專利名稱：一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭資源是全球能源的主要來源，隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對能源的需求也日益增大，煤炭生產(chǎn)是危險性極高的采礦行業(yè)，生產(chǎn)過程中時刻伴隨著瓦斯、透水、塌方等安全隱患，給國家和人民財產(chǎn)造成了重大損失。我國在煤炭安全生產(chǎn)的技術(shù)方面欠缺一套能夠?qū)h(huán)境監(jiān)測、頂板管理、人員定位、無線通訊、視頻監(jiān)控等災(zāi)害預(yù)防系統(tǒng)集成平臺，不能有效預(yù)測重大災(zāi)害事故的發(fā)生。針對這一現(xiàn)狀成功研究了綜合治理煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)要點，形成基于信息傳輸技術(shù)、系統(tǒng) 集成技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲和挖掘技術(shù)、人工智能技術(shù)等高新技術(shù)相結(jié)合的集成平臺，匯集了安全環(huán)境監(jiān)測、頂板安全監(jiān)測、人員定位、無線通訊、視頻監(jiān)控等各方信息，經(jīng)過信息融合，實現(xiàn)全礦井安全生產(chǎn)五網(wǎng)合一綜合監(jiān)測系統(tǒng)。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測礦井上、下的各類環(huán)境安全參數(shù)，如一氧化碳、硫化氫、二氧化碳等有害氣體，能隨時向地面反映井下環(huán)境變化，使工作人員能及時了解井下各地點有關(guān)環(huán)境參數(shù)的變化情況，對存在的隱患能夠迅速作出處理決策，從而有效避免災(zāi)害發(fā)生。同時系統(tǒng)能監(jiān)測礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設(shè)備運行情況，如膠帶機、水泵、主扇風(fēng)機、局部通風(fēng)機以及一些重要生產(chǎn)工藝參數(shù)，如水位、料位、各類電力裝置的電流和電壓值等，使系統(tǒng)監(jiān)測范圍更全面，有效降低各專業(yè)工作人員的工作量，幫助領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度員及時掌握生產(chǎn)情況。因此煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在保障礦井安全，提高礦井生產(chǎn)效率等方面發(fā)揮著非常重要的作用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)煤礦的井上和井下的語音通訊、人員、設(shè)備跟蹤定位、井下關(guān)鍵設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、井下關(guān)鍵位置的圖像視頻監(jiān)測監(jiān)控、以及各種環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測監(jiān)控等，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)統(tǒng)一生產(chǎn)指揮調(diào)度。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，包括人員定位系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)，人員定位系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)通過無線Wi-Fi分別連接本安型基站，各本安型基站之間通過電纜串聯(lián)，本安型基站連接本安電源，本安型基站通過傳輸主線連接數(shù)據(jù)接口、考勤機和調(diào)度臺，數(shù)據(jù)接口通過RS232接口連接工控機和備用工控機，備用工控機通過RS232接口連接打印機，數(shù)據(jù)接口連接UPS電源，UPS電源分別連接所述工控機和備用工控機。進一步的,所述人員定位系統(tǒng)相應(yīng)的本安型基站連接集成天線,集成天線通過無線Wi-Fi連接識別卡。[0010]進一步的，所述通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)相應(yīng)的本安型基站通過無線Wi-Fi連接本安手機。進一步的，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)的本安型基站通過無線Wi-Fi連接無線攝像機。進一步的，所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)相應(yīng)的本安型基站通過無線Wi-Fi連接無線瓦斯傳感器、無線CO傳感器、無線風(fēng)速傳感器和無線溫度傳感器。進一步的，所述礦壓監(jiān)測系統(tǒng)相應(yīng)的本安型基站通過無線Wi-Fi連接無線圍巖鉆孔應(yīng)力傳感器、無線錨桿或索載荷傳感器、無線頂板位移量傳感器和無線壓力傳感器?？蛇x擇的，所述電纜為工業(yè)光纖、電話線或礦用電纜。本實用新型的有益效果為本實用新型基于信息集成原則，實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)條件下的信息聯(lián)通與共享，將不同功能應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)系起來，協(xié)調(diào)有序運行，孤立的監(jiān)控系統(tǒng)能使信·息資源和設(shè)備資源得以充分的發(fā)揮與共享；在煤炭安全生產(chǎn)的技術(shù)方面完善一套能夠?qū)h(huán)境監(jiān)測、頂板管理、人員定位、無線通訊、視頻監(jiān)控等災(zāi)害預(yù)防系統(tǒng)集成平臺，有效預(yù)測重大災(zāi)害事故的發(fā)生并及時排除安全隱患；管理和指揮調(diào)度人員無需下井，根據(jù)井下反饋到主控室的實時數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進行生產(chǎn)調(diào)度指揮，大大提高了生產(chǎn)效率。

下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。圖I是本實用新型實施例所述的煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖I中人員定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3是圖I中通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖4是圖I中視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖5是圖I中環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖6是圖I中礦壓監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖中I、數(shù)據(jù)接口 ；2、工控機；3、備用工控機；4、UPS電源；5、打印機；6、本安型基站；7、本安電源；8、人員定位系統(tǒng)；9、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)；10、視頻監(jiān)控系統(tǒng)；11、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；12、礦壓監(jiān)測系統(tǒng);13、無線Wi-Fi ;14、電纜；15、傳輸主線；16、RS232接口 ；17、識別卡；18、集成天線；19、考勤機；20、本安手機；21、調(diào)度臺；22、無線攝像機；23、無線瓦斯傳感器；24、無線CO傳感器；25、無線風(fēng)速傳感器；26、無線溫度傳感器；27、無線圍巖鉆孔應(yīng)力傳感器；28、無線錨桿載荷應(yīng)力傳感器；29、無線頂板位移量傳感器；30、無線壓力傳感器。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型實施例所述的一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，包括人員定位系統(tǒng)8、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)9、視頻監(jiān)控系統(tǒng)10、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)11和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)12，人員定位系統(tǒng)8、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)9、視頻監(jiān)控系統(tǒng)10、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)11和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)12通過無線Wi-Fil3分別連接本安型基站6，各本安型基站6之間通過電纜14串聯(lián)，本安型基站6連接本安電源7，本安型基站6通過傳輸主線15連接數(shù)據(jù)接口 I、考勤機19和調(diào)度臺21，數(shù)據(jù)接口 I通過RS232接口 16連接工控機2和備用工控機3，備用工控機3通過RS232接口 16連接打印機5，數(shù)據(jù)接口 I連接UPS電源4，UPS電源4分別連接所述工控機2和備用工控機3 ;人員定位系統(tǒng)8相應(yīng)的本安型基站6連接集成天線18，集成天線18通過無線Wi-Fil3連接識別卡17 ;通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)9相應(yīng)的本安型基站6通過無線Wi_Fil3連接本安手機20 ;視頻監(jiān)控系統(tǒng)10相應(yīng)的本安型基站6通過無線Wi-Fi 13連接無線攝像機22 ;環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)11相應(yīng)的本安型基站6通過無線Wi-Fil3連接無線瓦斯傳感器23、無線CO傳感器24、無線風(fēng)速傳感器25和無線溫度傳感器26 ;所述礦壓監(jiān)測系統(tǒng)12相應(yīng)的本安型基站6通過無線Wi-Fil3連接無線圍巖鉆孔應(yīng)力傳感器27、無線錨桿載荷應(yīng)力傳感器28、無線頂板位移量傳感器29和無線壓力傳感器30 ；電纜14為工業(yè)光纖、電話線或礦用電纜。如圖2所示的人員定位系統(tǒng)，主要由佩帶在工人身上的識別卡17、井口考勤機19、本安型基站6、集成天線18、數(shù)據(jù)接口 I、地面中心工控機2與3及數(shù)據(jù)傳輸電纜組成。識別卡17發(fā)出具有代表身份特征的射頻信號，經(jīng)集成天線18接收后傳輸給礦用本安型基站6，再通過數(shù)據(jù)接口 I傳輸?shù)降孛嬷行墓た貦C2，工控機2接收來自集成天線18上的編碼信號，進行分析處理后形成各種基本數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)庫中，使管理人員能及時查詢各種信息。如圖3所示的通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，井下的個人通訊終端采用本安手機20，由于網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)設(shè)計的統(tǒng)一，地面無線通訊與井下無線通訊相互一致，本安手機20可以自由漫游于地面、井下。本系統(tǒng)的地面無線調(diào)度交換機可通過數(shù)字中繼采用No. 7、No. UPRI與公網(wǎng)互連；也可通過環(huán)路中繼與原有交換系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)，業(yè)務(wù)交換平臺可通過局域網(wǎng)接入電子調(diào)度臺21或觸摸屏調(diào)度臺21，也可通過串口接入調(diào)度鍵盤，支持遠(yuǎn)程調(diào)度臺21的接入，從而實現(xiàn)跨地面和井下、有線通訊和無線通訊，公網(wǎng)與私網(wǎng)的一體化礦井調(diào)度指揮通訊系統(tǒng)。如圖4所示的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在人員進出巷道口、井底車場、煤倉及裝煤點、水倉及中央變電所等重要場所進行安裝無線攝像機22。利用無線攝像機22，地面監(jiān)控人員可以直接對井下情況進行實時監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，而且能及時發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關(guān)的第一手圖像資料。另外，煤礦監(jiān)管部門可以從省部管理中心遠(yuǎn)程監(jiān)看井下狀況，提出整改方法，減少事故隱患。如圖5所示的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)配置無線瓦斯傳感器23、無線CO傳感器24、無線風(fēng)速傳感器25、無線溫度傳感器26等各類傳感器將采集到的各種環(huán)境及工礦信息傳送給本安型基站6，本安型基站6將處理過的各類傳感器信息上傳給工控機2實時顯示、存儲、控制、報警等，通過各類執(zhí)行器來完成超限時的瓦斯電、風(fēng)電閉鎖功能和區(qū)域聲光報警功能。如圖6所示的礦壓監(jiān)測系統(tǒng)，主要是由無線圍巖鉆孔應(yīng)力傳感器27、無線錨桿載荷應(yīng)力傳感器28、無線頂板位移量傳感器29和無線壓力傳感器30組成。在巷道內(nèi)主要通過無線頂板位移傳感器29監(jiān)測頂板下沉量、下沉速度變化，用于判斷巷道圍巖破壞范圍，對巷道圍巖穩(wěn)定性進行識別，對巷道所處的安全等級進行評價。無線錨桿載荷應(yīng)力傳感器28、無線圍巖鉆孔應(yīng)力傳感器27和無線壓力傳感器30主要用于煤礦井下項層或巖層應(yīng)力作用，是測量因采動影響煤層或巖層內(nèi)部應(yīng)力場的變化，是研究采場動壓作用規(guī)律的重要手段之一，可用于采場沖擊低壓初期預(yù)測和趨勢分析。本實用新型不局限于上述最佳實施方式，并不能以此局限本實用新型，任何人在本實用新型的啟示下得出的其他各種形式的產(chǎn)品，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，包括人員定位系統(tǒng)(8)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)(9)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)(10)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)(11)和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)(12)，其特征在于所述人員定位系統(tǒng)(8)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)(9)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)(10)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)(11)和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)(12)通過無線Wi-Fi (13)分別連接本安型基站(6)，各本安型基站(6)之間通過電纜(14)串聯(lián)，本安型基站(6)連接本安電源(7)，本安型基站(6)通過傳輸主線(15)連接數(shù)據(jù)接口(I)、考勤機(19)和調(diào)度臺(21 )，所述數(shù)據(jù)接口( I)通過RS232接口( 16)連接工控機(2)和備用工控機(3)，備用工控機(3)通過RS232接口( 16)連接打印機(5)，所述數(shù)據(jù)接口( I)連接UPS電源(4)，UPS電源(4)分別連接所述工控機(2)和備用工控機(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述人員定位系統(tǒng)(8 )相應(yīng)的本安型基站(6 )連接集成天線(18 )，集成天線(18 )通過無線Wi-Fi(13 )連接識別卡(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)(9)相應(yīng)的本安型基站(6)通過無線Wi-Fi (13)連接本安手機(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)(10)相應(yīng)的本安型基站(6)通過無線Wi-Fi (13)連接無線攝像機(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)(11)相應(yīng)的本安型基站(6)通過無線Wi-Fi (13)連接無線瓦斯傳感器(23)、無線CO傳感器(24 )、無線風(fēng)速傳感器(25 )和無線溫度傳感器(26 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述礦壓監(jiān)測系統(tǒng)(12)相應(yīng)的本安型基站(6)通過無線Wi-Fi (13)連接無線圍巖鉆孔應(yīng)力傳感器(27)、無線錨桿載荷應(yīng)力傳感器(28)、無線頂板位移量傳感器(29)和無線壓力傳感器(30)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于所述電纜(14)為工業(yè)光纖、電話線或礦用電纜。
專利摘要本實用新型涉及一種煤礦井下五網(wǎng)合一的監(jiān)測系統(tǒng)，包括人員定位系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)，上述系統(tǒng)通過無線Wi-Fi分別連接本安型基站，各本安型基站之間通過電纜串聯(lián)，本安型基站連接本安電源，本安型基站通過傳輸主線連接數(shù)據(jù)接口、考勤機和調(diào)度臺，數(shù)據(jù)接口連接工控機、備用工控機、打印機和UPS電源。本實用新型的有益效果為實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)條件下的信息聯(lián)通與共享，孤立的監(jiān)控系統(tǒng)能使信息資源和設(shè)備資源得以充分的發(fā)揮與共享；完善一套災(zāi)害預(yù)防系統(tǒng)集成平臺，有效預(yù)測重大災(zāi)害事故的發(fā)生并及時排除安全隱患；管理和指揮調(diào)度人員無需下井，統(tǒng)一進行生產(chǎn)調(diào)度指揮，大大提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號E21F17/18GK202645636SQ201220259829
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者張斌, 張辰 申請人:山西巨安電子技術(shù)有限公司