數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于煤礦井下火情監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域。所述數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括束管，氣體分析主機(jī)和泵站；束管連接氣體分析主機(jī)，所述泵站用于驅(qū)動(dòng)束管內(nèi)的氣體流動(dòng)；所述氣體分析主機(jī)設(shè)于井下，氣體分析主機(jī)設(shè)有氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸接口，所述數(shù)據(jù)傳輸接口通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信線路連接井上的設(shè)備。本發(fā)明提供的方案是將檢測(cè)分析礦井氣體的裝置安裝在井下，減少了束管的長(zhǎng)度，縮短了對(duì)礦井氣體取樣測(cè)量的時(shí)間，能夠更快速的發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況。束管的氣阻變小，相應(yīng)的布設(shè)成本低，對(duì)應(yīng)的泵站性能要求降低，節(jié)約了成本。
【專利說(shuō)明】
數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于煤礦井下火情監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)開采的煤礦中，存在自燃發(fā)火危險(xiǎn)的礦井占總礦井?dāng)?shù)的70%左右，自燃發(fā)火煤層占累計(jì)可采煤層數(shù)的80%，且自燃火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)占礦井火災(zāi)總數(shù)的94%以上。因此，自然發(fā)火事故的預(yù)防必然成為煤礦安全研究的重點(diǎn)。及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出火情早期預(yù)報(bào)，并能及時(shí)確定火源點(diǎn)位置，不僅可以及時(shí)采取防滅火措施，將火災(zāi)事故消除于萌芽狀態(tài)，而且大大減少滅火造成的經(jīng)濟(jì)損失，防止火災(zāi)甚至爆炸事故的發(fā)生，避免因此造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]現(xiàn)有的火情監(jiān)測(cè)方法主要有:
[0004](I)人工井下現(xiàn)場(chǎng)采集井下氣體樣本并帶到地面，使用相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備對(duì)采集到的氣體樣本進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析;這種方法取氣繁瑣，時(shí)間長(zhǎng)，浪費(fèi)人力資源。
[0005](2)井下鋪設(shè)束管，利用地面抽氣栗將待檢測(cè)區(qū)的氣體抽到地面，使用相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)；例如，公開號(hào)為CN104832216A的專利披露了一種煤礦自然火災(zāi)光纖測(cè)溫束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，使用的就是鋪設(shè)束管將井下氣體抽到地面上進(jìn)行檢測(cè)的方案。這種方法需要將氣體抽到地面上，所以束管很長(zhǎng)，氣阻很大，需要較大的栗站進(jìn)行抽氣;再者，由于束管很長(zhǎng)，氣體需要流動(dòng)到井上需要較長(zhǎng)的時(shí)間，導(dǎo)致采集的氣體數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性較差，對(duì)危險(xiǎn)情況的發(fā)生有一定的反應(yīng)延遲;最后，過(guò)長(zhǎng)得束管容易出現(xiàn)泄漏等問題，使測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性大打折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于解決由于束管太長(zhǎng)而采集實(shí)時(shí)性差得問題。
[0007]—種數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括束管，氣體分析主機(jī)和栗站;束管連接氣體分析主機(jī)，所述栗站用于驅(qū)動(dòng)束管內(nèi)的氣體流動(dòng);所述氣體分析主機(jī)設(shè)于井下，氣體分析主機(jī)設(shè)有氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸接口，所述數(shù)據(jù)傳輸接口通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信線路連接井上的設(shè)備。
[0008]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)傳輸接口對(duì)應(yīng)連接的通信線路是RS485總線、RJ45總線或者通訊光纜。
[0009]進(jìn)一步的，所述氣體分析主機(jī)包括CPU，氣體分析測(cè)量模塊，束管切換模塊和氣體分析主機(jī)通訊模塊;束管通過(guò)束管切換模塊連接氣體分析測(cè)量模塊，CPU采樣連接氣體分析測(cè)量模塊，用于獲取氣體分析結(jié)果，CPU連接所述氣體分析主機(jī)通訊模塊;氣體分析主機(jī)通訊模塊用于連接對(duì)應(yīng)的通信線路。
[0010]進(jìn)一步的，還包括感溫光纜和測(cè)溫控制柜，測(cè)溫控制柜設(shè)于井下，感溫光纜連接測(cè)溫控制柜，測(cè)溫控制柜設(shè)有溫度數(shù)據(jù)傳輸接口，所述溫度數(shù)據(jù)傳輸接口通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信線路連接井上的設(shè)備。
[0011]進(jìn)一步的，所述溫度數(shù)據(jù)傳輸接口對(duì)應(yīng)連接的通信線路是RS485總線、RJ45總線或者通訊光纜。
[0012]進(jìn)一步的，所述測(cè)溫控制柜包括MCU，溫度光纖測(cè)量模塊和測(cè)溫控制柜通訊模塊；所述MCU連接溫度光纖測(cè)量模塊和測(cè)溫控制柜通訊模塊;感溫光纜連接溫度光纖測(cè)量模塊，測(cè)溫控制柜通訊模塊用于連接對(duì)應(yīng)的通信線路。
[0013]進(jìn)一步的，所述氣體分析主機(jī)包括CPU，氣體分析測(cè)量模塊，束管切換模塊和通訊模塊;束管通過(guò)束管切換模塊連接氣體分析測(cè)量模塊，CPU采樣連接氣體分析測(cè)量模塊，用于獲取氣體分析結(jié)果，CPU連接所述通訊模塊;所述CPU還連接溫度光纖測(cè)量模塊，溫度光纖測(cè)量模塊用于連接感溫光纜。
[0014]本發(fā)明提供的方案是將檢測(cè)分析礦井氣體的裝置安裝在井下，減少了束管的長(zhǎng)度，縮短了對(duì)礦井氣體取樣測(cè)量的時(shí)間，能夠更快速的發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況，延遲減小，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。而且，束管的長(zhǎng)度減小，氣阻也變小，相應(yīng)的布設(shè)成本低，對(duì)應(yīng)的栗站性能要求低，節(jié)約了成本。另外，由于束管越長(zhǎng)，越有可能發(fā)生泄漏等問題，導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果不準(zhǔn)確，降低束管長(zhǎng)度在一定程度上能夠增加測(cè)量準(zhǔn)確性。
[0015]感溫光纜和測(cè)溫控制柜的作用是能夠配合束管檢測(cè)信息，更加準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)火情發(fā)生，能快速的找出發(fā)生火情的位置，防止發(fā)生更大的危險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的系統(tǒng)圖；
[0017]圖2是數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例氣體分析主機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3是帶有測(cè)溫控制柜數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的系統(tǒng)圖；
[0019]圖4是數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)溫控制柜的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖5是氣體分析主機(jī)和測(cè)溫控制柜集成時(shí)的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0022]實(shí)施例1
[0023]如圖1所示，本發(fā)明所述的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)于井下，包括一組束管、一個(gè)氣體分析主機(jī)和一個(gè)栗站，束管連接氣體分析主機(jī)，栗站用于驅(qū)動(dòng)束管內(nèi)的氣體流動(dòng)。
[0024]所述氣體分析主機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括一個(gè)CPU，一個(gè)束管切換模塊、一個(gè)氣體分析測(cè)量模塊和一個(gè)氣體分析主機(jī)通訊模塊;束管通過(guò)束管切換模塊連接氣體分析測(cè)量模塊，CPU采樣連接氣體分析測(cè)量模塊，用于獲取氣體分析結(jié)果;CPU連接所述氣體分析主機(jī)通訊模塊;氣體分析主機(jī)通訊模塊通過(guò)對(duì)應(yīng)的RS485總線連接井上的設(shè)備。
[0025]在栗站的驅(qū)動(dòng)下，礦井中的氣體流入束管，經(jīng)過(guò)束管切換模塊后進(jìn)入氣體分析測(cè)量模塊;氣體分析測(cè)量模塊分析檢測(cè)氣體的成分，并把分析檢測(cè)到的結(jié)果發(fā)送給CPU;CPU根據(jù)氣體分析測(cè)量模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)判斷相應(yīng)的礦井是否會(huì)發(fā)生火情，并把判斷的結(jié)果通過(guò)氣體分析主機(jī)通訊模塊發(fā)送給井上的設(shè)備。
[0026]氣體分析主機(jī)還可以采用其他結(jié)構(gòu)，比如，上述【背景技術(shù)】中記載的，公開號(hào)為CN104832216A的專利中氣體分析主機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0027]在本實(shí)施例中，氣體分析主機(jī)通過(guò)RS485總線連接井上的設(shè)備，作為其他實(shí)施方式，可以采用其他的通信線路，如RJ45或通訊光纜。
[0028]實(shí)施例2
[0029]如圖3所示，在本實(shí)施例提供的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是在實(shí)施例1系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)測(cè)溫控制柜和一組感溫光纜，感溫光纜連接測(cè)溫控制柜。
[0030]所述測(cè)溫控制柜的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括一個(gè)MCU，一個(gè)溫度光纖測(cè)量模塊和一個(gè)測(cè)溫控制柜通訊模塊;感溫光纜通過(guò)溫度光纖測(cè)量模塊連接M⑶，M⑶連接測(cè)溫控制柜通訊模塊，測(cè)溫控制柜通訊模塊通過(guò)對(duì)應(yīng)的RS485總線連接井上的設(shè)備。
[0031 ]溫度光纖測(cè)量模塊使用感溫光纜測(cè)量礦井的溫度信息，并把測(cè)量到的信息發(fā)送給MCU。當(dāng)有火情發(fā)生時(shí)，MCU根據(jù)從溫度光纖測(cè)量模塊接收到的礦井信息判斷發(fā)生火情的位置，并通過(guò)測(cè)溫控制柜通訊模塊發(fā)送給井上的設(shè)備。
[0032]感溫光纜和測(cè)溫控制柜的作用是能夠配合束管檢測(cè)信息，更加準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)火情發(fā)生，能快速的找出發(fā)生火情的位置，防止發(fā)生更大的危險(xiǎn)。
[0033]在本實(shí)施例中，測(cè)溫控制柜主機(jī)通過(guò)RS485總線連接井上的設(shè)備，作為其他實(shí)施方式，可以采用其他的通信線路，如RJ45或通訊光纜。
[0034]在本實(shí)施例中，將氣體分析功能與溫度測(cè)量功能分離設(shè)置;在測(cè)溫控制柜中，還設(shè)有為所述CPU、MCU和栗站供電的電源變換模塊。作為其他實(shí)施方式，電源變換模塊可以采用其他方式，如使用外接電源分別為CPU、MCU和栗站供電。
[0035]實(shí)施例3
[0036]本實(shí)施例提供的方案是將氣體分析功能和溫度測(cè)量功能集成在一起，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，在實(shí)施例1中氣體分析主機(jī)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)溫度光纖測(cè)量模塊和一組感溫光纜，感溫光纜通過(guò)溫度光纖連接CPU。
[0037]在栗站的驅(qū)動(dòng)下，礦井中的氣體流入束管，經(jīng)過(guò)束管切換模塊后進(jìn)入氣體分析測(cè)量模塊;氣體分析測(cè)量模塊分析檢測(cè)氣體的成分，并把分析檢測(cè)到的結(jié)果發(fā)送給CPU;CPU根據(jù)氣體分析測(cè)量模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)判斷相應(yīng)的礦井是否會(huì)發(fā)生火情，并把判斷的結(jié)果通過(guò)氣體分析主機(jī)通訊模塊發(fā)送給井上的設(shè)備。
[0038]溫度光纖測(cè)量模塊使用感溫光纜測(cè)量礦井的溫度信息，并把測(cè)量到的信息發(fā)送給CPU。當(dāng)有火情發(fā)生時(shí)，CPU根據(jù)從溫度光纖測(cè)量模塊接收到的礦井信息判斷發(fā)生火情的位置，并通過(guò)測(cè)溫控制柜通訊模塊發(fā)送給井上的設(shè)備。
[0039]以上給出了本發(fā)明涉及的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括束管，氣體分析主機(jī)和栗站;束管連接氣體分析主機(jī)，所述栗站用于驅(qū)動(dòng)束管內(nèi)的氣體流動(dòng)；其特征在于，所述氣體分析主機(jī)設(shè)于井下，氣體分析主機(jī)設(shè)有氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸接口，所述數(shù)據(jù)傳輸接口通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信線路連接井上的設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸接口對(duì)應(yīng)連接的通信線路是RS485總線、RJ45總線或者通訊光纜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體分析主機(jī)包括CPU，氣體分析測(cè)量模塊，束管切換模塊和氣體分析主機(jī)通訊模塊;束管通過(guò)束管切換模塊連接氣體分析測(cè)量模塊，CPU采樣連接氣體分析測(cè)量模塊，用于獲取氣體分析結(jié)果，CPU連接所述氣體分析主機(jī)通訊模塊;氣體分析主機(jī)通訊模塊用于連接對(duì)應(yīng)的通信線路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括感溫光纜和測(cè)溫控制柜，測(cè)溫控制柜設(shè)于井下，感溫光纜連接測(cè)溫控制柜，測(cè)溫控制柜設(shè)有溫度數(shù)據(jù)傳輸接口，所述溫度數(shù)據(jù)傳輸接口通過(guò)對(duì)應(yīng)的通信線路連接井上的設(shè)備。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度數(shù)據(jù)傳輸接口對(duì)應(yīng)連接的通信線路是RS485總線、RJ45總線或者通訊光纜。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)溫控制柜包括MCU，溫度光纖測(cè)量模塊和測(cè)溫控制柜通訊模塊;所述MCU連接溫度光纖測(cè)量模塊和測(cè)溫控制柜通訊模塊;感溫光纜連接溫度光纖測(cè)量模塊，測(cè)溫控制柜通訊模塊用于連接對(duì)應(yīng)的通ig線路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化束管火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體分析主機(jī)包括CPU，氣體分析測(cè)量模塊，束管切換模塊和通訊模塊;束管通過(guò)束管切換模塊連接氣體分析測(cè)量模塊，CPU采樣連接氣體分析測(cè)量模塊，用于獲取氣體分析結(jié)果，CPU連接所述通訊模塊;所述(PU還連接溫度光纖測(cè)量模塊，溫度光纖測(cè)量模塊用于連接感溫光纜。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK105927279SQ201610509355
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】趙彤宇, 李波, 賀衛(wèi)星, 王志東, 閆明利, 付國(guó)良, 馬瑞濤
【申請(qǐng)人】鄭州光力科技股份有限公司