[发明专利]矿井煤自燃特征信息高密度网络化监测预警系统

说明书

本发明提供一种矿井煤自燃特征信息高密度网络化监测预警系统，该系统包括多参数无线传感器节点和无线监测基站；多参数无线传感器节点中红外遥控模块、微型负压泵模块、485模块、声光报警模块均与第一单片机连接，传感器模块与第一单片机对接，第一单片机与第一无线自组网模块通信连接，第一无线自组网模块与无线监测基站连接，无线监测基站中第二无线自组网模块与第二单片机连接，触摸屏、数据存储模块、485模块和RJ45模块均与第二单片机连接，第二无线自组网模块与环网交换机通信连接，环网交换机通过通信光缆将传输信息上传到地面监控中心。该监测预警系统可有效早期预测和定位矿井煤自燃隐患，解决煤自燃给矿井生产带来的危害。

技术领域

本发明涉及一种矿井安全监测监控系统，具体涉及一种矿井煤自燃特征信息高密度网络化监测预警系统。

背景技术

我国的煤矿生产的现状为：矿井回采纵深发展，围岩应力大，综放遗煤多，漏风规律复杂多变，自燃危险性大；综放面采空区、密闭区、沿空侧易于形成较强的漏风，相邻区段遗留有大量松散煤体，极易氧化升温。回采形成的采空区逐渐连成一片，大范围采空区存在严重的冲击、瓦斯、有毒有害气体涌出和煤自然发火隐患。尤其是矿井部分采区生产结束并封闭后，大面积采空区对矿井安全生产的威胁越来越严重，采空区煤岩体破坏和瓦斯的非均匀释放，在通风供氧的条件下，引起采空区煤层自燃和可燃气体的大量释放，诱发采空区自燃或可燃气体爆炸灾害事故，严重威胁着矿工生命和财产的安全。采空区存在丢煤、漏风通道多，受采掘活动、大气压变化等因素影响，易出现“呼吸”漏风现象引起煤炭自然等事故。

目前我国的煤矿安全监测技术有很大的提高，但在煤火灾害感知方面，监测系统信息处理方面还存在不足，有限的数据资源“挖掘”分析程度不够，自燃危险程度判别和防控决策的信息量不足，不能及时发现煤自燃早期隐患，严重制约了煤火灾害监测预警技术的发展。现有的防灭火手段针对性不强，常规的灌浆、注氮等防灭火技术缺乏高效性与长效性，难以实现有效防控。因此，研究自燃危险区域无线监测预警技术，对煤自燃监测技术水平的提高具有实际应用价值。采空区遗煤自燃呈现动态变化特征，人工监测范围大、周期长、连续性又差，再加上测点多、距离远、环境复杂，监测困难，这使得对采空区的管理、监控非常困难，难以实现对有采空区灾害预测与预警，不能为及时有效的预防自燃灾害提供依据。

发明内容

为解决现有的检测技术难以对采空区实现有效的灾害预测和预警的问题，本发明提供了一种可有效早期预警和定位煤矿火灾隐患的矿井煤自燃特征信息高密度网络化监测预警系统。

本发明的技术方案如下：所提供的矿井煤自燃特征信息高密度网络化监测预警系统包括多个多参数无线传感器节点和多个无线监测基站；多参数无线传感器节点包括能量供应模块、传感器模块、信号调理电路、第一单片机、第一无线自组网模块、红外遥控模块、微型负压泵模块、485模块、声光报警模块和防爆外壳；微型负压泵模块为多参数无线传感器节点提供气体检测所需的气样，红外遥控模块用于多参数无线传感器节点的校准，能量供应模块为多参数无线传感器节点提供电源；红外遥控模块、微型负压泵模块、485模块、声光报警模块均与第一单片机通信连接，第一无线自组网模块包括无线通信模块；传感器模块通过信号调理电路与第一单片机的I/O口对接，第一单片机与第一无线自组网模块通信连接，第一无线自组网模块通过天线与无线监测基站连接；无线监测基站包括第二单片机、能量供应模块、数据存储模块、485模块、RJ45模块、第二无线自组网模块、触摸屏和防爆外壳；能量供应模块为无线监测基站提供电源，第二无线自组网模块通过天线与第一无线自组网模块通信连接，第二无线自组网模块与第二单片机连接，触摸屏、数据存储模块、485模块和RJ45模块均与第二单片机通信连接，第二单片机通过485模块或RJ45模块与隔爆兼本安型环网交换机通信连接，隔爆兼本安型环网交换机通过通信光缆将传输信息上传到地面监控中心。