专利名称：井下避险装置电气一键式智能控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及井下避险装置的配套控制系统，更具体的说是ー种井下避险装置电气 ー键式智能控制系统及其控制方法。
背景技术：
近年来，随着国内煤矿事故的频繁发生，煤矿井下的安全问题越来越受到人们的重视，进而推动了煤矿井下救生避险装置生产エ业的发展，近年来市面上也出现了各种类型的井下救生装置，其包括移动式救生舱与永久避难硐室、临时避难硐室等，其主要原理为通过密封环境使避难人员不受煤矿事故发生后的恶劣环境威胁，为事故救援争取更多的时间，并通过各种环境调节设备调节救生装置的内部环境，从最初基础的有害气体处理装置与氧气供应保证避险人员的生存，到目前通过安装温度调节装置、压カ调节装置等设备进一步提升救生装置内部的舒适度，但在提升舒适度后，在救生装置内部増加了较多的用电设备，这样势必会增加避险人员操作的繁琐性，传统的井下救生装置使用流程为避险人员通过打开救生装置的大门从而打开喷淋和空气幕，当所有避险人员进入救生装置后关闭大门，然后手动关闭喷淋和空气幕；避险人员手动打开所有用电设备，然后到指定区域休息， 如装置内集成环境检测传感器，还需时刻关注传感器及其声光报警器的输出；当某项环境參数超标时，避险人员手动操作相应的设备调节环境參数，当參数调节到上限时手动关闭对应的用电设备；而在避险人员离开井下救生装置吋，还需手动关闭所有用电设备，使得救生装置的操作较为复杂，同时煤矿事故发生后，避险人员都处于焦虑的状态，频繁的设备操作也会増加避险人员的心理负担，而且煤矿井内工作人员文化素质普遍都不高，面对复杂的操作存在困难，且在实际应用中需要集中培训，这样无形当中也増加了避险装置提供方成本。
发明内容
本发明的目的在于解决上述不足，提供ー种井下避险装置电气ー键式智能控制系统及其控制方法。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案本发明一方面提供了ー种井下避险装置电气ー键式智能控制系统，该系统以隔爆兼本安测量控制器为核心，所述的隔爆兼本安测量控制器接入井下避险装置中的用电设备与传感装置，井根据传感装置向其输入的參数值控制用电设备的工作状态；所述的控制系统中还包括紧急触发装置与断电装置，且紧急触发装置与断电装置都分別接入井下避险装置的电源总开关，紧急触发装置与断电装置用于控制井下避险装置电源总开关闭合与断开。进ー步的技术方案是所述的隔爆兼本安测量控制器通过电动执行机构接入用电设备，并通过电动执行机构调节用电设备，以及控制其开启与关闭。进ー步的技术方案是所述的电动执行机构是继电器。
进ー步的技术方案是所述的隔爆兼本安测量控制器中预设有井下避险装置内部的各种环境參数的阈值范围，通过来自于传感装置检测的环境參数值与阈值范围进行实时比较，并根据比较结果向对应的用电设备输出控制信号，对其工作状态进行调节。更进一歩的技术方案是所述的用电设备是喷淋装置、空气幕形成装置、有害气体处理装置、空气压缩装置、照明装置、供氧装置、温湿度调节装置当中的任意ー种或几种。更进一歩的技术方案是所述的隔爆兼本安测量控制器上设置手动控制开关，通过手动控制开关可关闭或开启井下避险装置中的部分用电设备。更进一歩的技术方案是所述的隔爆兼本安测量控制器上设置手动控制开关通过电动执行机构接入喷淋装置、空气幕形成装置、空气压缩装置以及照明装置，控制其开启与关闭。更进一歩的技术方案是所述的有害气体处理装置与温湿度调节装置设置为电动执行机构与手动执行机构双模式控制，且电动执行机构与手动执行机构相互独立呈并列关系；所述的手动执行机构为有害气体处理装置与温湿度调节装置上的手动开关。本发明另一方面提供了ー种井下避险装置电气ー键式智能控制方法，该控制方法以隔爆兼本安测量控制器为核心实施控制，所述的方法按照如下步骤进行步骤A、用电设备一键式启动，在按下紧急触发装置后，井下避险装置的电源总开关闭合，同时进行失效保护，隔爆兼本安测量控制器、传感装置与用电设备的电源闭合接通，传感装置开始进行井下避险装置内部的环境检测，隔爆兼本安测量控制器通电启动后随即输出信号通过继电器启动井下避险装置中的用电设备；步骤B、用电设备智能化控制，所有用电器的电源闭合后，隔爆兼本安测量控制器将传感装置所输入的环境參数检测值，与其内部预先设置的对应环境參数阈值范围进行实时比较，判断是否在其阈值范围之外，如是则输出控制信号，关闭或调节对应的用电设备， 反之则不输出；步骤C、用电设备ー键式关闭，在按下断电装置后，井下避险装置的电源总开关断开，隔爆兼本安测量控制器、传感装置与所有用电设备的电源被切断，停止运行。更进一歩的技术方案是所述的步骤B中的环境參数检测值是氧气浓度、压差、空气湿度、ニ氧化碳浓度与温度当中的任意ー种或几种。与现有技术相比，本发明的有益效果是通过隔爆兼本安测量控制器与传感装置配合对井下避险装置内部的用电设备进行实时智能控制，不再需要避险人员对所有用电设备进行操作，同时以紧急触发装置与断电装置对电源总开关的通断控制实现井下避险装置中所有用电器ー键式操作，大大简化了其内部用电设备的操作性，可使煤矿井下工作人员可迅速掌握避险装置的操作方法，且本发明所提供的ー种井下避险装置电气ー键式智能控制系统可集成于各种类型与规格的井下避险装置中使用，应用范围广阔，且按照本发明的控制方法可完成由避险人员进入救生装置到被外部救援的整个过程控制，自动化程度高。
图1为本发明具体实施方式
中智能控制系统结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进ー步阐述。參考图1所示，本发明所提供的ー种井下避险装置电气ー键式智能控制系统，该系统以隔爆兼本安测量控制器为核心，所述的隔爆兼本安测量控制器接入井下避险装置中的用电设备与传感装置，井根据传感装置向其输入的參数值控制用电设备的工作状态；在隔爆兼本安测量控制器的控制方式上最好采用电动执行机构接入用电设备，且隔爆兼本安测量控制器可通过电动执行机构调节用电设备，以及控制用电设备的开启与关闭，而前述的电动执行机构可采用任何具有电动执行功能的电气元件，本实施方式中所采用的是继电器，也是发明人在实验中认为比较优选的ー种电动执行机构。而上述所提到的用电设备则是井下避险装置中所安装的各种环境调节的电器设备，其可在喷淋装置、空气幕形成装置、有害气体处理装置、空气压缩装置、照明装置、供氧装置、温湿度调节装置当中任意选择，其中的有害气体处理装置、供氧装置、空气压缩装置与温湿度调节装置为用电设备中的环境调节设备，且上述的隔爆兼本安测量控制器都通过继电器或其它可作为电动执行机构的元件接入前述的各种用电器，正如上述所说，隔爆兼本安测量控制器通过继电器调节前述用电设备，即控制用电设备的开启与关闭。上述的隔爆兼本安测量控制器中预设有井下避险装置内部的各种环境參数的阈值范围，通过来自于传感装置检测的环境參数值与阈值范围进行实时比较，并根据比较结果向对应的用电设备输出控制信号，对其工作状态进行调节。本发明实现井下避险装置内部的各种用电设备ー键式控制的关键为在该智能控制系统中还还设置有紧急触发装置与断电装置，且紧急触发装置与断电装置都分別接入井下避险装置的电源总开关，电源即图1中的EPS，紧急触发装置与断电装置用于控制井下避险装置电源总开关闭合与断开。更详细的说，紧急触发装置为导通整个井下避险装置中各种电源电路的总开关，断电装置用于断开EPS的电源总开关，在实际使用中，也可以将紧急触发装置与断电装置设置为按钮，以方便实际使用中的电源总开关闭合与断开，并将它们安装在井下避险装置的外部。本发明的发明人认为，上述的技术方案已经能够解决本发明所要解决的技术问题，即一键式控制井下避险装置中的用电设备及其内部的环境參数调节，但为了使本发明能够更好的实施，以及取得更多其它的技术效果，发明人还针对上述的方案进行了如下改迸所述的隔爆兼本安测量控制器上设置手动控制开关，通过手动控制开关可关闭或开启井下避险装置中的部分用电设备，在隔爆兼本安测量控制器上设置手动控制开关的主要目的为当起内部參数调节错误时手动控制隔爆兼本安测量控制器，使其向对应的用电设备发送控制信号，关闭或开启对应的用电设备，而实现前述的功能可采用各种技术手段，发明人认为比较优选的是所述的隔爆兼本安测量控制器上设置手动控制开关通过电动执行机构接入喷淋装置、空气幕形成装置、空气压缩装置以及照明装置，控制其开启与关闭。同时为保证井下避险装置中智能控制系统运行的稳定性，最好将其内部的部分用电设备设置为电动执行机构与手动执行机构双模式控制，如上述所提到的用电设备中，优先将作为环境调节设备的有害气体处理装置与温湿度调节装置设置为电动执行机构与手动执行机构双模式控制，且电动执行机构与手动执行机构相互独立呈并列关系；而手动执行机构则为有害气体处理装置与温湿度调节装置上的手动开关，通过手动开关可不必通过隔爆兼本安测量控制器输出控制信号，直接打开前述的环境调节设备。
根据上述所提到的智能控制系统，本发明还提供了ー种针对该智能控制系统的ー 种井下避险装置电气ー键式智能控制方法，该控制方法以隔爆兼本安测量控制器为核心实施控制，所述的方法按照如下步骤进行步骤A、用电设备一键式启动，在按下紧急触发装置后，井下避险装置的电源总开关闭合，同时进行失效保护，隔爆兼本安测量控制器、传感装置与用电设备的电源闭合接通，传感装置开始进行井下避险装置内部的环境检测，隔爆兼本安测量控制器通电启动后随即输出信号通过继电器启动井下避险装置中的用电设备，而前述所提到的环境參数检测值，根据井下避险装置内部的各种环境參数，其为氧气浓度、压差、空气湿度、ニ氧化碳浓度与温度，也与上述所提到的用电设备中用于调节环境參数的设备相对应。步骤B、用电设备智能化控制，所有用电器的电源闭合后，隔爆兼本安测量控制器将传感装置所输入的环境參数检测值，与其内部预先设置的对应环境參数阈值范围进行实时比较，判断是否在其阈值范围之外，如是则输出控制信号，关闭或调节对应的用电设备， 反之则不输出；步骤C、用电设备ー键式关闭，在按下断电装置后，井下避险装置的电源总开关断开，隔爆兼本安测量控制器、传感装置与所有用电设备的电源被切断，即停止运行。下面介绍上述的ー键式智能控制系统在实际使用中隔爆兼本安测量控制器以及各个用电设备之间的配合关系当紧急触发装置按下后，在隔爆兼本安测量控制器的作用下首先照明装置、空气幕形成装置、喷淋装置、传感装置启动开始工作；避险人员开始进入井下避险装置的生存区域，当所有人进入生存区域后，通过隔爆兼本安测量控制器上的手动开关关闭设置在井下避险装置过渡舱中照明装置、空气幕形成装置以及喷淋装置。传感装置启动完成后检测生存区域的各种环境參数，并输出至隔爆兼本安测量控制器中，隔爆兼本安测量控制器将各种环境參数与其内部设置的各种环境參数的阈值范围进行比较，根据比较结果关闭、启动或调节有害气体处理装置、温湿度调节装置以及供氧装置等。而用电设备按照上述特定順序依次启动，是通过隔爆兼本安测量控制器来实现的。当隔爆兼本安测量控制器接收到来自于传感装置的某项指令后，控制低电压继电器主线圈供电的通断，实现对用电设备的供电。以温度控制为例，隔爆兼本安测量控制器持续监测传感装置中温度传感器输出，当发现环境温度过高时(即超出其内部预先设置的阈值范围)，隔爆兼本安测量控制器向继电器主线圈输出高电平信号，则继电器主线圈有电流流过产生磁场，继电器辅线圈闭合，温湿度调节装置被供电开始工作，实现环境温度的调节。上述仅仅为本发明的优选实施例，并不是对本发明保护范围的限定，发明人在实施方式中为保证本领域的普通技术人员可顺利实施本方案，对部分技术手段作了较为详细说明，应当理解为，对本发明的ー种井下避险装置电气ー键式智能控制系统及其控制方法所做的任何等质并无实质技术效果的改变，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种井下避险装置电气ー键式智能控制系统，该系统以隔爆兼本安测量控制器为核心，其特征在干所述的隔爆兼本安测量控制器接入井下避险装置中的用电设备与传感装置，井根据传感装置向其输入的參数值控制用电设备的工作状态；所述的控制系统中还包括紧急触发装置与断电装置，且紧急触发装置与断电装置都分別接入井下避险装置的电源总开关，紧急触发装置与断电装置用于控制井下避险装置电源总开关闭合与断开。
2.根据权利要求1所述的井下避险装置电气ー键式智能控制系统，其特征在于所述的隔爆兼本安测量控制器通过电动执行机构接入用电设备，并通过电动执行机构调节用电设备，以及控制其开启与关闭。
3.根据权利要求2所述的井下避险装置电气ー键式智能控制系统，其特征在于所述的电动执行机构是继电器。
4.根据权利要求1至3任意ー权利要求所述的井下避险装置电气ー键式智能控制系统，其特征在干所述的隔爆兼本安测量控制器中预设有井下避险装置内部的各种环境參数的阈值范围，通过来自于传感装置检测的环境參数值与阈值范围进行实时比较，并根据比较结果向对应的用电设备输出控制信号，对其工作状态进行调节。
5.根据权利要求1所述的井下避险装置电气ー键式智能控制系统，其特征在于所述的用电设备是喷淋装置、空气幕形成装置、有害气体处理装置、空气压缩装置、照明装置、供氧装置、温湿度调节装置当中的任意ー种或几种。
6.根据权利要求1或5所述的井下避险装置电气ー键式智能控制系统，其特征在于 所述的隔爆兼本安测量控制器上设置手动控制开关，通过手动控制开关可关闭或开启井下避险装置中的部分用电设备。
7.根据权利要求6所述的井下避险装置电气ー键式智能控制系统，其特征在于所述的隔爆兼本安测量控制器上设置手动控制开关通过电动执行机构接入喷淋装置、空气幕形成装置、空气压缩装置以及照明装置，控制其开启与关闭。
8.根据权利要求5所述的井下避险装置电气ー键式智能控制系统，其特征在于所述的有害气体处理装置与温湿度调节装置设置为电动执行机构与手动执行机构双模式控制， 且电动执行机构与手动执行机构相互独立呈并列关系；所述的手动执行机构为有害气体处理装置与温湿度调节装置上的手动开关。
9.ー种井下避险装置电气ー键式智能控制方法，该控制方法以隔爆兼本安测量控制器为核心实施控制，其特征在于所述的方法按照如下步骤进行步骤A、用电设备一键式启动，在按下紧急触发装置后，井下避险装置的电源总开关闭合，同时进行失效保护，隔爆兼本安测量控制器、传感装置与用电设备的电源闭合接通，传感装置开始进行井下避险装置内部的环境检测，隔爆兼本安测量控制器通电启动后随即输出信号通过继电器启动井下避险装置中的用电设备；步骤B、用电设备智能化控制，所有用电器的电源闭合后，隔爆兼本安测量控制器将传感装置所输入的环境參数检测值，与其内部预先设置的对应环境參数阈值范围进行实时比较，判断是否在其阈值范围之外，如是则输出控制信号，关闭或调节对应的用电设备，反之则不输出；步骤C、用电设备ー键式关闭，在按下断电装置后，井下避险装置的电源总开关断开，隔爆兼本安测量控制器、传感装置与所有用电设备的电源被切断，停止运行。
10.根据权利要求8所述的井下避险装置电气ー键式智能控制方法，其特征在于所述的步骤B中的环境參数检测值是氧气浓度、压差、空气湿度、ニ氧化碳浓度与温度当中的任意ー种或几种。
全文摘要
本发明公开了一种井下避险装置电气一键式智能控制系统及其控制方法，属井下避险装置的配套控制系统，该系统以隔爆兼本安测量控制器为核心，所述的隔爆兼本安测量控制器接入井下避险装置中的用电设备与传感装置，并根据传感装置向其输入的参数值控制用电设备的工作状态；所述的控制系统中还包括紧急触发装置与断电装置，且紧急触发装置与断电装置都分别接入井下避险装置的电源总开关，紧急触发装置与断电装置用于控制井下避险装置电源总开关闭合与断开。本发明所提供的一种井下避险装置电气一键式智能控制系统可集成于各种类型与规格的井下避险装置中使用，应用范围广阔。
文档编号E21F11/00GK102540934SQ201210049819
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者何小旭, 党建波, 曾强, 杨俊波, 王强, 王飞, 郑宜强 申请人:四川航天系统工程研究所