煤礦安全監測系統的礦工帽的製作方法

2023-06-14 20:15:11 3

專利名稱：煤礦安全監測系統的礦工帽的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦安全監測系統的礦工帽。
背景技術：
在煤炭產量快速增長的情況下，也帶來煤礦重特大事故多發。「十五」時期，全國煤礦共發生一次死亡3-9人重大事故1398起，平均每年發生280起，佔全國各類重大事故起數的11% ；發生一次死亡10- 人特大事故214起，平均每年發生43起，佔全國各類特大事故起數的36% ；發生一次死亡30人以上特別重大事故42起，平均每年發生8起，佔全國各類特別重大事故起數的58%。我國的煤炭企業與世界主要採煤國家安全生產水平相比差距大。「十五」時期，煤礦百萬噸死亡率由2001年的5. 07下降到2005年的2. 81，下降了 45%， 但與先進採煤國家相比差距還很大。2005年，我國煤炭產量約佔全球的37%，事故死亡人數則佔近80%，煤礦百萬噸死亡率約為美國的70倍、南非的17倍、波蘭的10倍、俄羅斯和印度的7倍。嚴峻的安全生產狀況不僅嚴重威脅著人民群眾生命安全和健康，也影響到社會和諧及國際形象。我國煤礦絕大多數是井工礦井，地質條件複雜，災害類型多，分布面廣，在世界各主要產煤國家中開採條件最差、災害最嚴重。在國有重點煤礦中，地質構造複雜或極其複雜的煤礦佔36%，地質構造簡單的煤礦佔23%。據調查，大中型煤礦平均開採深度456米， 採深大於600米的礦井產量佔28. 5%。小煤礦平均採深196米，採深超過300米的礦井產量佔14.5%。瓦斯災害。國有重點煤礦中，高瓦斯礦井佔21.0%;煤與瓦斯突出礦井佔21. 3%; 低瓦斯礦井佔57.7%。地方國有煤礦和鄉鎮煤礦中，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井佔15%。隨著開採深度的增加，瓦斯湧出量的增大，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的比例還會增加。我國煤礦水文地質條件較為複雜。國有重點煤礦中，水文地質條件屬於複雜或極複雜的礦井佔 27%，屬於簡單的礦井佔34%。地方國有煤礦和鄉鎮煤礦中，水文地質條件屬於複雜或極複雜的礦井佔8.5%。我國煤礦水害普遍存在，大中型煤礦有500多個工作面受水害威脅。在近 2萬處小煤礦中，有突水危險的礦井900多處，佔總數的4. 6%。對煤礦安全在中的瓦斯災害，通常是「先抽後採、監測監控、以風定產」的煤礦瓦斯治理工作方針，但由於許多企業存在的重產量、輕安全的思想，以及礦工對安個的知情權太低，使已檢測出的瓦斯超標得不到重視，礦工對第一時間瓦斯超標情況不能做出快速行動， 使安全不能管理的從基層不能落實，導致煤礦瓦斯災害不斷出現。發生礦難後不能及時撐控礦內的第一手資源也是造成煤礦事故擴大化的一個重要組成部分。礦難發生後，礦下通信阻斷，礦下的人員分布情況不能清楚的撐控，使決策拿不出最有利的方案。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種礦工能對第一時間瓦斯超標情況做出快速行動，礦難發生後，能及時了解礦工人員分布的煤礦安全監測系統的礦工帽。本實用新型的目的是這樣實現的，煤礦安全監測系統的礦工帽，它包括所述的礦工帽包括無線通信單元、控制單元、傳感單元、存貯單元、指示燈、照明燈、電池，控制單元通過I/O 口與無線通信單元、傳感單元、存貯單元、指示燈和照明燈電連接，電池提供無線通信單元、控制單元、傳感單元、存貯單元、指示燈、照明燈的電源；所述的礦工帽通過通信基站與此同時控制中心電連接。所述的存貯單元存放有礦工帽編碼。所述的通信基站由無線發射接收電路、單片機、電池、線路狀態檢測電路、充電電路構成，無線發射接收電路、線路狀態檢測電路和充電電路與單片機分別通過I/O 口電連接。所述的通信基站之間的距離應在20-50米之間。本實用新型的優點是由於通信基站有位置信息，如井深，井深位置，控制中心在得到了瓦斯檢測單元給出瓦斯檢測信號後，同時會及時了解多個瓦斯檢測單元的信息，也及時撐握了發生瓦斯的位置信息和誰給出的信號，這對發生重大事故時，井上及時準確了解井下的情況非常重要。

下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖1是本實用新型實施例結構示意圖；圖2是瓦斯檢測單元7電路框圖；圖3是通信基站3之間通信示意圖。圖中，1、井口基站；2、控制中心；3、通信基站；301、無線發射接收電路；302、單片機；303、電池；304、線路狀態檢測電路；305、充電電路；4、電力線；5、礦工帽；6、礦工；7、瓦斯檢測單元；701、無線通信單元；702、控制單元；703、傳感單元；704、存貯單元；705、指示燈；706、照明燈；707、電池；8、礦井。
具體實施方式
如圖1所示，煤礦安全監測系統的礦工帽，它至少包括在礦井8沿線間隔分布的通信基站3，礦井8內礦工頭戴的礦工帽5 ；礦工帽5通過無線與通信基站3進行無線電連接，通信基站與通信基站之間通過有線和無線進行電連接，終端通信基站通過井口基站1 與控制中心2通過有線和無線進行電連接。在礦工帽5內有瓦斯檢測單元7，瓦斯檢測單元7用於檢測礦井8內的瓦斯濃度， 當瓦斯濃度超過標定值時，瓦斯檢測單元7 —方面進行顯示，另一方面通過通信基站3將瓦斯濃度超標值發送到發送到礦井8的井口，由井口基站再發送到控制中心2。通信基站3向控制中心2發送瓦斯濃度超標值送信息時，同時將礦工帽5的編號、 通信基站3的位置發送到控制中心2。瓦斯檢測單元7與最近的通信基站3進行定時通信， 通信時間和瓦斯檢測單元7的位置會記錄在控制中心2的資料庫。如圖2所示，礦工帽5包括無線通信單元701、控制單元702、傳感單元703、存貯單元704、指示燈705、照明燈706、電池707，控制單元702通過I/O 口與無線通信單元701、 傳感單元703、存貯單元704、指示燈705和照明燈706電連接，電池707提供無線通信單元 701、控制單元702、傳感單元703、存貯單元704、指示燈705、照明燈706的電源。[0020]礦工帽5 —方面兼有原來的礦工帽照明功能，同時具有瓦斯檢測、瓦斯濃度顯示和將瓦斯濃度發送到通信控制中心2的功能。採用瓦斯的傳感單元703是通用的瓦斯傳感器，瓦斯傳感器通過進行放大、濾波送到帶有A/D轉換器的單片機702，單片機702通過閥值檢測，當大於設定的最低閥值時，將存貯單元704存放的礦工帽編碼和檢測瓦斯濃度一起通過通信基站3向控制中心2發送，同時將通信基站3的位置發送到控制中心2。礦工帽5通過通信基站3向控制中心2發送信息時，信號可能被幾個通信基站3 接收，確定礦工帽5的位置是以界限在兩個通信基站3地址座標上，這有利於更精確認定礦工在井下的位置。礦工帽5通過通信基站3向控制中心2發送信息時，是通過一個無線通信單元701完成的，無線通信單元701可以是2. 4G或315MHz或433MHz的無線電路完成， 這是一塊通用型的模塊，市面或資料很多，而選取型是以設計定的習慣選取。礦工帽5有指示燈705和照明燈706，照明燈706採用LED，這是已有且大面積使用的技術，而指示燈705則是為礦工們之間互相確認而設計的，當幾個位值相同的點同是出現瓦斯濃度示，礦工們將會採取進一步方法自救。以以發生問題。礦工帽5是本安產品， 因此設計時對電壓和電流、電容量的控制都有要求，在這不作過多說明。礦工帽5內的瓦斯檢測單元7給出瓦斯檢測信號後，通過指示裝置顯示瓦斯的安全級別。如圖3所示，當瓦斯檢測單元7給出瓦斯檢測信號到控制單元702後，通過鄰近的通信基站3以接力方式發送到礦井8的井口，由井口基站再發送到控制中心2，由控制中心 2對進行綜合處理。瓦斯檢測單元7與最近的通信基站3進行定時通信，通信時間和瓦斯檢測單元7的位置會記錄在控制中心2的資料庫。如圖3所示，通信基站3由無線發射接收電路301、單片機302、電池303、線路狀態檢測電路304、充電電路305構成，無線發射接收電路301、線路狀態檢測電路304和充電電路305與單片機302分別通過I/O 口電連接，單片機302控制無線發射接收電路301接收礦工帽5檢測的瓦斯濃度信息和礦工帽5使用者的信息，當接收到這種信息，通過線路狀態檢測電路304檢測上一級通信基站3是否有線通信正常，當正常時，通過有線方式與下一級進行通信，當不正常時以無線方式進行通信。使通信基站3之間進行有線和無線連接，是系統安全的重要技術，有線的目的是向通信基站3的電池303進行能量補充，當單片機302通過充電電路305檢測到電池303 電量不足時，很快要對電池303進行充電，以保證其電力充足。而當發生礦難事故發生後， 通迅和電力有問題時，通過無線以接力的方式向上傳送信息。通信基站3之間通信時，首先以有線方式進行握手，當有線方式進行握手不正常時，採用無線通信方式握手通信。為了使通信在發生事故時安全，通信基站3之間的距離應在20-50米之間，以防無線迅號的衰減。
權利要求1.煤礦安全監測系統的礦工帽，其特徵是它包括所述的礦工帽(5)包括無線通信單元(701)、控制單元(702)、傳感單元(703)、存貯單元(704)、指示燈(705)、照明燈(706)、 電池(707)，控制單元(702)通過I/O 口與無線通信單元(701)、傳感單元(703)、存貯單元 (704)、指示燈(705)和照明燈(706)電連接，電池(707)提供無線通信單元(701)、控制單元 (702)、傳感單元(703)、存貯單元(704)、指示燈(705)、照明燈(706)的電源；所述的礦工帽 (5 )通過通信基站(3 )與此同時控制中心(2 )電連接。
2.根據權利要求1所述的煤礦安全監測系統的礦工帽，其特徵是所述的存貯單元 (704)存放有礦工帽編碼。
3.根據權利要求1所述的煤礦安全監測系統的礦工帽，其特徵是所述的通信基站(3) 由無線發射接收電路(301)、單片機(302)、電池(303)、線路狀態檢測電路(304)、充電電路 (305)構成，無線發射接收電路(301)、線路狀態檢測電路(304)和充電電路(305)與單片機 (302)分別通過I/O 口電連接。
4.根據權利要求1所述的煤礦安全監測系統的礦工帽，其特徵是所述的通信基站(3) 之間的距離應在20-50米之間。
專利摘要本實用新型涉及一種煤礦安全監測系統的礦工帽，其特徵是礦工帽包括無線通信單元、控制單元、傳感單元、存貯單元、指示燈、照明燈、電池，控制單元通過I/O口與無線通信單元、傳感單元、存貯單元、指示燈和照明燈電連接，電池提供無線通信單元、控制單元、傳感單元、存貯單元、指示燈、照明燈的電源。它提供了一種礦工能對第一時間瓦斯超標情況做出快速行動，礦難發生後，能及時了解礦工人員分布的煤礦安全監測系統的礦工帽。
文檔編號A42B1/10GK202100280SQ20102063595
公開日2012年1月4日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者劉珉愷 申請人:西安信唯信息科技有限公司