技术特征：
1.一种矿井巷道环境信息测量系统，其特征在于，包括超声波风速仪(12)、多参数监测器(9)、数据采集模块、中控平台(8)、数据通讯模块、柔性机械臂(11)、电源转换模块、显示及报警模块和计算机(6)；所述超声波风速仪(12)安装在柔性机械臂(11)的自由端上，所述柔性机械臂(11)的另一端固定在井下测风段硐室(3)的固定桩(4)上；所述数据通讯模块包括有线传输方式和无线传输方式；所述超声波风速仪(12)和多参数监测器(9)通过有线传输方式与数据采集模块相连接；所述中控平台(8)与柔性机械臂(11)、数据采集模块、显示及报警模块通过有线传输方式相连接；所述中控平台(8)与计算机(6)通过有线传输方式或无线传输方式相连接；所述电源转换模块分别给超声波风速仪(12)、多参数监测器(9)、中控平台(8)、柔性机械臂(11)和显示及报警模块供电。2.根据权利要求1所述的矿井巷道环境信息测量系统，其特征在于，所述多参数监测器(9)包括：红外探测器、ch4气体传感器、co气体传感器、o2气体传感器、co2气体传感器和温湿度传感器。3.根据权利要求2所述的矿井巷道环境信息测量系统，其特征在于，所述ch4气体传感器、co气体传感器、o2气体传感器、co2气体传感器和温湿度传感器安装在防爆外壳内，所述红外探测器安装在防爆外壳上并将防爆外壳悬挂固定在进风端巷道的顶板上。4.根据权利要求1所述的矿井巷道环境信息测量系统，其特征在于，所述中控平台、数据采集模块、电源转换模块和显示及报警模块安装在防爆外壳内，并将防爆外壳固定在巷道底部，距离柔性机械臂大于50m的位置。5.根据权利要求1所述的矿井巷道环境信息测量系统，其特征在于，所述柔性机械臂(11)包括多级机械臂(16)、多个电磁阀、耐压胶管(14)和微型气动缸体(15)；所述多级机械臂(16)为中空结构，每级机械臂的端头均设计为圆形，在圆形的截面上固定有三个微型气动缸体(15)；所述微型气动缸体(15)的一端与多级机械臂(16)中空结构中的耐压胶管(14)相连接；所述多个电磁阀安装在所述井下测风段硐室(3)的固定桩(4)内，通过控制耐压胶管(14)中的气压来控制微型气动缸体(15)，实现对柔性机械臂(11)的控制。6.根据权利要求5所述的矿井巷道环境信息测量系统，其特征在于，所述所述多级机械臂(16)中各级机械臂之间通过球形铰(13)活动连接。7.根据权利要求5所述的矿井巷道环境信息测量系统，其特征在于，所述多级机械臂(16)的横截面均为扁平流线形，减少对巷道断面风量真实性的干扰。8.采用权利要求1至7中任意一种所述的矿井巷道环境信息测量系统进行矿井巷道环境信息测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：采用矿井巷道环境信息测量系统中的多参数监测器进行环境参数的测试和校调，以满足矿井巷道24h实时监测巷道内环境气体参数要求；步骤2：规划，根据超声波风速仪测风的路线对中控平台进行设定，实现对柔性机械臂中连接各级机械臂的电磁阀工作时间以及阀门开口大小的控制；步骤3：通过红外探测器对巷道进行扫描，当扫描到人员或者货物通过时，通知显示及报警模块进行语音提醒和报警；步骤4：启动步骤2对中控平台的设定，由中控平台控制柔性机械臂中连接各级机械臂
的电磁阀，使超声波风速仪按照预规划的测风路线进行巷道风量测定，获得未修正的断面风量大小；步骤5：对风量大小进行校准，再把校准后的风量数据进行存储；步骤6：对校准后的风量数据进行判断，如果风量数据在可靠阈值内，则结束测风流程，执行步骤7；否则转至执行步骤4，重新进行测风；步骤7：将在可靠阈值内的风量数据按照通讯协议通过电缆或者5g网络无线传输至地面的计算机。9.根据权利要求8所述的矿井巷道环境信息测量的方法，其特征在于，所述步骤1的过程如下：步骤1.1：采用多参数监测器进行环境参数的测试，包括巷道内风流中的co、ch4、o2、co2以及风流的温湿度的参数；步骤1.2：判断环境参数是否超出矿井巷道内阈值，若超出阈值则通知显示及报警模块进行报警，同时对环境参数进行校调；步骤1.3：连续实时监测24h不再发生报警，则满足巷道内环境气体参数要求。10.根据权利要求8所述的矿井巷道环境信息测量的方法，其特征在于，所述步骤2的过程如下：步骤2.1：建立以巷道迎风端左下角为原点，宽度方向为x轴，高度方向为y轴的直角坐标系；并依据巷道的宽、高的尺寸，把巷道在宽度方向和高度方向上进行等距网格划分为偶数段，分别记为i、j；步骤2.2：在网格划分的基础上，确定超声波风速仪测风的路线；并根据超声波风速仪测风的路线，确定超声波风速仪移动的分段函数方程；步骤2.3：根据超声波风速仪移动的分段函数方程对中控平台进行设定，包括柔性机械臂中连接各级机械臂的电磁阀的工作时间以及阀门开口的大小，实现对柔性机械臂的控制。
技术总结
本发明公开一种矿井巷道环境信息测量系统及方法，其中系统包括超声波风速仪、多参数监测器、数据采集模块、中控平台、数据通讯模块、柔性机械臂、电源转换模块、显示及报警模块和计算机；多参数监测器还包括红外探测器、CH4气体传感器、CO气体传感器、O2气体传感器、CO2气体传感器和温湿度传感器；系统不仅可以实时监测矿井巷道的环境信息，对环境进行调整。还可以通过柔性机械臂实现大断面的测风要求。此外，本发明还提供了基于上述系统的矿井巷道环境信息测量方法，在矿井正常生产时，远程实现井下环境情况和风流情况的测定。可以提高矿井的应灾救灾的能力，保证应急救援人员的安全。保证应急救援人员的安全。保证应急救援人员的安全。
技术研发人员：孙勇 梁运涛 张德鹏 崔鑫峰
受保护的技术使用者：中煤科工集团沈阳研究院有限公司
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/4/20