[发明专利]CRS井下瓦斯检测和人员定位及紧急呼救系统

说明书

技术领域

“C”代表“瓦斯(甲烷CH4)检测超值报警”、“R”代表“人员定位”、“S”代表“紧急呼救”，本发明涉及“瓦斯检测超值报警”、人员定位”、及“紧急呼救”为一体的中小型采矿业管理系统，适合各类井下采矿业管理的需要。

背景技术

我国原煤炭部，于1994年发布文件，作为4项安全装备之一，推广使用瓦斯报警矿灯。2006年，国家煤矿安全监察局在网上公布了关于蝶矿安全监控系统及瓦斯报警灯AQ标准征求意见稿，其中规定井工煤矿的“采掘工、打眼工、在回风流工作人员宜使用瓦斯报警灯”。

我国煤矿伤亡事故70％以上来自瓦斯，近年在清理、关闭混乱的小煤窑之后，逐渐步入理性和科学的治理瓦斯轨道，瓦斯报警矿灯作为煤矿防治瓦斯的重要补充手段。近十几年来，  由于缺乏统一规划、指导和统一标准，瓦斯报警矿灯形成30多家小厂和专业厂、院所的无序竞争，均因起点不高、技术工艺落后而未形成规模效益。

目前国内矿山安全和生产监测等各种信息的采集和传输网络，基本上都是分支树型的主从式结构。在控制中心设置主站，井下现场设置多个测控分站，分站与每个传感器之间分别铺设专用电缆，信息通过模拟信号传输。分站采集信息并转换成数字方式后传送给主站。存在传感器接入不灵活，在矿山开采工作面跟进不方便等缺点，成为监控信息采集和传输的瓶颈。井下特别是工作面移动生产设备多，工作条件复杂，用传统方式对工作面安全参数进行监测，需要铺设大量电缆，这些电缆随着开采工作面的推进不断移动，经常会被砸断，影响监测连续性，维护也十分不便，因此现有的井下监测系统对关键参数的采集深度和广度不够。

对于安全生产的监管来说，信息快速、实时的收集非常重要，但当前矿山企业管理部门，信息化装备十分落后，多数还是传统的人工管理，有些甚至根本不具备计算机报送数据的能力。虽然在20世纪80年代初期，我国先后从国外引进了数十套监控系统，在吸收国际先进技术的基础上，相继出现了仿制国外的监控系统，但是这些系统仍存在着不同程度的问题。

发明内容

本发明CRS井下瓦斯检测和人员定位及紧急呼救系统，在多功能矿灯内装有瓦斯(甲烷CH4)浓度检测装置，实时检测瓦斯值，在矿灯供电的电池盒内，装有Zig bee无线通信模块及2.4G天线及匹配电路，能将矿灯内测得的瓦斯(甲烷CH4)浓度实测值及超值报警信号向外发送，同时将该矿灯持有人的定位信息也向外发送，必要时矿灯持有人触发SOS求救按钮时，能将SOS求救信号也通过Zig bee无线通信模块及2.4G天线向外发送。

本发明CRS井下瓦斯检测和人员定位及紧急呼救系统，主要实现瓦斯(甲烷CH4)浓度实时上传和超值报警；井下人员定位；紧急呼救(简称SOS)及矿灯照明采用LED灯。

本发明CRS井下瓦斯检测和人员定位及紧急呼救系统，矿工头上戴的安全工作帽，上面装有多功能矿灯，多功能矿灯内的“Zig bee无线通信模块”与二个以上(包括二个)的“Zig bee无线固定节点”，就能自动建成一组2.4G无线网络，也能进行人员定位，就能确定这位矿工在井下的位置，2.4G频率的Zig bee无线通信只能在＜50M的范围内进行通信联络，在坑道内及采矿工作面上进行通信联络，我们采用把Zig bee的2.4G频率，通过“Zig bee转433M网关”转变为433M的通信方式，这样传输信号的距离能达1000M，如果再要远传，只要中间加一个“433M中继器”，就能传输更远的距离，再通过“433M转Wi-Fi网关”，用“Wi-Fi”方式连接到“光纤传输设备”，通过光纤连接到井上的“光纤传输设备”，再用网线连接到矿山监控管理控制室内装有监控管理用的电脑设备上，就能对外连接“Internet”网络。

当矿工结束工作回到地面后，值班人员手持“校调”红外摇控器，对多功能矿灯中报警点校正电路15中的报警极限值进行常规调整，为下一次工作做好准备，从而确保生产使用安全。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

1、在多功能矿灯供电的电池盒内，装有Zig bee无线通信模块通过天线发射的2.4G无线信号，与井下坑道内及采矿工作面上的二个以上(包括二个)的Zig bee无线固定节点，就能自动建成一组2.4G的无线网络。