专利名称：煤矿瓦斯险情在线预警系统装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤矿瓦斯安全预警系统装置。
技术背景目前国内煤矿已经按照国家的强制要求大面积安装了瓦斯探测系统产品。这些 系统在近几年对煤矿瓦斯安全报警起到了很好的作用。但是，由于这些.系统以下几 点原因，显现出其不足第一，产品基于被动防范理念，井下瓦斯浓度数据从井下 采集后被直接传输到位于井外的专门管理部门的计算机内，而处于井下作业的人员 则无法在线了解瓦斯浓度信息以判断目前的安全状况，也不能在险情发生前预先判 断所处的危险状态和采取应有的避险措施；第二，是基于有线传输，只能采用固定 安装模式，系统的伸縮性和可扩展能力较差。也就是说，系统安装后不能随着掘进 面的延伸而自动延伸到开采面部位。在开采面离前端瓦斯探测设备不远时，其缺点 尚不会明显地表露出来。随着时间的推移，当掘进面离前端瓦斯探测设备的距离超 出有效半径后，系统对开采面这一关键的探测点的探测失灵；第三，功能单一，要 么是单一的瓦斯检测，要么是单一的人员定位跟踪，煤矿要同时安装两套瓦斯检测 和人员定位系统产品，才可能同时满足瓦斯检测和人员定位的需要。实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述煤矿安全产品系统的不足，提供一种以微波 传输为基础既能提供现场井下瓦斯状态的现场在线预警有能对井下作业人员进行定 位跟踪的煤矿瓦斯险情在线预警系统装置。本实用新型的技术方案是本实用新型煤矿瓦斯险情在线预警系统装置，探测终端1由天线11和与其连接 的接受定位询问信号21，定位应答信号23和瓦斯浓度预警信号22的装置构成，节 点收发器4由定时发出定位询问信号21、接收瓦斯浓度预警信号22和定位应答信 号23的装置构成，节点收发器4经传输系统5连接到系统主机6。所述探测终端1的壳体10内有全向天线ll，接收节点收发器4发出的定位询问 信号21，向收发器4发出瓦斯浓度预警信号22和回应的本探测终端1的定位应答 信号23，全向天线11与收发模式开关切换电路12连接，切换电路12输出端RXout 与信号收发模块13的输入端RX,、连接，切换电路12输入端TXin与收发模块13的 输出端TX,w连接，信号收发模块13的输出端{ ,^和输入端口 TXin分别与单片机14 的相应端口连接，置于壳体10上的瓦斯浓度探测传感器15经VT1放大处理后接入 单片机14的相应端口，单片机14的瓦斯超临界状态报警指示信号输出端口经VT2 放大电路与壳体10上的报警指示灯16连接，单片机14的瓦斯超临界状态报警声音 信号输出端口经VT3放大电路与壳体10上的报警指示灯17连接，装置的电源指示
信号从单片机14相应输出端口经VT4放大输出到电源指示灯18，装置有电源线路 19和电池20为装置供电。所述节点收发器4的壳体40内有电源电路48,电池49和与天线41连接的收发 模式开关切换电路42，收发模式开关切换电路42的RX,u端与信号收发模块43的 RX,、端连接，收发模式开关切换电路42的TX,、端与收发模块43的TX,端连接，收 发模块43的RX^端与单片机44的RXi、端连接，收发模块43的TXr端与单片机44 的TX,u端连接，装置的电源指示信号从单片机44相应输出端口经VT放大输出到电 源指示灯45，单片机44的DATA端口与壳体40上的接插口 46连接，接插口46通 过传输系统5与系统主机6连接。所述系统主机6为普通计算机。本实用新型的使用效果是1. 煤矿井下作业人员随身佩带本使用新型中的探测终端，该终端一方面在线检测 环境的瓦斯浓度，并在其浓度达到或超过设定的临界值时，就立即启动声光报 警，现场作业人员可依据报警采取适当的安全保护措施；同时探测终端向节点 收发器发出报警信号，节点收发器立即将报警信号和所在位置传输到系统主机。2. 煤矿井下作业人员随身佩带本使用新型中的探测终端同时还根据系统中各节点 收发器发出的询问信号向系统发出应答信号，以使系统能够依据得到应答信号 的节点收发器所在位置确定人员的当前作业区域，以实现作业人员的区域性定 位跟踪和出现体突发事故后为定位施救提供可靠的依据。3. 本实用新型全部采用数字编码技术，系统运行不受坑道光线和地理条件影响， 系统容量大，覆盖地域宽，结构简单，并且建设成本低。
图1为本实用新型系统的结构示意图。图2为本实用新型探测终端的结构示意图。 图3为本实用新型节点收发器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1参见图2。本实施例说明本实用新型探测终端的结构。探测终端1的壳体10内 有全向天线11，接收节点收发器4发出的定位询问信号21，向收发器4发出瓦斯浓 度预警信号22和回应的本探测终端1的定位应答信号23，全向天线11与收发模式 开关切换电路12连接，切换电路12输出端RXout与信号收发模块13的输入端RXIN 连接，切换电路12输入端TXin与收发模块13的输出端TX。Ln连接，信号收发模块 13的输出端RX肌和输入端口 TXin分别与单片机14的相应端口连接，置于壳体10 上的瓦斯浓度探测传感器15经VT1放大处理后接入单片机14的相应端口，单片机 14的瓦斯超临界状态报警指示信号输出端口经VT2放大电路与壳体10上的报警指 示灯16连接，单片机14的瓦斯超临界状态报警声音信号输出端口经VT3放大电路 与壳体IO上的报警指示灯17连接，装置的电源指示信号从单片机14相应输出端口 经VT4放大输出到电源指示灯18，装置有电源线路19和电池20为装置供电。本实施例中，探测终端采用工作频率为300—450MHz的MAX1479,单片机均采用 MSP430芯片。实施例2参见图3。本实施例说明本实用新型节点收发器的结构。节点收发器4的壳体 40内有电源电路48，电池49和与天线41连接的收发模式开关切换电路42，收发模 式开关切换电路42的RXo"端与信号收发模块43的RX^端连接，收发模式开关切换 电路42的TX,、端与收发模块43的TX,端连接，收发模块43的RX贈端与单片机44 的RX,、端连接，收发模块43的TXin端与单片机44的TXwT端连接，装置的电源指示 信号从单片机44相应输出端口经VT放大输出到电源指示灯45，单片机44的DATA 端口与壳体40上的接插口 46连接，接插口 46通过传输系统5与系统主机6连接。实施例中，同上实施例，本节点收发器采用工作频带为300至450MHz的MAX1479， 单片机均采用MSP430芯片。实施例3本实施例说明本使用新型的工作流程。1、 为每一个探测终端在制造使置入可唯一区别的标识码，在发放使用前，为每 一个探测终端赋予标签编号并通过专门设备写入瓦斯浓度临界设定值数据。2、 探测终端统一发放给井下作业人员或临时下井作业人员，要求井下作业人员 下井时随身携带，该探测终端的编号在发放时录入到本主机系统的人员登记表。当 人员进入检测区途经某节点收发器时，系统主机将该人员所配探测终端的编码、进 入时间和节点号登记到在线检测人员信息表，以进入被检测人员队列，当井下作业 人员返回地面经过边界节点时，系统主机中调出该人员的登记数据，对该条登记信 息标注撤销监测标识信息，并将该人员从在线监测人员队列表中予以删除。3、 本使用新型的所有节点收发器根据监测需要沿坑道所有人流方向按一定的间 距布局并安装在各监测节点以形成监测网。节点收发器将定时向外界发出固定编码 的询问信号，该询问信号通过天线发射到设定的信号区，该信号区由微波信号的覆 盖形成一个呈椭圆形状的节点询问触发区。4、 探测终端在未接收到询问信号前处于待接收工作状态。当人员进入节点询问 区，探测终端接收到节点询问信号后，将回应发射出本探测终端的标识码，节点收 发器接收到此应答信号后，经传输网络向主机系统传送，监测中心主机系统从网络 采集到各人员行经各个节点时的应答信息，经处理后保存；经计算、分析模块处理， 得到各监测人员的当前位置。系统的专用软件处理是系统的后台处理中心，安装并 运行检测中心主机系统中。5、 在作业区域的瓦斯浓度处于安全范围时，探测终端保持安静的工作模式。当 探测终端探测到瓦斯浓度达到或超过所设定的临界值时，将产生声光报警并向外发 射报警的微波编码信号，节点收发器接收到此信号，立即以高级别处理的方式向系 统主机报告。
权利要求1.煤矿瓦斯险情在线预警系统装置，其特征在于探测终端(1)由天线(11)和与其连接的接受定位询问信号(21)，定位应答信号(23)和瓦斯浓度预警信号(22)的装置构成，节点收发器(4)由定时发出定位询问信号(21)、接收瓦斯浓度预警信号(22)和定位应答信号(23)的装置构成，节点收发器(4)经传输系统(5)连接到系统主机(6)。
2. 根据权利要求1所述的煤矿瓦斯险情在线预警系统装置，其特征在于探测终端 (1)的壳体(10)内有全向天线(11),接收节点收发器(4)发出的定位询问信号 (21)，向节点收发器(4)发出瓦斯浓度预警信号(22)和回应的本探测终端(1)的定位应答信号(23),全向天线(11)与收发模式开关切换电路(12)连接，切换 电路(12)输出端RXout与信号收发模块(13)的输入端RXw连接，切换电路(12) 输入端TXin与收发模块(13)的输出端TX。,T连接，信号收发模块(13)的输出端 RX,和输入端口 TXin分别与单片机(14)的相应端口连接，置于壳体(10)上的瓦斯浓 度探测传感器(15)经VT1放大处理后接入单片机(14)的相应端口 ，单片机(14)的瓦 斯超临界状态报警指示信号输出端口经VT2放大电路与壳体(10)上的报警指示灯(16)连接，单片机(14)的瓦斯超临界状态报警声音信号输出端口经VT3放大电路与 壳体(10)上的报警指示灯(17)连接，装置的电源指示信号从单片机(14)相应输出端口经VT4放大输出到电源指示灯(18)，装置有电源线路(19)和电池(20)为装置供电。
3. 根据权利要求1所述的煤矿瓦斯险情在线预警系统装置，其特征在于节点收发 器(4)的壳体(40)内有电源电路(48)，电池(49)和与天线(41)连接的收发 模式开关切换电路(42),收发模式开关切换电路(42)的RX,'^端与信号收发模块(43)的la、端连接，收发模式开关切换电路(42)的TX^端与收发模块(43)的 TX"u端连接，收发模块(43)的RX则端与单片机(44)的RX,、端连接，收发模块(43) 的TXi。端与单片机(44)的TX。uT端连接，装置的电源指示信号从单片机(44)相应 输出端口经VT放大输出到电源指示灯(45)，单片机(44)的DATA端口与壳体(40) 上的接插口 (46)连接，接插口 (46)通过传输系统(5)与系统主机(6)连接。
4. 根据权利要求1所述的煤矿瓦斯险情在线预警系统装置，其特征在于所述系统主 机(6)为普通计算机。
专利摘要本实用新型提供了一种煤矿瓦斯险情在线预警系统装置，本装置中，探测终端(1)完成作业现场瓦斯浓度探测报警和回应节点收发器(4)发出定位询问信号的本探测终端的编码信号功能，节点收发器(4)定时发出定位询问信号(21)，接收探测终端(1)发出的瓦斯浓度预警信号(22)和定位应答信号(23)，将所接收到的信号经传输系统(5)输送到位于监测中心的系统主机(6)。本实用新型实现煤矿瓦斯浓度的现场在线检测和预警，并实现井下作业人员的在线定位跟踪，在出现突发事故后为定位施救提供可靠的依据。本实用新型全部采用数字编码技术，系统运行不受坑道光线和地理条件影响，系统容量大，覆盖区域宽，结构简单，并且建设成本低。
文档编号G08B25/00GK201035708SQ20062003488
公开日2008年3月12日 申请日期2006年7月11日 优先权日2006年7月11日
发明者刘学明 申请人:刘学明