[实用新型]一种基于光纤光栅传感的矿井报警装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿井报警装置，具体讲是一种基于光纤光栅传感的矿井报警装置，属矿井报警技术领域。

背景技术

煤矿有两种主要开采方式.一种是地下开采，一种是露天开采。对于埋藏较深的煤炭，一般采用地下开采的方法，与露天开采相比其开采特殊的作业特点主要是：作业环境差，空间较小；地质条件多变，经常受到火、水、瓦斯、煤尘、顶板等灾害的威胁；生产工艺复杂，劳动强度大等。

我国是世界最大的产煤国，煤矿开采大多属于地下开采，据统计，2004年我国产煤总量为十六亿六千万吨，占全球的33.2％，但是矿难死亡人数高达6027人，占全世界矿难死亡总人数的80％，加重了我国在国际上的负面形象事故的发生是不可避免的，所以事故的预测和发生事故后的应急救援工作对于尽可能减少事故的发生和事故造成的人员伤亡和财产损失极为重要。

此前国内遇到灾害发生只是凭经验实施井下救援。近几年，国内也有很多的学者和专家致力于应急救援的研究。

例如(1)煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统，煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统是以大量应急信息为主要数据基础，以应急信息管理和灾害评估为主要功能。煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统选择B/S模式，主要的命令执行、数据计算都在服务器端完成，应用程序安装在服务器端，客户端不用安装应用程序，所有的日常操作可通过浏览器来完成。系统由两个主要功能模块构成，即应急信息管理模块和灾害评估模块。该系统，对提高煤矿瓦斯爆炸事故应急救援水平具有重要作用。采用计算机评估瓦斯爆炸事故，可以有效避免指挥人员的错误决策，使瓦斯爆炸事故应急救援决策科学化。通过计算机来管理应急信息和评估事故灾害，可以大量减少应急人员的劳动量，有助于提高应急救援的工作效率。事故应急辅助决策系统能够缩短事故应急救援决策的响应时间，提高事故应急救援的有效性和可靠性，能够最大程度降低事故损失，从而使该系统具有广阔的开发应用前景。

(2)我国已采用互联网地理信息系统(WrebGIS)技术开发出基于浏览器的数字地图抢险救援预案编制技术。该项研究解决了网络数字地图制作难题，能够直接在屏幕数字电子地图上编制生成抢险救援图层，救援图层可通过网络收发，从而实现网络抢险救灾调度图形化管理，为建立网络化抢险救灾调度指挥系统提供了核心技术支持。

目前国外的煤矿救援系统主要包括以下几个方面：

1)含有通信模块的救援头罩：包括呼吸装置、防毒装置和通信装置。

2)各种传感器：感知地震信号、火光报警、井下的温度、湿度以及各种气体的浓度等，通过通信网络传给指挥中心。

3)救援钻探技术：双钻头作业，先打一个探测通道使得探测仪器和紧急救生物品到达事故地层，再打一条救援通道，把受困矿工救出来。

4)井下避难所：井下的坚固防护区，离工人工作地点相距90～125码，内有紧急救生物品和通信装置。一旦发生事故，工人可躲避其中，等待救援。

5)虚拟现实技术在煤矿安全工程中的发展与应用。具体来说，美国矿山井下救援设备和技术有：

①快速部署系统：例如，用于探测地下岩层运动的地震感测系统和用于探测井下被困矿工发出的信号的电磁感测系统。这些系统有的采用了先进科技，有的还处于研发阶段。

②呼吸器：美国矿山救护队目前使用Draeger和Biomarine呼吸器。

③自给式自救器：按矿山安全健康局规定给矿工提供1小时的氧气，供井下紧急逃生之用。目前，自给式自救器依靠两种技术，一种利用化学反应制氧，另一种则使用压缩氧气。

④通讯设备：现有系统包括矿用手持无线报话机、采用细电缆传导信号一的手持无线报话机、传呼机、声能电话、泄漏馈线系统，以及利用井下已有电缆作为无线信号载体的感应耦合无线通讯系统等等。由作者何敏、吴炜、徐伟所写的“分子机器在矿井救援通信应用探讨”一文[见<科技信息>○科教视野○2007年第19期第31页]公开的技术即属于此列。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足和缺陷，本实用新型提出了一种基于光纤光栅传感的矿井报警装置，以准确的得知被困矿井下工人的具体位置，并及时争取救援时间。

本实用新型的技术方案是按以下方式实现的：