[发明专利]矿道土壤压力采集预警系统

说明书

技术领域

矿道土壤压力采集预警系统，属于煤矿安全监控领域。

背景技术

目前市场存在众多针对矿井安全的软硬件系统，他们通过设备采集器将矿井下的信息采集到服务器中，所采集的数据包括井下工作人员身份、人员位置、氧气浓度、一氧化碳等气体浓度、排风设备状态等信息，这些信息通过无线或者有线网络传输到服务器中，通过软件系统对这些信息的综合处理，能够有效计算、监测井下安全，并能及时有效的帮助提高井下安全生产。

但是在井下生产过程中，我们还需要了解井下矿道的物理情况，例如矿道四壁的压力情况，在压力数据发生变化时，可能存在塌方等安全隐患，这时就需要我们及时疏散人员；当井下发生矿难后，通常我们通过空气检测了解矿道状况，但不能得知矿道是否仍存在塌方的风险。此时，了解矿道周边的地质压力情况就显得尤其重要，我们在了解井下的通道情况后才能够采取相关救援措施。

发明内容

本发明提出了一种矿道土壤压力采集预警系统，该系统包括感知层、网络层和应用层；

所述的感知层包括压力测试仪，压力测试仪上装有重力感应器和射频收发器，通过改良的压力测试仪采集矿道不同位置的土壤压力数据，所述土壤压力数据包括土壤所受压力的大小及方向；

所述的网络层中改良的压力测试仪将所采集的土壤压力数据通过射频收发器基于Zigbee的网络通讯协议传输到基站，基站通过以太网将土壤压力数据传输到服务处理器中；

所述的应用层中服务处理器对接收到的土壤压力数据进行分析，分析矿道不同位置所受压力，并与初始化录入值进行比较，落在黄色警报值或红色警报值内，向警报器发出警报指令。所述的初始化录入值是指系统在初始化时录入的矿道土壤压力安全值、黄色警报值和红色警报值。

当压力测试仪采集到的土壤压力数据发生变化时或者采用定时模式向基站传输该土壤压力数据。

矿道土壤压力数据的采集，能够有效帮助人们分析测试点周边的压力变化，分析井下存在的塌方等安全隐患，同时能够及时预警即将可能发生的矿难事故，在矿难发生后，也能提供数据帮助人们了解井下矿道等环境的情况，为搜救工作提供有力数据。

附图说明

图1为本发明发明的矿道土壤压力采集预警系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对具体实施方式，做进一步说明：

本发明发明的矿道土壤压力采集预警系统示意图如图1所示，在矿道四周均匀放置压力测试仪，压力测试仪采集矿道不同位置的土壤压力数据，该压力测试仪装有重力感应器和射频收发器，所采集的土壤压力数据包括土壤所受压力的大小和方向；该方向是指所受压力的方向与地面竖直方向的角度，地面竖直方向通过重力感应器感应。

压力测试仪将采集到土壤压力数据，基于Zigbee的网络通讯协议传输到基站，基站通过以太网将土壤压力数据传输到服务处理器中；

所述压力测试仪采集到的土壤压力数据发生变化时发送到基站或者采用当采集到的土壤压力数据发生变化时和定时模式发送到基站，这里定时的目的在于检测压力测试仪是否在正常工作，防止压力测试仪发生故障。

应用层中的服务处理器在初始化时录入矿道土壤压力安全值、黄色警报值和红色警报值；

服务处理器接收到土壤压力数据后对矿道不同面所受的压力进行分析，根据力的分解公式计算出矿道不同面所受的垂直力和水平力，这里的水平力是其他面的垂直力，将所分析的力与初始化录入的矿道土壤压力安全值、黄色警报值和红色警报值进行对比，如果落在黄色警报值或者红色警报值内，说明可能存在塌方危险，服务处理器向警报器发出指令，警报器进行黄灯或者红灯闪烁并发出警报音提示。