礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站的製作方法

2023-05-08 09:24:51

專利名稱：礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，該分站用於 同地面控制中心和個人終端機配套使用，形成地面、井下和個人相互聯繫的避 災指揮和撤離指示系統，在出現需要進行災難報警和撤離井下人員的情形時， 通過多種方式進行發出警報和撤離命令，通過顯示屏等顯示裝置引導井下人員 撤離，屬計算機信息技術領域。
背景技術：
礦井事故特別是煤礦事故在各類事故中仍然佔有很高的比重，我國每年因
為煤礦事故死亡的人員6000人左右，事故每年直接損失120億元以上。
煤礦災害主要分為水、火、瓦斯、煤塵、頂板、機電等類別。在發生重大 事故或者遇到重大事故隱患時，依據國家有關規程和標準規定，可能受災害威 脅區域的井下人員必須緊急撤離。從撤人角度來講，事故和事故隱患可以分成 兩類，就是水突類(含頂板、非火災的機電事故)、火災類(包括瓦斯、煤塵、 發火等)，因此國家的《煤礦安全規程》規定，煤礦必須設置避災路線， 一個 是避水災路線、 一個是避火災路線。在接到撤離命令或者發現災害時，應按照 指定的路線撤離。
目前礦井災害監控和指揮撤離的方式主要是通過井下的各 傳感器採集設 有災害的參數，例如瓦斯濃度等，通過傳感器上的顯示裝置進行數據顯示，當 檢測到危險參數時，通過聲光等報警器方式進行報警，井下人員在接到報警或 發現災害出現時，通過電話通知地面有關人員，地面有關人員在出現危險狀況 時通過電話方式通知井下人員撤離，井下撤離路線由設置在井下的指示牌顯示，通常是畫一個箭頭顯示撤離方向，並且註明是避水災路線或是避火災路線。 這種災難監測和撤離指揮的方式存在多種缺陷， 一是通過電話方式報告災
難和命令撤離，花費的時間長，容易造成延誤；二是當井下人員不在電話旁時， 極易出現通知不到的情形，例如2007年山東華陽礦業的潰水事故，就因為通 知不到等原因致使多死亡數十人；三是在出現災難的情形下，人員難以發現對 撤離路線的指示，往往造成盲目行動；四是撤離路線是事先設計好的，但出現 災難的情形卻是多種多樣的，這種預先設計好的撤離路線不 一定符合實際情 況，甚至可能與正確的方向恰恰相反，造成更大的傷亡。
實用新型內容
為克服現有技術的上述缺陷，本實用新型提供了 一種礦用避災指揮與撤離 指示系統井下分站，這種井下分站可以與地面控制中心和個人終端機相互通 訊，構成地面、井下和個人相互聯繫的系統，特別是通過井下分站進行報警和 顯示，有效地引導井下人員從正確的撤離路線撤離。 本實用新型實現上述目的的技術方案是
一種礦用避突指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵在於包括殼體，顯示 屏、聲報警器和光報警器，所述殼體內設有用於控制所述顯示屏、對講裝置、 聲報警器和光報警器工作的控制電路。
該井下分站還可以設有對講裝置，所述對講裝置連接所述的控制電路。
所述顯示屏一般可以設置在所述殼體的正面，所述對講裝置的對講按鈕和 所述光報警器分別安裝在所述殼體上。
所述顯示屏通常可以是LED顯示屏和/或液晶顯示屏。
所述聲報警器通常可以包括音響和蜂鳴器，所述對講裝置的送話器、所述 音響的揚聲器和所述蜂鳴器均安裝在所述殼體內，所述殼體上與所述對講裝置的送話器、所述音響的揚聲器和所述蜂鳴器相對應的部位設有若干用於傳遞聲 音的通孔。
所述控制電路可以設有若干接線端子，所述接線端子的對外連接部位露在 所述殼體的外面，分別用於連接傳感器、其他分站、撤離路線指示牌和其他外 接設備，所述殼體上通常設有用於遮蓋所述接線端子的蓋板。
所述控制電路可以包括主控制器，所述主控制器可以連接有無線通訊模 塊、有線通信模塊、聲光報警模塊、廣播模塊、語音通訊裝置、數據採集模塊、 遙控模塊和顯示模塊，所述主控制器與所述無線通訊模塊、有線通信模塊、聲 光報警模塊、廣播模塊、語音通訊裝置、數據採集模塊、遙控模塊和顯示模塊 數據連接，所述無線通訊模塊和有線通訊模塊分別與無線通訊網絡和有線通訊 網絡通訊連接，所述聲光報警模塊分別與所述的聲報警器和光報警器通過信號 線連接，所述廣播模塊同廣播用揚聲器通過信號線連接，所述語音通訊裝置與 語音通訊網絡通訊連接，所述數據採集模塊連接與所述傳感器連接的所述接線 端子，所述顯示模塊通過信號線連接所述的顯示屏。
所述傳感器可以包括曱烷濃度傳感器、 一氧化碳濃度傳感器、煤塵濃度傳 感器、水位傳感器、壓力傳感器、位移傳感器和/或溫度傳感器等安全環境傳 感器。
所述主控制器還可以連接有ZIGB通信模塊。
所述無線通訊模塊可以是對講模塊，所述對講模塊通過相應的接口連接所 述對講送話器和對講按鈕。
所述主控制器還可以連接有RS485總線接口電路、RS232總線接口電路、 CAN總線接口電路、通訊光纜接口或寬帶通訊線纜接口 ，通過RS485總線接口 電路、RS232總線接口電路、CAN總線接口電路、通訊光纜接口或寬帶通訊線
6纜接口連接RS485總線、RS232總線、CAN總線、通訊光纜或寬帶通訊線纜。 本實用新型的有益效果是由於設置多種顯示屏、聲報警器和光報警器， 在出現災害威脅時，可以通過報警聲、廣播、文字、圖形、圖像和閃光等多種 形式進行報警，使周圍的人們都能夠聽到和看到報警信號，以便立即採取撤離 行動，並通過廣播、顯示屏和指示牌等多種形式獲知撤離路線，不會出現因不 知道撤離路線而亂跑的現象；由於採用了多種通訊方式，可以方便有效地保證 同地面控制中心和個人終端機的通訊暢通，隨之向地面控制中心報告檢測到的 危險信號，接收地面控制中心的信息進行報警和路線顯示；由於可以採用多種 傳感器進行多種數據的實時檢測，可以有效地發現危險預兆，及時向地面控制 中心進行報告，並且也可以在軟體的支持下，在緊急情況下直接進行報警，避 免時間延誤造成的損失。

圖1是本實用新型的外部結構示意圖； 圖2是本實用新型的電路結構示意圖。
具體實施方式

參見圖1和圖2，所述井下分站設有殼體，殼體頂部可以安裝有一個閃光 報警器6，用於進行光報警，殼體的兩側可以設有若干接線端子1，用於連接 傳感感、其他分站、井下的撤離路線指示牌以及其他外接設備，殼體上可以設 有蓋板，將這些接線端子遮擋或封閉起來，以便於保護，殼體的正面可以設置 LED或液晶顯示屏4，用於進行撤離命令和撤離路線的顯示，殼體內安裝有揚 聲器和/或蜂鳴器3，並在殼體上對應部位設置用於傳聲的若干通孔或採用其 他帶有通孔的網狀材料，殼體正面還可以安裝對講裝置的對講按鈕和送話器 2,其中對講按鈕安裝在殼體表面的安裝孔上，以便與外部人工操作，送話器可以像揚聲器一樣安裝在殼體表面的裡面，通過殼體上的通孔傳遞聲音，殼體 的上面或者其他適宜部位可以設有用於在牆體上安裝的安裝結構5，例如焊接 在殼體上的掛板，通過刮板上的通孔掛在牆上，或用螺栓緊固在牆上。所述井 下分站可以安裝在井下撤人路線和工作場所，具有數據採集、顯示、命令發布、
通訊等多種功能，通過有線通訊技術、無線對講通訊技術和ZigBee通訊技術 等方式，實現地面控制中心、井下分站和個人終端機之間的有線通訊和/或自 動組網的無線通訊功能，增強系統通訊的可靠性，穩定性。這些通訊方式可以 根據井下的實際狀況確定。
所述井下分站的功能具體可以包括
(1 )大音量的警笛報警功能，可以發出似於救火車的聲音，音量應達到 足夠4艮高，例如IOO-150分貝；
(2) 強光亮的報警指示採用類似救火車的高強度閃亮光(紅色或者其 他色)與大音量報警結合，製造高強度的報警效果，通知有關人員；
(3) 高聲音的語音報警與指揮功能指揮中心可以直接下達指揮撤退命 令，告訴現場人員事故原因撤退路線注意事項，聲音應足夠強，井下的人群不 需要特別聚集就都可以聽到；
H)顯示功能可以漢字、英文等多種字體顯示，平時可以顯示避災路 線(箭頭加文字)、顯示安全標語，或者兩者滾動顯示，顯示內容可以遙控設 置，也可以地面控制中心設置，可以多媒體顯示，多種彩色顯示，可以顯示出 災害類別等等；遇到災害或者緊急撤離時，顯示撤退命令和撤退方向；
(5) 對講通話功能井下人員按下井下分站的對講按鈕後，就可以與指 揮中心直接通話，把有關現場情況直接匯報；
(6) 有線通訊和無線通訊自動組網功能井下分站之間可以通過有線連接，同時又能夠通過ZIGB技術自動網線組網連接，形成雙保險通訊網絡，盡 量保證交害條件下的有效指揮，根據實際情況和需要，也可以採用單一的有線
或無線通訊方式；
(7)備用電源的功能應配備超大後備電源，確保4-6小時的後備電源
功能；
U)災害自動監測、自動指揮功能井下分站應留有充分多的接口，可 以直接連接各種水災、火災的傳感器，遇到超限情況，實現自動報警，自動指 揮，並把有關現場數據自動上傳到指揮中心。 所述井下分站通常由下列部分組成
核心控制器(主控制器)就是一個多功能CPU，是井下分站的大腦，負 責對接收的有關數據進行邏輯分析和運算、命令下達等工作；
通訊和數據採集部分，包括同地面控制中心、其他井下分站和個人終端機 進行無線和有線通訊的無線通訊模塊、有線通訊模塊和語音通訊裝置，還包括 用於連接各種傳感器的數據採集模塊，所述傳感器可以包括曱烷濃度傳感器、 一氧化碳濃度傳感器、煤塵濃度傳感器、水位傳感器、壓力傳感器、位移傳感 器和/或溫度傳感器等等，用於現場各種突難信息或數據的採集，這些現場突 難信息數據主要包括涉及有關水災(含頂板運輸等)和火突(含瓦斯、煤塵) 等影響安全的數據，所述通訊的接收模塊主要用於接收地面指揮中心給出的命 令和信息等；
執行部分包括與各種聲報警裝置和光報警裝置連接的聲光報警模塊、與 揚聲器連接的廣播模塊、與撤離路線指示牌、led顯示裝置和/或液晶顯示裝 置連接的顯示模塊，以便控制相應的裝置進行報警、語音廣播和文字、指示圖 表和圖形圖像的顯示，通過多種形式實現對井下人員的指揮和引導；所述語音通訊裝置主要是對講裝置，還可以包括同對講裝置連接的接駁裝 置，用於實現人員對指揮部的通訊匯報和請示，所述接駁裝置用於對講機同其
他通訊系統的轉接，由此通過對講機就可以實現與有線電話等之間的通話； 軟體部分包括嵌入式軟體和系統軟體，用於支持上述各部分的工作。 所述井下分站可以安裝在煤礦的巷道中和工作地點附近，大巷中可以1000 米-200G米一個，工作地點可以在500米左右一個，遇到彎道等光線不能直接 達到的地點，分站應該安裝到拐點處。井下分站可以外接水文、瓦斯、煤塵、 火災等災難信息的探測裝置(傳感器)，接收附近地點的災難信息，並對區域 內的這些信息進行分析，另一方面，把有關信息傳輸到地面控制中心。多個井 下分站可以連接成為網絡。
地面控制中心同井下分站的之間通信(包括圖形圖像發布、文字發布、語 音音樂發布播放、語音廣播和對講)可以通過下列技術實現 (1 )通訊技術採用光纖(CAN ); (2 )無線通訊採用ZIGB無線自動組網通訊技術；
(3) 文字圖形顯示採用LED、數碼管、或者液晶等顯示技術；
(4) 從上到下的語音發布採用廣播技術；
(5) 自下而上的語音通訊採用對講技術。
可以採用現有的固定通訊和移動通訊技術相結合的通訊方式，以適應井下 的複雜情況。
井下分站對撤離命令和撤離路線的顯示方式可以多樣化，利用各種可能的 發布和顯示糹支術。
這種井下分站可以同地面控制中心和個人終端機形成相互通訊的網絡，通 常採用適宜的傳感技術、計算機技術和通信技術，可以實現下列突出的特點(1) 避災路線指示與撤離指揮形成是一個專門的系統，從整體上將避災 路線指示與撤離指揮融為一體，實現了平時的信息發布、多媒體指示宣傳和緊 急狀態下人員撤離與救援指揮；
(2) 避災路線指示採用了現場圖形圖像顯示、文字顯示、語音廣播等方
式，通過受地面控制中心控制的圖像傳輸和命令發布，使礦山避突路線指示以
及信息發布水平實現了智能化、信息化；
(3) 撤離指揮的系統功能強大，做到強力的高分貝聲、光、圖形圖像和 語音四位一體的多媒體的報警和撤退命令發布，可以使命令確實傳達到每一個 人員；
(4) 系統配置的雙向通訊功能，使得井上指揮部可以及時與井下進行強 有力的聯繫，井下人員可以直接與指揮中心通話聯繫；
(5) 井下人員個人配備的個人終端機，也具有聲光圖形圖像語音報警功 能，可以實現單個個體的聯繫與通知；
(6) 現場的災難信息(災害數據)採集與分析，通過多種數據接口可以 採集各種災難信息(災害指標參數)，這些信息或參數包括水突參數、火突參 數、瓦斯、煤塵、頂板參數以及圖形圖像參數(例如工業電視紅外攝像等)， 並與有關規程和技術標註對比，明確判斷出是否有突害威脅，是否可以發布撤 退命令，對災難信息的分析可以分為兩個層次， 一個層次是井下分站對區域信 息的分析和判斷，在區域內進行報警，另一個層次是井下分站將有關數據快速 傳輸到地面控制中心，由地面控制中心對有關信息(數據)分析處理；
(7) 採用LED或者液晶等顯示技術，實現避突路線和撤退命令的文字顯 示、圖形圖像顯示，以及安全標語、宣傳資料的顯示；
(8) 採用強力的笛聲報警、閃光報警技術和語音報警技術實現撤退和指揮命令的有效傳達；
(9) 採用CPU控制與軟體控制技術，實現數據的採集分析以及控制命令 的發布；
(10) 通過在個人終端機上設置定位接受器，實現井下人員的定位，在出
現災難時，進行人員的定位、統計、跟蹤以及個人撤離認定和統計；
(11) 通過設置曱烷、 一氧化碳、煤塵、水文等多種傳感器，實現獨立的 採集有關災難信息和災害數據，並能夠對這些信息和數據進行分析，發出撤離
命令或者直接上傳相應數據；
(12) 採用232或者485、 CAN、光纖等通訊技術實現地面指揮中心與分 站的固定連"l妄與通訊；
(13) 採用ZIGB技術，或者其他自動無線通訊與自動組網技術，實現各 個分站之間，分站與主系統之間的無線數據傳輸，從而使系統實現固定、無線 兩種通訊功能，移動通訊功能作為備用功能，從而增加了通訊安全可靠性；
(14 )通過地面控制中心和井下分站之間的固定通訊和無線通訊相結合的 互補通訊方式，提高了通訊的可靠性，特別是災害條件下的可靠性；
(15)井下分站可以採用模塊化設計，對於不同的用戶和目標客戶，通過 增加和減少模塊的方式滿足各項功能需要；
(16 )井下分站對於收集到的災害信息具有分析判斷和報警 能以及儲存 和傳輸功能。
權利要求1.一種礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵在於包括殼體，顯示屏、聲報警器和光報警器，所述殼體內設有用於控制所述顯示屏、對講裝置、聲報警器和光報警器工作的控制電路。
2. 如權利要求1所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於還設有對講裝置，所述顯示屏設置在所述殼體的正面，所述對講裝置與所 述控制電路連接，其對講按鈕和所述的光報警器分別安裝在所述殼體上。
3. 如權利要求2所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於所述顯示屏為LED顯示屏和/或液晶顯示屏。
4. 如權利要求3所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於所述聲報警器包括音響和蜂鳴器，所述對講裝置的送話器、所述音響的揚 聲器和所述蜂鳴器均安裝在所述殼體內，所述殼體上與所述對講裝置的送話 器、所述音響的揚聲器和所述蜂鳴器相對應的部位設有若干用於傳遞聲音的通 孔。
5. 如權利要求4所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於所述控制電路設有若干接線端子，所述接線端子的對外連接部位露在所述 殼體的外面，所述殼體上設有用於遮蓋所述接線端子的蓋板，所述接線端子分 別連接傳感器、其他分站和其他外接設備。
6. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井 下分站，其特徵在於控制電路包括主控制器，所述主控制器連接有無線通訊模 塊、有線通信模塊、聲光報警模塊、廣播模塊、語音通訊裝置、數據採集模塊、 遙控模塊和顯示模塊，所述主控制器與所述無線通訊模塊、有線通信模塊、聲 光報警模塊、廣播模塊、語音通訊裝置、數據採集模塊、遙控模塊和顯示模塊數據連接，所述無線通訊模塊和有線通訊模塊分別與無線通訊網絡和有線通訊 網絡通訊連接，所述聲光報警模塊分別與所述的聲報警器和光報警器通過信號 線連接，所述廣播模塊同廣播用揚聲器通過信號線連接，所述語音通訊裝置與 語音通訊網絡通訊連接，所述數據釆集才莫塊連接與所述傳感器連接的所述接線 端子，所述顯示模塊通過信號線連接所述的顯示屏。
7. 如權利要求6所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於所述傳感器包括曱烷濃度傳感器、 一氧化碳濃度傳感器、煤塵濃度傳感器、 水位傳感器、壓力傳感器、位移傳感器和/或溫度傳感器。
8. 如權利要求7所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於所述主控制器還連接有ZIGB通信模塊。
9. 如權利要求8所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於所述無線通訊模塊為對講模塊，所述對講模塊通過相應的接口連接所述對 講送話器和對講按鈕。
10. 如權利要求9所述的礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，其特徵 在於所述主控制器還連接有RS485總線接口電路、RS232總線接口電路、CAN 總線接口電路、通訊光纜接口或寬帶通訊線纜接口 ，通過RS485總線接口電路、 RS232總線接口電路、CAN總線接口電路、通訊光纜接口或寬帶通訊線纜接口 連接RS485總線、RS232總線、CAN總線、通訊光纜或寬帶通訊線纜。
專利摘要本實用新型涉及一種礦用避災指揮與撤離指示系統井下分站，包括殼體，顯示屏、對講裝置、聲報警器和光報警器，所述殼體內設有用於控制所述顯示屏、對講裝置、聲報警器和光報警器工作的控制電路，所述顯示屏可以是LED顯示屏和/或液晶顯示屏，一般設置在所述殼體的正面，所述對講裝置的對講按鈕和所述光報警器分別安裝在所述殼體上，所述對講裝置的送話器、所述音響的揚聲器和所述蜂鳴器均安裝在所述殼體內，其控制電路可以設有若干接線端子，分別用於連接傳感器、其他分站和其他外接設備。本實用新型可以實時自動採集危險信號，並通過多種方式進行發出警報和撤離命令，通過顯示屏等種方式引導井下人員撤離。
文檔編號E21F17/18GK201420568SQ200920105089
公開日2010年3月10日 申請日期2009年1月15日 優先權日2009年1月15日
發明者慶 張, 毛允德 申請人:毛允德