,预警装置300能够及时混合式,通风送新鲜风流,其中,预设粉尘浓度为对工作人员的身体健康没有影响或者影响较小的浓度,预设温度为不会引起粉尘自然的温度,预设瓦斯浓度为会引起瓦斯爆炸的极限浓度以下的浓度,当矿井下预设位置粉尘浓度大于预设浓度时,或温度值和瓦斯浓度高于预设值时,通信装置300能够及时通知处于该预设位置或者靠近该预设位置或者即将去预设位置的工作人员,使得工作人员能够及时远离该预设位置,有效避免了粉尘浓度过高、粉尘自然或瓦斯爆炸导致的对工作人员的危害。
[0068]实施例二
[0069]请如图2所示,本实施例提供的矿井安全系统与实施例一相比较,其不同点在于,
[0070]本实施例中的除尘装置100包括,安装在矿井下预设位置的喷雾机构101 ;安装在矿井下预设位置的送风机构102 ;安装在矿井下预设位置的粉尘检测机构103 ;以及粉尘检测机构103检测的预设位置粉尘浓度大于预设浓度时,用于控制喷雾机构101与送风机构102运行的除尘控制机构104。
[0071]矿井下矿物的开采,尤其是煤矿的开采中,微粒在机械的作用下游离在空中,微粒中含有大量的有害物质,会随着工作人员的呼吸进入工作人员的体内,从而对危害工作人员的身体健康。本实施例提供的除尘装置200是通过喷雾机构101将水雾化与空气中的微粒接触,使得空气中的微粒落下地面,在此过程中,通过送风机构102吹风,带动矿井下空气的流动,从而达到除尘的目的。粉尘检测机构103实时检测矿井下预设位置空气中粉尘的浓度,除尘控制机构104通过粉尘检测机构103检测的结果来控制喷雾机构101和送风机构102的运行。具体的,首先开启送风机构102进行除尘,在送风机构102除尘的过程汇总,粉尘检测机构103实时检测预设位置的粉尘浓度,当预设位置粉尘浓度大于预设浓度时,除尘控制机构104控制喷雾机构101进行喷雾,直至粉尘浓度小于预设浓度。
[0072]本实施例中的除尘装置100还包括,用于增强喷雾机构101内水压的增压机构105,增压机构105与除尘控制机构104连接,除尘控制机构104还用于在喷雾机构101与送风机构102运行后,矿井下预设位置的粉尘浓度大于预设浓度时,控制增压机构105运行。
[0073]其中,当喷雾机构101与送风机构102进行除尘时,如果粉尘检测机构103检测到预设位置的粉尘浓度仍然大于预设浓度,此时,除尘控制机构104控制增压机构105对喷雾机构101进行增压,从而增强喷雾机构101喷出的水的速度,提高除尘的效率和效果。
[0074]其中,喷雾机构101包括,设置在预设位置的喷头1011,通过水管与喷头1011连接的水栗1012,以及通过水管与水栗1012连接的水源1013,增压机构105与水栗1012连接。
[0075]本实施例中的送风机构102包括风机、进风口与出风口,在风机的驱动下,空气从进风口进入送风机构102,然后通过出风口输出。粉尘检测机构103包括分别设置在进风口与出风口的粉尘传感器。粉尘传感器能够及时检测矿井下预设位置的粉尘的浓度。
[0076]本实施例中的定位装置200包括,设置在工作人员上的标识卡201,用于实时读取标识卡201位置的读卡机构202,以及,与读卡机构202连接,用于传输标识
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