专利名称：全自动瓦斯防爆设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种瓦斯防爆设备，特别涉及一种全自动瓦斯防爆设备。
背景技术：
煤矿瓦斯主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷， 此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。当空气中 氧气浓度达到10%时，瓦斯浓度在5_16%之间，如遇明火，就会发生爆炸，直接威胁着矿工 的生命安全。每个煤矿都必然产生瓦斯，瓦斯是煤矿的副产品，分别就在于浓度的高低。瓦 斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏 巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。另外，爆炸后生成大 量的有害气体，造成人员中毒死亡。消除井下瓦斯主要靠通风，将瓦斯浓度控制在一定浓度 之下就能保证安全，一般都要保证其浓度在1%以下。 现有技术可对瓦斯浓度进行监控，一般是利用传感器对监测面的瓦斯浓度进行监 测，如果通风系统不畅，造成瓦斯浓度上升，报警系统就会发出报警信号，提醒作业人员躲 避到安全的地方。但是，在全机械化开采中，大型设备的安装固定均需花费大量时间，如果 有爆炸的危险时，短时间内无法将设备撤出，如果发生爆炸将对设备造成极大破坏，造成不 可挽回的经济损失。 因此，需要一种全自动瓦斯防爆设备，能够在探测到有瓦斯爆炸的危险时，设备可 以自动进行临时的补救措施，降低巷道瓦斯浓度，发出报警信号。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种全自动瓦斯防爆设备，能够在探测到有瓦斯爆炸的危
险时，设备可以自动进行临时的补救措施，降低巷道瓦斯浓度，发出报警信号。 本发明的全自动瓦斯防爆设备，包括瓦斯监测系统、防爆系统、报警系统和控制系
统； 所述瓦斯监测系统用于监测采掘区域瓦斯浓度及温度；包括瓦斯传感器、温度传 感器、压力传感器和信号处理单元； 所述防爆系统用于在有爆炸危险时迅速释放大量惰性气体，以降低瓦斯浓度，在 发生爆炸或火灾后可辅助灭火；包括电动阀门，电动阀门设置在惰性气体压縮容器的排气 口上； 所述报警系统用于向发出报警信号；包括声光报警装置和无线发射模块，无线发 射模块与地面监控系统无线传输连接； 所述控制系统用于控制电动阀门、声光报警装置和无线发射模块启动与关闭，包 括微控制器和控制电路； 所述瓦斯传感器、温度传感器和压力传感器的信号通过信号处理单元输入到微控 制器。
进一步，所述惰性气体压縮容器的喷射口朝向掘进工作面； 进一步，所述惰性气体为纯度是100%的二氧化碳，在压力作用下以液态储存于惰 性气体压縮容器内； 进一步，还包括设置于全自动瓦斯防爆设备底部的行走机构和设置于行走机构上 的无线遥控接收端，无线遥控接收端与设置在安全地点的无线遥控控制端无线传输连接。
本发明的有益效果通过瓦斯监测系统实时监测瓦斯浓度和巷道温度，并与设定 值进行比较，有瓦斯爆炸的危险时，控制系统可以自动控制防爆系统迅速释放大量惰性气 体，降低瓦斯浓度，同时通过报警系统发出报警信号，提醒作业人员，这种系统能够自动实 现防爆的功能，结构简单，反应迅速，可有效的提高自动化煤矿开采的安全性。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型的系统架构图；
图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施例方式
图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型的结构示意图；如图所示本 实施例的全自动瓦斯防爆设备，包括瓦斯监测系统、防爆系统、报警系统和控制系统；所述 瓦斯监测系统用于监测采掘区域瓦斯浓度及温度；包括瓦斯传感器1、温度传感器2、压力 传感器3和信号处理单元4 ;所述防爆系统用于在有爆炸危险时迅速释放大量惰性气体，以 降低瓦斯浓度，在发生爆炸或火灾后可辅助灭火；包括电动阀门6、由电动阀门6控制的惰 性气体压縮容器9 ;惰性气体压縮容器9设置在壳体内，并通过电动阀门6与喷射口 10连 接，喷射口固定设置在壳体外；所述报警系统用于向井下井上人员发出报警信号；包括声 光报警装置7和无线发射模块8 ;声光报警装置7置在壳体外部，采用黄色冷光源，能见度 高，声音可采用中文发音或警报声，用以提醒附近的作业人员；无线发射模块8与地面监控 系统无线传输连接。所述控制系统用于控制电动阀门6、声光报警装置7和无线发射模块8 启动与关闭；包括微控制器5和控制电路；所述瓦斯传感器1、温度传感器2、压力传感器3 通过信号处理单元4将信号转换为数字信号，并输入到微控制器5 ;微控制器5接收到各种 数据信号后，进行信号分析，如果运算结果显示有瓦斯爆炸的风险时，通过控制电路的打开 电动阀门6，使惰性气体压縮容器9内的惰性气体迅速喷出，降低瓦斯浓度；同时，控制电路 启动声光报警装置7，并通过无线发射模块，将各种数据和报警信号发送到地面监控中心服 务器，便于井上控制人员及时布置抢险方案。 作为本实施例的进一步改进，所述惰性气体压縮容器9的喷射口 IO朝向掘进工作 面，气体从喷射口呈放射状喷出，覆盖面积广。 作为本实施例的进一步改进，所述惰性气体为纯度是100%的二氧化碳，在压力作 用下以液态储存于惰性气体压縮容器9内，二氧化碳成本低，常温下加压即可液化，不像氮 气需要很低的温度，这样一套设备可以携带较多的二氧化碳，同时液化二氧化碳气化过程 中可以吸收大量环境热量，防爆效果更加明显。 作为本实施例的进一步改进，还包括设置于全自动瓦斯防爆设备底部的行走机构11和设置于行走机构11上的无线遥控单元，行走机构11可以为轮式行走机构或履带式行 走机构，无线遥控接收端与设置在安全地点的无线遥控控制端无线传输连接，安全地点的 作业人员可通过无线遥控单元控制全自动瓦斯防爆设备移动进入到抢险面，实施临时防爆 作业。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
权利要求
一种全自动瓦斯防爆设备，其特征在于包括瓦斯监测系统、防爆系统、报警系统和控制系统；所述瓦斯监测系统用于监测采掘区域瓦斯浓度及温度；包括瓦斯传感器(1)、温度传感器(2)、压力传感器(3)和信号处理单元(4)；所述防爆系统用于在有爆炸危险时迅速释放大量惰性气体，以降低瓦斯浓度，在发生爆炸或火灾后可辅助灭火；包括电动阀门(6)，电动阀门(6)设置在惰性气体压缩容器(9)的排气口上；所述报警系统用于向发出报警信号；包括声光报警装置(7)和无线发射模块(8)，无线发射模块(8)与地面监控系统无线传输连接；所述控制系统用于控制电动阀门(6)、声光报警装置(7)和无线发射模块(8)启动与关闭，包括微控制器(5)和控制电路；所述瓦斯传感器(1)、温度传感器(2)和压力传感器(3)的信号通过信号处理单元(4)输入到微控制器(5)。
2. 根据权利要求1所述的全自动瓦斯防爆设备，其特征在于所述惰性气体压縮容器 (9)的喷射口 (10)朝向掘进工作面。
3. 根据权利要求2所述的全自动瓦斯防爆设备，其特征在于所述惰性气体为纯度是 100%的二氧化碳，在压力作用下以液态储存于惰性气体压縮容器(9)内。
4. 根据权利要求3所述的全自动瓦斯防爆设备，其特征在于还包括设置于全自动瓦 斯防爆设备底部的行走机构(11)和设置于行走机构(11)上的无线遥控接收端，无线遥控 接收端与设置在安全地点的无线遥控控制端无线传输连接。
全文摘要
本发明公开了一种全自动瓦斯防爆设备，包括瓦斯监测系统、防爆系统、报警系统和控制系统；通过瓦斯监测系统实时监测瓦斯浓度和巷道温度，并与设定值进行比较，有瓦斯爆炸的危险时，控制系统可以自动控制防爆系统迅速释放大量惰性气体，降低瓦斯浓度，同时通过报警系统发出报警信号，提醒作业人员，这种系统能够自动实现防爆的功能，结构简单，反应迅速，可有效的提高自动化煤矿开采的安全性。
文档编号E21F17/18GK101701525SQ20091019120
公开日2010年5月5日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者张连存, 李正合 申请人:准格尔旗永智煤炭有限公司