数字化束管火情监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种数字化束管火情监测系统，属于煤矿井下火情监测及预警技术领域。所述数字化束管火情监测系统包括束管，气体分析主机和泵站；束管连接气体分析主机，所述泵站用于驱动束管内的气体流动；所述气体分析主机设于井下，气体分析主机设有气体成分数据传输接口，所述数据传输接口通过对应的通信线路连接井上的设备。本发明提供的方案是将检测分析矿井气体的装置安装在井下，减少了束管的长度，缩短了对矿井气体取样测量的时间，能够更快速的发现危险情况。束管的气阻变小，相应的布设成本低，对应的泵站性能要求降低，节约了成本。
【专利说明】
数字化束管火情监测系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种数字化束管火情监测系统，属于煤矿井下火情监测及预警技术领域。
【背景技术】
[0002]据统计，在我国开采的煤矿中，存在自燃发火危险的矿井占总矿井数的70%左右，自燃发火煤层占累计可采煤层数的80%，且自燃火灾发生的次数占矿井火灾总数的94%以上。因此，自然发火事故的预防必然成为煤矿安全研究的重点。及时准确地发出火情早期预报，并能及时确定火源点位置，不仅可以及时采取防灭火措施，将火灾事故消除于萌芽状态，而且大大减少灭火造成的经济损失，防止火灾甚至爆炸事故的发生，避免因此造成的巨大经济损失。
[0003]现有的火情监测方法主要有:
[0004](I)人工井下现场采集井下气体样本并带到地面，使用相应的测试设备对采集到的气体样本进行监测分析;这种方法取气繁琐，时间长，浪费人力资源。
[0005](2)井下铺设束管，利用地面抽气栗将待检测区的气体抽到地面，使用相应的测试设备进行监测；例如，公开号为CN104832216A的专利披露了一种煤矿自然火灾光纤测温束管监测系统及方法，使用的就是铺设束管将井下气体抽到地面上进行检测的方案。这种方法需要将气体抽到地面上，所以束管很长，气阻很大，需要较大的栗站进行抽气;再者，由于束管很长，气体需要流动到井上需要较长的时间，导致采集的气体数据实时性较差，对危险情况的发生有一定的反应延迟;最后，过长得束管容易出现泄漏等问题，使测量结果的准确性大打折扣。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种数字化束管火情监测系统，用于解决由于束管太长而采集实时性差得问题。
[0007]—种数字化束管火情监测系统，包括束管，气体分析主机和栗站;束管连接气体分析主机，所述栗站用于驱动束管内的气体流动;所述气体分析主机设于井下，气体分析主机设有气体成分数据传输接口，所述数据传输接口通过对应的通信线路连接井上的设备。
[0008]进一步的，所述数据传输接口对应连接的通信线路是RS485总线、RJ45总线或者通讯光缆。
[0009]进一步的，所述气体分析主机包括CPU，气体分析测量模块，束管切换模块和气体分析主机通讯模块;束管通过束管切换模块连接气体分析测量模块，CPU采样连接气体分析测量模块，用于获取气体分析结果，CPU连接所述气体分析主机通讯模块;气体分析主机通讯模块用于连接对应的通信线路。
[0010]进一步的，还包括感温光缆和测温控制柜，测温控制柜设于井下，感温光缆连接测温控制柜，测温控制柜设有温度数据传输接口，所述温度数据传输接口通过对应的通信线路连接井上的设备。
[0011]进一步的，所述温度数据传输接口对应连接的通信线路是RS485总线、RJ45总线或者通讯光缆。
[0012]进一步的，所述测温控制柜包括MCU，温度光纤测量模块和测温控制柜通讯模块；所述MCU连接温度光纤测量模块和测温控制柜通讯模块;感温光缆连接温度光纤测量模块，测温控制柜通讯模块用于连接对应的通信线路。
[0013]进一步的，所述气体分析主机包括CPU，气体分析测量模块，束管切换模块和通讯模块;束管通过束管切换模块连接气体分析测量模块，CPU采样连接气体分析测量模块，用于获取气体分析结果，CPU连接所述通讯模块;所述CPU还连接温度光纤测量模块，温度光纤测量模块用于连接感温光缆。
[0014]本发明提供的方案是将检测分析矿井气体的装置安装在井下，减少了束管的长度，缩短了对矿井气体取样测量的时间，能够更快速的发现危险情况，延迟减小，实时性强。而且，束管的长度减小，气阻也变小，相应的布设成本低，对应的栗站性能要求低，节约了成本。另外，由于束管越长，越有可能发生泄漏等问题，导致测量的结果不准确，降低束管长度在一定程度上能够增加测量准确性。
[0015]感温光缆和测温控制柜的作用是能够配合束管检测信息，更加准确的监测火情发生，能快速的找出发生火情的位置，防止发生更大的危险。
【附图说明】
[0016]图1是数字化束管火情监测系统实施例的系统图；
[0017]图2是数字化束管火情监测系统实施例气体分析主机的结构图；
[0018]图3是带有测温控制柜数字化束管火情监测系统实施例的系统图；
[0019]图4是数字化束管火情监测系统测温控制柜的结构图；
[0020]图5是气体分析主机和测温控制柜集成时的数字化束管火情监测系统结构图。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示，本发明所述的数字化束管火情监测系统设于井下，包括一组束管、一个气体分析主机和一个栗站，束管连接气体分析主机，栗站用于驱动束管内的气体流动。
[0024]所述气体分析主机的结构如图2所示，包括一个CPU，一个束管切换模块、一个气体分析测量模块和一个气体分析主机通讯模块;束管通过束管切换模块连接气体分析测量模块，CPU采样连接气体分析测量模块，用于获取气体分析结果;CPU连接所述气体分析主机通讯模块;气体分析主机通讯模块通过对应的RS485总线连接井上的设备。
[0025]在栗站的驱动下，矿井中的气体流入束管，经过束管切换模块后进入气体分析测量模块;气体分析测量模块分析检测气体的成分，并把分析检测到的结果发送给CPU;CPU根据气体分析测量模块发送过来的数据判断相应的矿井是否会发生火情，并把判断的结果通过气体分析主机通讯模块发送给井上的设备。
[0026]气体分析主机还可以采用其他结构，比如，上述【背景技术】中记载的，公开号为CN104832216A的专利中气体分析主机的结构。
[0027]在本实施例中，气体分析主机通过RS485总线连接井上的设备，作为其他实施方式，可以采用其他的通信线路，如RJ45或通讯光缆。
[0028]实施例2
[0029]如图3所示，在本实施例提供的数字化束管火情监测系统，是在实施例1系统的基础上，增加一个测温控制柜和一组感温光缆，感温光缆连接测温控制柜。
[0030]所述测温控制柜的结构如图4所示，包括一个MCU，一个温度光纤测量模块和一个测温控制柜通讯模块;感温光缆通过温度光纤测量模块连接M⑶，M⑶连接测温控制柜通讯模块，测温控制柜通讯模块通过对应的RS485总线连接井上的设备。
[0031 ]温度光纤测量模块使用感温光缆测量矿井的温度信息，并把测量到的信息发送给MCU。当有火情发生时，MCU根据从温度光纤测量模块接收到的矿井信息判断发生火情的位置，并通过测温控制柜通讯模块发送给井上的设备。
[0032]感温光缆和测温控制柜的作用是能够配合束管检测信息，更加准确的监测火情发生，能快速的找出发生火情的位置，防止发生更大的危险。
[0033]在本实施例中，测温控制柜主机通过RS485总线连接井上的设备，作为其他实施方式，可以采用其他的通信线路，如RJ45或通讯光缆。
[0034]在本实施例中，将气体分析功能与温度测量功能分离设置;在测温控制柜中，还设有为所述CPU、MCU和栗站供电的电源变换模块。作为其他实施方式，电源变换模块可以采用其他方式，如使用外接电源分别为CPU、MCU和栗站供电。
[0035]实施例3
[0036]本实施例提供的方案是将气体分析功能和温度测量功能集成在一起，系统结构如图5所示，在实施例1中气体分析主机的基础上，增加一个温度光纤测量模块和一组感温光缆，感温光缆通过温度光纤连接CPU。
[0037]在栗站的驱动下，矿井中的气体流入束管，经过束管切换模块后进入气体分析测量模块;气体分析测量模块分析检测气体的成分，并把分析检测到的结果发送给CPU;CPU根据气体分析测量模块发送过来的数据判断相应的矿井是否会发生火情，并把判断的结果通过气体分析主机通讯模块发送给井上的设备。
[0038]温度光纤测量模块使用感温光缆测量矿井的温度信息，并把测量到的信息发送给CPU。当有火情发生时，CPU根据从温度光纤测量模块接收到的矿井信息判断发生火情的位置，并通过测温控制柜通讯模块发送给井上的设备。
[0039]以上给出了本发明涉及的【具体实施方式】，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种数字化束管火情监测系统，包括束管，气体分析主机和栗站;束管连接气体分析主机，所述栗站用于驱动束管内的气体流动；其特征在于，所述气体分析主机设于井下，气体分析主机设有气体成分数据传输接口，所述数据传输接口通过对应的通信线路连接井上的设备。2.根据权利要求1所述的数字化束管火情监测系统，其特征在于，所述数据传输接口对应连接的通信线路是RS485总线、RJ45总线或者通讯光缆。3.根据权利要求1所述的数字化束管火情监测系统，其特征在于，所述气体分析主机包括CPU，气体分析测量模块，束管切换模块和气体分析主机通讯模块;束管通过束管切换模块连接气体分析测量模块，CPU采样连接气体分析测量模块，用于获取气体分析结果，CPU连接所述气体分析主机通讯模块;气体分析主机通讯模块用于连接对应的通信线路。4.根据权利要求1所述的数字化束管火情监测系统，其特征在于，还包括感温光缆和测温控制柜，测温控制柜设于井下，感温光缆连接测温控制柜，测温控制柜设有温度数据传输接口，所述温度数据传输接口通过对应的通信线路连接井上的设备。5.根据权利要求4所述的数字化束管火情监测系统，其特征在于，所述温度数据传输接口对应连接的通信线路是RS485总线、RJ45总线或者通讯光缆。6.根据权利要求4所述的数字化束管火情监测系统，其特征在于，所述测温控制柜包括MCU，温度光纤测量模块和测温控制柜通讯模块;所述MCU连接温度光纤测量模块和测温控制柜通讯模块;感温光缆连接温度光纤测量模块，测温控制柜通讯模块用于连接对应的通ig线路。7.根据权利要求1所述的数字化束管火情监测系统，其特征在于，所述气体分析主机包括CPU，气体分析测量模块，束管切换模块和通讯模块;束管通过束管切换模块连接气体分析测量模块，CPU采样连接气体分析测量模块，用于获取气体分析结果，CPU连接所述通讯模块;所述(PU还连接温度光纤测量模块，温度光纤测量模块用于连接感温光缆。
【文档编号】E21F17/18GK105927279SQ201610509355
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】赵彤宇, 李波, 贺卫星, 王志东, 闫明利, 付国良, 马瑞涛
【申请人】郑州光力科技股份有限公司