一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置的制作方法

本技术涉及预警装置，尤其涉及一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置。

背景技术：

1、我国是煤炭大国，随着工业化进程的推进，对于能源的利用和开采，越来越受到关注；煤炭资源是目前世界上最主要也是最重要的能源之一，在各个国家经济发展中有着不可估量的作用，然而由于煤炭瓦斯的存在，所带来的安全隐患也不断制约着煤炭资源的开采和利用。

2、煤矿瓦斯是从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体。瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5％～16％时，遇火会引起爆炸，造成事故；

3、我国可直接利用的煤炭储量，居世界第三位，但是在对煤炭资源的开采和利用过程中，所造成的人员伤亡和经济损失也是巨大的；所以进行瓦斯异常涌出预警就十分有必要。

4、现有技术对于瓦斯异常涌出的预警，具有明显的滞后性；瓦斯异常涌出一般发生在很短的时间之内；现有装置的预警，在预警的基础上，往往还依赖于矿产专家的主观意见，在对异常涌出进行预警时，受有经验的专家的主观影响大；

5、现有装置，所采用的预警类型为定性预警，即是否达到异常，其判断的结果只有异常与非异常两类，无法对瓦斯浓度的变化趋势做出合理预测，并且监测的效果也存在不准确和不及时的情况。

6、因此，本领域技术人员致力于开发一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，旨在解决现有技术中存在的缺陷问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是现有基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置使用过程中，依赖于矿产专家的主观意见，在对异常涌出进行预警时，受有经验的专家的主观影响大，预警具有明显的滞后性；并且现有装置所进行的为定性预警，无法对瓦斯浓度的变化趋势做出合理预测，监测的效果也存在不准确和不及时的情况。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置包括电源、传感器、信号处理设备、信号转换设备、数字信号处理器、液晶显示模块、声光预警设备、按键设备、通信模块；

3、所述电源，是将交流电转换为传感器与数字信号处理器，所需要的工作电压电流；

4、所述传感器包括瓦斯传感器、温湿度传感器、一氧化碳浓度传感器、风速传感器、大气压强传感器；

5、所述传感器皆放置在矿井下的空气流通处，使得传感器检测到的数值对于该矿井具有代表性；

6、所述瓦斯传感器检测到的信号与瓦斯浓度是相对应的，瓦斯传感器与信号处理设备之间存在电性连接；

7、所述传感器皆与信号处理设备之间存在电性连接，可以将各自检测到的信息传递给信号处理器进行初步的信号处理；

8、所述传感器中的温湿度传感器、一氧化碳浓度传感器、风速传感器、大气压强传感器，可以间接反应瓦斯抽采异常情况的危险程度，可以辅助瓦斯抽采异常状态的判断；

9、所述信号处理设备为运算放大器，可以将传感器检测到的微弱信息进行放大，同时还能提取有用的信号；

10、所述信号处理设备，具有高输入电阻，低输出电阻，对于接受到的传感器信号，具有缓冲作用；

11、所述信号转换设备，是将信号处理设备处理后的模拟信号转换为数字信号，使得数字信号处理器，可以直接处理接受到的传感器检测的信号；

12、所述液晶显示模块可以输出显示数字信号处理器处理得到的图形、文字、曲线，并可以供人参考；

13、所述按键设备键入的指令，会经由数字信号处理器转换后，在液晶显示模块上得到体现；

14、所述数字信号处理器可以接受按键设备输出的信号；

15、所述数字信号处理器，可以接受传感器回传的数据，并存储传感器回传的数据，并基于历史传感器数据，对异常涌出风险，结合历史涌出统计数据，进行定量预警；

16、所述声光预警设备，包括光照预警设备发光二极管和声音预警设备蜂鸣器；

17、所述声光预警设备，对于瓦斯抽采异常涌出预警分为3个等级，安全、警戒、超限；安全等级发光二极管发出绿色，蜂鸣器不鸣响；警戒等级发光二极管发出黄色，蜂鸣器鸣响频率低；超限等级发光二极管发出红色，蜂鸣器以高响高频率鸣响；

18、所述声光预警设备的信号受数字信号处理器的控制，数字信号处理器将预测的瓦斯浓度与预先设计的预警阈值进行比较，达到相应的瓦斯浓度阈值后，进行相应的预警；

19、所述通信模块，受数字信号处理器的控制，可以有数字信号处理器想通信模块发出指令，与外界沟通；

20、所述数字信号处理器，在未接受到相应传感器回传的检测信号时，可以经由通信模块向上位机发出指令，提醒工作人员进行传感器的检修，以维持预警装置的长效预警状态；

21、在本实用新型具体的实施方式中，所述按键设备采用的是键盘鼠标；

22、在本实用新型具体的实施方式中，所述信号处理设备选用的是德州仪器生产的型号为lm258的信号处理设备，该型号设备，温度工作范围广，适合应用与瓦斯抽取预警装置中；

23、在本实用新型具体的实施方式中，所述液晶显示模块采用的是型号为mgls24064-lcd液晶显示模块，该型号的显示模块，可以直接被数字信号处理器进行驱动，无需考虑电平的转换；

24、采用以上方案，本实用新型公开的一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，具有以下技术效果：

25、1、本实用新型的一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，设置有多种类型的传感器，可以间接反应瓦斯抽取异常的危险程度，并辅助对瓦斯抽采异常状态的判断；通过接受传感器回传的数据，并基于历史传感器数据，对异常涌出风险，结合历史涌出统计数据，进行定量预警；基于定量预警所划分的3个预警等级，也能更及时的异常涌出进行预警；受人的主观因素影响小；

26、2、本实用新型的一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，具有便携，便于安装的特性；声光预警设备，可以最大程度提醒井下作业人员规避异常涌出的情况，对提高整个矿井安全具有重大作业，并且对国家资源的利用和社会效益的实现有着十分重要的指导意义；

27、综上所述，本实用新型的基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，设置有多种类型的传感器，可以间接反应瓦斯抽取异常的危险程度，并辅助对瓦斯抽采异常状态的判断；对施工的瓦斯抽采异常涌出进行定量预警的功能，可以结合历史涌出统计数据，对异常涌出进行预警，受人的主观影响性小；本装置可以提高工作人员的警惕，避免事故的发生，对提高整个矿井的安全生产有着巨大的作用，而且对于国家资源的利用和社会效益的实现有着十分重要的指导意义。

28、以下将结合附图与具体实施方式对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，包括电源、传感器、信号处理设备、信号转换设备、数字信号处理器、液晶显示模块、声光预警设备、按键设备、通信模块；

2.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

3.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

4.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

5.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

6.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

7.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

8.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

9.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

10.如权利要求1所述基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，其特征在于，

技术总结
本技术公开了一种基于安全施工的瓦斯抽采异常涌出预警装置，包括电源、传感器、信号处理设备、信号转换设备、数字信号处理器、液晶显示模块、声光预警设备、按键设备、通信模块；本装置设置有多种类型的传感器，可以间接反应瓦斯抽取异常的危险程度，并辅助对瓦斯抽采异常状态的判断；对施工的瓦斯抽采异常涌出进行定量预警的功能，可以结合历史涌出统计数据，对异常涌出进行预警，受人的主观影响性小；本装置可以提高工作人员的警惕，避免事故的发生，对提高整个矿井的安全生产有着巨大的作用，而且对于国家资源的利用和社会效益的实现有着十分重要的指导意义。

技术研发人员：杜红玉,白晓华,许敏,龙秦鹏,王毓,李晨帆,王永红,王富强,郭华飞
受保护的技术使用者：山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿
技术研发日：20230606
技术公布日：2024/1/15