一种隧道瓦斯分级控制系统的制作方法

本实用新型属于煤矿安全技术领域，具体涉及一种隧道瓦斯分级控制系统。

背景技术：

在隧道、矿井开挖过程中，由于会对地层产生扰动，一些瓦斯含量高的地段裂缝之间的瓦斯便会释放出来。瓦斯是以甲烷为主的有害气体，它无色、无味、无臭，难以觉察。隧道中瓦斯浓度过高，会使空气中氧气浓度降低，从而发生缺氧窒息事故；当瓦斯浓度超过一定范围，还会产生爆炸隐患。所以，在隧道、矿井的施工过程中必须严格控制瓦斯含量。

目前，国内已有一些大型的隧道瓦斯控制系统投入生产和应用，但还没有一种真正适合于中小型隧道和矿井使用的产品，我国从八十年代初期开始引进煤矿生产安全监控系统，历经了直接引进、消化吸收、仿制配套、自主开发的过程，但迄今为止的产品大多都是面对大型隧道和矿井设计的，而且自身尚有一些有待解决的问题，如：①造价高、系统最基本的配置过于庞大，运行费用大；②控制方式单一，大多数通风机不能根据矿井中的瓦斯浓度自动调节风速；③系统安装、维护复杂，操作不便；④必须依赖专业的维护队伍，对人员技术有较高的要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道瓦斯分级控制系统，其系统结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在中小型隧道中，根据隧道内瓦斯浓度的不同进行分级控制，提高生产安全，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种隧道瓦斯分级控制系统，包括隧道内瓦斯测控单元和远程监控室显示单元，所述隧道内瓦斯测控单元包括第一控制器和与第一控制器相接的第一无线通信模块，所述第一控制器的输入端接有按键输入模块和用于检测隧道内瓦斯浓度的瓦斯浓度检测模块，所述第一控制器的输出端接有第一风机调速器、第二风机调速器、现场报警模块和现场显示模块，所述第一风机调速器的输出端接有送风机，所述第二风机调速器的输出端接有抽风机；所述远程监控室显示单元包括第二控制器和与第二控制器相接且与第一无线通信模块无线连接并通信的第二无线通信模块，所述第二控制器的输出端接有远程报警模块和远程显示模块。

上述的一种隧道瓦斯分级控制系统，所述第一控制器的输入端接有用于检测送风机转速的第一转速传感器和用于检测抽风机转速的第二转速传感器。

上述的一种隧道瓦斯分级控制系统，所述第一控制器的输入端接有定位模块。

上述的一种隧道瓦斯分级控制系统，所述第一控制器和第二控制器均为嵌入式控制器。

上述的一种隧道瓦斯分级控制系统，所述瓦斯浓度检测模块包括设置在隧道内多个检测点的甲烷传感器。

上述的一种隧道瓦斯分级控制系统，所述现场报警模块和远程报警模块均包括声光报警器。

上述的一种隧道瓦斯分级控制系统，所述现场显示模块和远程显示模块均包括led显示屏。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型系统结构简单，设计合理，实现方便。

2、本实用新型通过按键输入模块设置隧道内瓦斯浓度的第一警戒值和第二警戒值，当隧道内的瓦斯浓度低于第一警戒值时，送风机将隧道外的新鲜空气吹入隧道内，保持隧道通风；当隧道内的瓦斯浓度高于第一警戒值时，送风机将隧道外的新鲜空气吹入隧道内，抽风机将隧道内的瓦斯气体抽出，送风机和抽风机同时工作，快速有效的降低隧道内瓦斯的浓度；当隧道内的瓦斯浓度高于第二警戒值时，送风机停止工作，避免提高隧道内的氧气含量，抽风机将隧道内的瓦斯气体抽出，根据第一警戒值和第二警戒值进行不同的瓦斯分级控制，使用效果好，降低了隧道瓦斯爆炸发生的可能，从而确保生产安全。

3、本实用新型通过定位模块标记位置，并将位置信号传输给第一控制器，第一控制器将位置信号通过无线通信模块传送给第二控制器，方便远程监控室的工作人员及时确定隧道的位置，从而及时采取有效措施。

4、本实用新型通过现场报警模块和远程报警模块进行报警，当隧道内的瓦斯浓度高于第一警戒值或高于第二警戒值时，现场报警模块和远程报警模块报警，提醒隧道内的工作人员和远程监控室的工作人员注意隧道内环境安全。

5、本实用新型能够有效应用在中小型隧道中，根据隧道内瓦斯浓度的不同进行分级控制，提高生产安全，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型系统结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在中小型隧道中，根据隧道内瓦斯浓度的不同进行分级控制，提高生产安全，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图。

附图标记说明:

1—第一控制器；2—第一无线通信模块；3—按键输入模块；

4—瓦斯浓度检测模块；5—第一风机调速器；6—第二风机调速器；

7—现场报警模块；8—现场显示模块；9—送风机；

10—抽风机；11—第二控制器；12—第二无线通信模块；

13—远程报警模块；14—远程显示模块；15—第一转速传感器；

16—第二转速传感器；17—定位模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的隧道瓦斯分级控制系统，包括隧道内瓦斯测控单元和远程监控室显示单元，所述隧道内瓦斯测控单元包括第一控制器1和与第一控制器1相接的第一无线通信模块2，所述第一控制器1的输入端接有按键输入模块3和用于检测隧道内瓦斯浓度的瓦斯浓度检测模块4，所述第一控制器1的输出端接有第一风机调速器5、第二风机调速器6、现场报警模块7和现场显示模块8，所述第一风机调速器5的输出端接有送风机9，所述第二风机调速器6的输出端接有抽风机10；所述远程监控室显示单元包括第二控制器11和与第二控制器11相接且与第一无线通信模块2无线连接并通信的第二无线通信模块12，所述第二控制器11的输出端接有远程报警模块13和远程显示模块14。

具体实施时，通过按键输入模块3设置隧道内瓦斯浓度的第一警戒值和第二警戒值，第一警戒值和第二警戒值存储在第一控制器1中；送风机9设置在隧道外，将隧道外的新鲜空气送入隧道内；抽风机10设置在隧道内，将隧道内的瓦斯气体抽出。

本实用新型的隧道瓦斯分级控制系统，所述第一控制器1的输入端接有用于检测送风机9转速的第一转速传感器15和用于检测抽风机10转速的第二转速传感器16。

具体实施时，第一转速传感器15用于实时检测送风机9的转速，当第一转速传感器15检测到的送风机9的转速值与根据隧道的大小、通风情况预先设置在第一控制器1中送风机9的转速设定值不同时，通过第一风机调速器5调整送风机9的转速；第二转速传感器16用于实时检测抽风机10的转速，当第二转速传感器16检测到的抽风机10的转速值与根据隧道大小、通风情况预先设置在第一控制器1中抽风机10的转速设定值不同时，通过第二风机调速器6调整抽风机10的转速。

本实用新型的隧道瓦斯分级控制系统，所述第一控制器1的输入端接有定位模块17。

具体实施时，定位模块17用于实现远程监控室对发生瓦斯浓度超标的隧道内位置快速定位。

本实施例中，所述第一控制器1和第二控制器11均为嵌入式控制器。

本实施例中，所述瓦斯浓度检测模块4包括设置在隧道内多个检测点的甲烷传感器。

本实施例中，所述现场报警模块7和远程报警模块13均包括声光报警器。

具体实施时，当隧道内的瓦斯浓度高于第一警戒值或高于第二警戒值时，现场报警模块7和远程报警模块13报警，提醒隧道内的工作人员和远程监控室的工作人员注意隧道内环境安全。

本实施例中，所述现场显示模块8和远程显示模块14均包括led显示屏。

具体实施时，通过现场显示模块8和远程显示模块14显示隧道内瓦斯浓度值的实时检测值，第一警戒值和第二警戒值，方便隧道内的工作人员和远程监控室的工作人员对隧道内的瓦斯浓度进行直观的了解。

本实用新型在进行分级控制时，工作人员通过按键输入模块3设置第一警戒值和第二警戒值，并存储在第一控制器1中，瓦斯浓度检测模块4实时检测隧道内的瓦斯浓度，并将瓦斯浓度检测值传输给第一控制器1；

当瓦斯浓度检测值小于第一警戒值时，此时认为隧道处于安全状态，只需要保证隧道通风即可，第一控制器1通过第一风机调速器5驱动送风机9工作，将隧道外的新鲜空气吹入隧道内，保持隧道通风，为隧道内的工作人员提供新鲜空气；

当瓦斯浓度检测值大于第一警戒值时，此时认为隧道处于危险状态，但瓦斯浓度尚不够引起爆炸，第一控制器1通过现场报警模块7发出报警，提醒隧道内的工作人员注意工作安全，同时，第一控制器1通过第一风机调速器5驱动送风机9工作，将隧道外的新鲜空气吹入隧道内，第一控制器1通过第二风机调速器6驱动抽风机10工作，将隧道内的瓦斯气体抽出，一边将隧道内的瓦斯抽出，一边送入新鲜空气稀释隧道内瓦斯浓度，双管齐下，快速有效的降低隧道内瓦斯的浓度；

当瓦斯浓度检测值大于第二警戒值时，此时认为隧道内的瓦斯浓度易发生瓦斯爆炸，为了防止送风机9将隧道外的新鲜空气吹入隧道的过程中给隧道带来氧气，从而提高隧道内的氧气含量，提高瓦斯爆炸的可能性，因此送风机9不再工作，第一控制器1通过第二风机调速器6驱动抽风机10工作，将隧道内的瓦斯气体抽出，同时，第一控制器1通过现场报警模块7发出报警，提醒隧道内的工作人员注意工作安全。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。