专利名称：矿用瓦斯报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对矿井下空气中的瓦斯(可燃气体)报警的系统，具体地说是涉及一种便携式的与矿用头顶灯系统结合在一起的，适于每一个矿工都随身携带的，能够在井下空气中的瓦斯含量超过安全标准时进行报警的器具。
背景技术：
众所周知近年来我国的矿难时有发生，其中很大一部分是由于瓦斯爆炸造成的。瓦斯爆炸发生的过程是井下的矿层中如有积聚的瓦斯，在采矿过程中就会逐渐释放到井内的空气中。如果矿井下的通风不足，当瓦斯在井内的空气中达到一定的浓度时，一旦遇有火星就会引爆，发生灾难。防止瓦斯爆炸造成灾难的措施一是及时报警二是加强通风。通风是保障，报警是关键，根据报警信号及时疏散人员，调控通风加大排气量是防止矿难发生的基本措施。几乎所有的瓦斯爆炸矿难都是因为报警设施不足或是因为管理不善致使报警装置失灵再加上通风不良才发生的。追其根源既有技术设备的原因，更有管理上的原因。例如山西发生瓦斯爆炸死伤数十人的某煤矿的情况是(摘自CCTV-1新闻调查节目)该矿是瓦斯多发矿，安装的瓦斯报警系统共有六个探头，地面总控制台上能显示井下六个高危点的瓦斯浓度，而那次发生瓦斯爆炸的坑道作业面竟然没有安装探头；另一例是矿里配有手提式瓦斯报警器，由专职瓦斯监测员负责到井下巡回检测，事故后发现原来该矿的瓦斯监测员经常是上班就到井下找一个地方去睡觉；事故当天该坑道因故停电达两个小时，这期间井下送风停止了，无人知道井内瓦斯浓度积聚的程度，也没人下令让里面的矿工及时撤离危险矿段，结果爆炸悲剧发生了。还有一例发生瓦斯爆炸悲剧的情况是下井的领班人员居然把配发的手提式瓦斯报警器安放在从地面向井下送风管道的出口处造成对坑道里真实瓦斯的漏测，结果发生了爆炸事故。
综合分析各次案例不难发现，事故频繁发生的原因之一是管理不到位、不严密，造成报警设备使用不当；原因之二是主管人员都不在有爆炸危险的现场，而那些在现场的受害人事前对爆炸危险的逼近毫不知情。
因此设计一种性能可靠、经济适用又能形成众人参与瓦斯监测、促进并强化管理机制的煤矿瓦斯报警系统是非常必要的。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种适应我国煤矿业现今状况和技术与管理水平的，方便易用的由“单元报警器“和”维护校准设备“两部分构成瓦斯报警器系统。单元报警器的电路设计要求是小型、轻便、成本低、耗电少，与矿工下井时配带的头顶灯和蓄电池结合在一起。把单元报警器装备到每一个下井的矿工身上，从而能够实现人人关心瓦斯监测、凡是人员所到之处随时都在进行监测的确保安全的报警器管理体制。确保了每一个下井人员都享有对所到之处的瓦斯危险程度的知情权。
原来矿工离井下班时，矿灯都要集中在一起进行维护充电以备下次使用；本系统的设计要求是把单元瓦斯报警器也像矿灯一样集中起来由专人利用专用的“维护校准设备”进行保养、维护和校准，以便保证下次正常使用。这样就从设备配套使用的体制上促使管理人员或者煤矿的老板必须要像关心矿工的头顶灯到井下一定要能够点亮起来那样(否则无法作业采煤)也关心瓦斯报警器系统的正常运转，而每一个下井人的员也会为了自身生命的安全去关心瓦斯报警器的正常维护和使用。
本实用新型的思路是既提供功能可靠的技术设备，又能通过众人都来参与监测(可取名为“群测牌矿用瓦斯报警系统“)的设备体制，促进和加强管理，达到确保生产安全。
图1是单元报警器电路的一种实施例。
图2是一种瓦斯浓度检测器电路的实施例。
图3是一种专用“维护校准设备”实施例的配置示意图。
具体实施方式
本实用新型提出的瓦斯报警器系统的“单元报警器”要随矿灯一起装备到每一个下井的矿工。故轻便、可靠和耗电少是设计的重点，也是选择元器件与电路结构的原则。图1中QM为瓦斯气体敏感元件，f-f为加温端，A-B为输出电阻端，遇有瓦斯气体时A-B端电阻变化。VT是可控硅开关，W是用于调节VT导通门限的电位器。当瓦斯浓度达到门限时VT导通，于是使控制电路K通电开始动作，并经过执行电路T、J产生报警信号。
报警器在构造上与头顶矿灯结合在一起，并共用统一的电源(矿灯电瓶)。根据使用方的要求报警器可以固定在头顶灯的后盖上，也可以固定在矿工跨带的电瓶盒上，使瓦斯报警器和头顶灯成为矿工下井时必带装备中密不可分的搭档。报警器在加电时用绿色LED点亮表示。报警的方式可以根据使用方的具体要求设置成音响报警或红色LED点亮并闪烁，也可以让头顶灯同时闪烁。
专用的“维护校准设备”是设在地面矿口附近的后勤保障设施，用于对单元报警器进行检查、维护和精确校准，保障各个单元报警器功能正常。维护校准设备由模拟试验舱、环境调节器、瓦斯浓度检测器和瓦斯罐等部分组成。瓦斯浓度检测器用来显示设定的瓦斯浓度。图2是一种瓦斯浓度检测器电路，其中的QM和W与图1相同；VS是稳压管；T、U257B和LED1、LED2，LED3，LED4，LED5等构成瓦斯浓度指示电路。电路经过校准后，根据哪一级的LED发亮，就可知道瓦斯气体达到的浓度量级。图3是一种专用“维护校准设备”实施例的配置示意图。图中，“维护校准设备”的组成有恒温恒湿柜1；A舱——洁净气模拟舱2；B舱——瓦斯气模拟舱3；环境(温度、湿度)调节器4；温度、湿度传感器5；瓦斯浓度检测器6；储气(瓦斯)罐7等，图中待检测校准的报警器用8表示；检测校准完毕的的报警器用9表示。
“A舱”和“B舱”，两个模拟试验舱内的温度与湿度等都要调节到与矿井里的真实环境一样。这样的设计既能使报警器的门限校准精确，又可以大为简化单元报警器的电路，省掉了各种复杂的补偿电路，有利于降低耗电量、减小体积、提高可靠性。A舱里是不含瓦斯的普通洁净空气；B舱里要注入一定比例的瓦斯用来模拟井下有煤气积聚，并达到了报警浓度的情况(瓦斯源由瓦斯罐提供)。“维护校准台”由专职人员管理，负责按规定设置B舱里的瓦斯临界浓度(确保安全的最高允许浓度)。将各个单元报警器在两个舱之间往返移动，把报警门限调节到放入A舱里不报警；移入B舱里就报警的状态。
权利要求1.一种矿用瓦斯报警系统，由矿工下井作业佩带的“单元报警器”和设在地面的“维护校准设备“组成，其特征在于单元报警器结构上与矿工佩带的头顶灯结合在一起并共用电源，该报警器由气敏元件QM、可控硅开关VT、门限电位器W、控制电路K和声光报警执行电路构成，维护校准设备是保障设施，它由气敏元件QM、门限电位器W、稳压管VS和T、U257B以及LED1、LED2，LED3，LED4，LED5等瓦斯浓度指示电路和环境模拟舱构成。
2.如权利要求1所述的瓦斯报警系统，其特征在于该系统配套的维护校准设备的构造中配有两个井下环境模拟舱，两舱内的温度、湿度均调节到与所在的矿井下的实际环境相同，但一个舱内装有不含瓦斯的空气，而另一个舱内注入瓦斯，其浓度设置到刚好为安全容许的临界值，以便用于启动报警器工作，将各个单元报警器在两个舱之间往返移动中完成检测和报警门限的精确校准。
专利摘要一种煤矿用对井下空气中的瓦斯(可燃气体)报警的系统，具体地说是涉及一种由单元报警器和维护校准台两部分构成瓦斯报警器系统。该单元报警器小型、轻便、耗电少、成本低，与矿工下井时配带的顶头灯和蓄电池结合在一起。“维护校准台”是设在矿口地面的对单元报警器进行保养、维护校准的专用设备。本系统把单元报警器装备到每一个下井矿工的身上，从而能够实现人人关心瓦斯监测、凡是人员所到之处随时都在监测。确保每一个下井人员都享有对所到之处的瓦斯危险程度的知情权。本实用新型的设计思路是既提供功能可靠的报警设备，又促成众人都参与监测，强化管理确保生产安全。
文档编号G08B21/16GK2700976SQ0326444
公开日2005年5月18日 申请日期2003年6月25日 优先权日2003年6月25日
发明者姬国良 申请人:姬国良, 柳克俊