[实用新型]矿用三分量磁波双向透地监测预警指挥系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及监测预警系统，具体涉及一种矿用三分量磁波双向 透地监测预警指挥系统。

技术背景：

煤炭是我国的主体能源，2013年全国原煤产量达到了37亿吨，比 2005年增长76.2％；“十一五”期间全国累计生产煤炭139亿吨，为国 民经济和社会发展提供了重要支撑。由于我国煤矿矿层埋藏较深，适合 于露天开采的储量仅占4％，多数为井工开采。复杂的地质条件导致了有 毒有害气体、粉尘、透水、火灾、顶板等灾害频发。近年来实现了安全 生产形势持续稳定好转，但是，安全生产领域仍然存在一些问题，还有 很大差距，事故起数和死亡人数仍处于高位，安全生产形势依然严峻。 据不完全统计，2008年至2012年，煤矿发生生产事故74起，被困人数 多达800多人，涉及煤矿瓦斯、火灾、水灾、顶板等各种灾害事故。

我国煤矿安全生产问题频发的原因很多，其中安全生产科技装备相 对落后，尚不能为安全生产提供足够的技术支撑和保障是其原因之一， 因此，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》“公 共安全”领域的“重大生产事故预警与救援”优先主题中，明确提出 “重点研究开发矿井瓦斯、突水、动力性灾害预警与防控技术，开发燃 烧、爆炸、毒物泄漏等重大工业事故防控与救援技术及相关设备”。在 《安全生产“十二五”规划》中，也将“加强安全生产科学技术研究”、 “推广应用先进适用技术与装备，提高安全保障能力”列为六大任务的 重要内容。同时在2013年国办发〔2013〕99号国务院办公厅《关于进 一步加强煤矿安全生产工作的意见》中也明确指出要加强煤矿应急救援 设备的建设。

由于目前常用的无线电通讯系统无法有效穿透地层，因此现有解决 方案中一般采用的是有线通信，而一次坍塌或者爆炸就可以摧毁有线电 缆致使如人员定位网络、通讯网络瘫痪，在灾害事故发生后井下遇险人 员无法与地面救援人员建立联系，同时地面人员无法掌握事故发生后人 员分布情况，导致救援的盲目性和营救效率低下。

上世纪九十年代中期开始，国外美国与澳大利亚研制成功了“PED 井下无线急救寻呼系统”，但是该系统只能从井上向井下人员发送单向 信息，井下工作人员无法向井上传递信息；美国LockheedMartin公司 研制的MagneLink透地通讯装置、美国StrataWorldWide公司的 RockPhone透地通讯装置、加拿大VitalAlert公司研制的Canary透 地通讯装置，国内天地(常州)自动化股份有限公司、山西浩宇龙晟电 子科技有限公司、山西地宝科技股份有限公司晋中分公司通过自主或与 国外几家公司合作研发透地通讯装置，但通讯距离较短。2013年我国煤 矿平均开采深度已经超过600m，最深已达1500m，并以每年10-20m速 度递增，现有技术不能适应大部分煤矿实际情况；同时不具有对灾害发 生后人员分布情况掌握、环境参数监测、分析及预警的能力及与煤矿现 有网络不兼容，容易形成信息孤岛等缺点，导致目前还未能在煤矿得到 推广应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供矿用三分量磁波双向透地 监测预警指挥系统。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是，矿用三分量磁波双 向透地监测预警指挥系统，包括地面装置和井下装置，地面装置和井下 装置通过电磁波穿透地层实现参数的监测和预警指挥；所述地面装置包 括第一处理终端、第一发射机、第一接收机、第一发射天线和第一接收 天线；所述井下装置包括井下中继基站装置和若干个井下便携式装置； 所述井下中继基站装置包括第二处理终端、第二发射机、第二接收机、 第一环境参数采集模块、第二发射天线和第二接收天线；井下便携式装 置包括第三处理终端、第一发射接收机、第二环境参数采集模块和第一 天线；其特点是：

第一处理终端：用于向第一发射机发射编码数据流，并且用于对第 一接收机传送来的信息进行软解码、分析及预警；

第一发射机：用于接收第一处理终端输出的编码数据流，将编码数 据流转换为模拟信号，再进行放大处理后发送至第一发射天线；

第一接收机：用于处理第一接收天线送来的信号，并将处理好的信 号发送至第一处理终端；

第一发射天线：用于将第一发射机发送来的信号发射出去；

第一接收天线：用于将接收到的信号发送至第一接收机；