一种煤矿安全生产用监测方法及装置

本发明涉及煤矿安全设备，具体为一种煤矿安全生产用监测方法及装置。

背景技术：

1、煤矿安全生产受自然条件影响很大，地质构造和煤层赋存条件决定了必须采取不同的开拓开采方法，同时带来了许多自然灾害，如瓦斯、煤尘爆炸、矿井火灾、顶板冒落、矿井透水等等，这些具有煤矿属性的隐患成为发生事故的潜在因素，并且煤炭生产系统复杂、工作场所黑暗狭窄，人员集中，采掘工作面随地质条件变化不断出现新情况和问题，在科技水平快速发展的影响下，煤矿机械化水平不断提高，但事故多发的现状仍然没有避免，因此在井下开采现场会安装安全监测系统，该系统主要是通过摄像头对设备运行状态和人员的不规范行为的监测，也通过安装矿用瓦斯传感器对井下的环境进行实时监测，以防止意外发生。

2、目前，传统的监测装置多为分体式，特别是摄像头设备在井下极易被煤尘污染，影响监控画面的质量，并且井下的空气流动性较差，检测瓦斯的精度也较低。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤矿安全生产用监测方法及装置，具备可以使监控设备高效的工作获取开采现场的画面，且可以实现自动清洁工作，同时还可以循环检测井下的空气质量和异常振动等优点，解决了监测装置在井下极易被煤尘污染，影响监控画面的质量，并且井下的空气流动性较差，检测瓦斯的精度也较低的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿安全生产用监测装置，包括外护罩、内护罩、摄像头、框体和多个矿用瓦斯传感器，所述框体内套接有圆板，所述外护罩的边缘处通过螺栓与圆板的下端固定连接，所述外护罩的一侧开设有窗口，所述外护罩内侧固定连接有环形板，所述内护罩套接在环形板内并与外护罩形成一个空腔，所述空腔内设置有配气机构；

5、所述配气机构由第一弯管、第二弯管、弯板和第三弯管组成，所述配气机构将空腔分割成多个腔室，使气流在多个腔室内流动时对内护罩的表面进行清洁处理，同时多个矿用瓦斯传感器设置在气流通路中监测瓦斯的浓度；

6、所述框体内固定连接有横杆，所述横杆的中心处通过旋转组件与圆板转动连接，所述内护罩的上端固定连接有密封板，所述摄像头固定在密封板的下端，所述密封板的上端与旋转组件相连；

7、所述内护罩的边缘处固定连接有齿圈，所述齿圈的一侧啮合有第一齿轮，所述圆板的上端固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端与第一齿轮的上端固定连接。

8、优选的，所述配气机构包括集风罩，所述集风罩固定在外护罩的下端中心处，所述第一弯管、第二弯管、弯板和第三弯管轴向布置在集风罩的侧壁，所述第一弯管和第三弯管的一端均与集风罩连通，所述第一弯管的侧壁设有开口，且开口处竖向设置有滚刷，所述滚刷的一侧与内护罩的侧壁接触，所述滚刷中心处固定连接有转轴，所述转轴的轴壁通过滚珠轴承转动连接在第一弯管内，所述滚刷的上端贯穿环形板并固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与齿圈啮合；

9、所述环形板的一侧设置有立管，所述立管的管壁上设置有清洗组件，所述第二弯管的一侧设置有多个与清洗组件配合使用的喷水头，所述第二弯管与弯板之间设置有刮水组件；

10、所述集风罩内固定连接有排风扇，所述集风罩的一侧固定连接有导流罩，所述导流罩的一侧开设有与空腔连通的进水口，所述集风罩的一侧开设有多个过水通道。

11、优选的，所述清洗组件包括海绵套，所述海绵套固定在立管的管壁上，所述立管通过滚动轴承转动连接在环形板的侧壁上，所述立管的上端穿过滚动轴承并固定连接有齿环，所述齿环与齿圈啮合，所述立管的管壁上开设有多个均匀分布的进气孔，所述第二弯管的管壁上固定连接有进水管，所述外护罩的一侧通过安装孔与进水管的管壁固定连接。

12、优选的，所述刮水组件包括两个往复丝杆，两个所述往复丝杆的杆壁均通过滚针轴承转动连接在环形板的一侧，所述往复丝杆的下端通过滚针轴承与外护罩的底部内壁转动连接，所述内护罩的一侧设置有弧形结构的刮水板，所述刮水板的侧壁固定连接有两个滑套，两个所述滑套分别套接在两个往复丝杆的杆壁上，所述往复丝杆的上端穿过滚针轴承并固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮与齿圈啮合。

13、优选的，所述第三弯管的管壁上开设有进气口，所述环形板的侧壁开设有进气通道，所述进气通道位于第三弯管和弯板之间区域，多个所述矿用瓦斯传感器分别对称固定在第一弯管的管壁上。

14、优选的，所述旋转组件包括主轴，所述主轴的轴壁上通过滚针轴承转动连接在横杆的杆壁上，所述圆板同轴心固定在主轴的轴壁上，所述密封板的上端与主轴的下端固定连接，所述圆板的侧壁通过密封轴承转动连接在主轴的侧壁，所述横杆的杆壁上固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有蜗杆，所述蜗杆的杆壁上啮合有蜗轮，所述蜗轮固定在主轴的轴壁上。

15、优选的，所述框体的上端固定连接有端盖，所述端盖的上端开设有两个矩形口，两个所述矩形口内共同套接有一个龙门架，所述龙门架的两个竖直部均穿过矩形口并固定连接有两个弹簧，两个所述弹簧的上端均与端盖的下端固定连接，所述龙门架的竖直部一侧通过固定板固定连接有振动传感器，所述振动传感器固定在端盖的上端。

16、优选的，所述圆板的上端设置有限位环，所述限位环固定在框体的内侧，所述内护罩的下端中心处固定连接有旋转轴，所述旋转轴通过滚动轴承与集风罩的上端转动连接。

17、本技术方案还提供了一种煤矿安全生产的监测方法，包括以下步骤：

18、步骤一、将监测装置通过龙门架安装在井下，并按照要求连接摄像头、振动传感器和矿用瓦斯传感器；

19、步骤二、通电检查各个执行单元的通电情况，使用软管连接水源并以微型水泵对多个喷水头进行供水；

20、步骤三、开机后查看摄像头的拍摄角度，通过启动第二电机驱动传动旋转组件调节摄像头的拍摄角度；

21、步骤四、开启排风扇的电源，观察集风罩处的排风情况，气流流动时，通过终端设备查看多个矿用瓦斯传感器监测的瓦斯含量的数据；

22、步骤五、利用振动传感器采集矿井内的振动情况，通过分析振动传感器采集到的数据对异常振动进行预警，并通过蜂鸣器发出警告。

23、(三)有益效果

24、与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿安全生产用监测装置，具备以下有益效果：

25、1、通过设置的外护罩和内护罩，可以对摄像头进行密封，由于煤炭开采过程中会产生较多的扬尘，因此在外护罩上开设较小的窗口，窗口、第一弯管和第三弯管之间的区域为视频采集区域，除此之外内护罩上的其他区域均为密封区域，进而可以降低内护罩沾染灰尘的面积，清洁时无需对内护罩的全部侧面进行倾斜，只需清洗部分区域，降低清洁时的难度，而且第二弯管和弯板又将密封区域沿逆时针分割成水洗区、刮水区、风干区和拍摄区，如此即可实现分区对内护罩进行清洁，清洁时不会对内护罩的表面造成刮伤影响摄像头画面的清晰度。

26、2、气流经过配气机构时，多个矿用瓦斯传感器设置在气流通路中监测瓦斯的浓度，同时该气流可以将清洁下的灰尘排出，避免灰尘直接堆积在空腔内，此外配气机构还可以排出风干区中的空气，刮水后加速干燥内护罩表面。

27、3、使用支架或是其他支撑件与龙门架相连，由于龙门架与端盖之间是通过弹簧进行连接，因此在振动时，二者之间会产生弹性形变，而龙门架与端盖之间设置有振动传感器，当振动力产生时，振动传感器所采集到的数据会发生改变，因此后台终端可以根据振动力的大小选择性的做出预警，有利于矿下人员快速做出应对措施。

28、4、通过启动第二电机带动蜗杆使蜗轮旋转，蜗轮旋转时带动主轴使圆板、内护罩、外护罩和摄像头同步旋转，如此即可实现快速的调节摄像头的拍摄角度，使得窗口始终与摄像头的镜头组件朝向相配合。