[发明专利]矿井救援漂浮定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种矿井救援漂浮定位系统及方法，该系统包括地面监控台、与地面监控台连接的光纤电缆、设置在光纤电缆上且伸入至井下透水区的救援定位子系统，救援定位子系统包括多个无线救援终端，无线救援终端包括内部装有营养液的储物瓶、控制模块和通信接口，储物瓶外套装有漂浮层，控制模块包括处理器、供电电源、存储器、心电传感器、称重传感器和数据传输单元，地面监控台包括工控机和无线数据收发模块；该方法包括步骤：一、初始化救援定位子系统；二、钻孔并投放无线救援终端；三、定位被困人员位置并获取被困人员生命体征参数。本发明利用可漂浮储物瓶定位被困人员位置，同时为被困人员带去维持生命的营养物质，为救援被困人员提供帮助。

技术领域

本发明属于井下救援技术领域，具体涉及一种矿井救援漂浮定位系统及方法。

背景技术

矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾，通常称为透水，矿井透水是我国煤矿事故主要地质灾害之一，透水事故一旦发生，严重的直接淹没采区，造成矿井内的设备损失，造成大量经济损失。同时，事故也会造成人员伤亡，井下一部分被困人员不能被及时救援，会威胁其生命安全，造成严重后果。目前，已经有成熟的地面救援设备和救援技术，如无人机、救援机器人、探测卫星等。但并没有相关的对井下被困人员进行定位的装置和技术。井下人员一旦被困，很难及时定位、救援，为救援工作带来严重不便。因此，缺少一种井下救援定位系统及方法，对井下被困人员进行精确定位，并为井下被困人员提供维持生命的营养物质，延长被困人员等待救援的时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井救援漂浮定位系统，其利用可漂浮储物瓶定位被困人员位置，同时为被困人员带去维持生命的营养物质，为救援工作赢取时间，为救援被困人员提供帮助，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：包括设置在井上的地面监控台、与所述地面监控台连接的光纤电缆以及设置在光纤电缆上且伸入至井下透水区的救援定位子系统，所述救援定位子系统包括多个无线救援终端，多个无线救援终端沿光纤电缆长度方向依次设置在光纤电缆上，相邻两个无线救援终端之间的距离为L且LD，其中，D为相邻两个无线救援终端无线通信的有效距离，无线救援终端包括内部装有营养液的储物瓶、设置在储物瓶瓶身内的控制模块和设置在储物瓶上的通信接口，储物瓶外套装有漂浮层，所述控制模块包括处理器、供电电源以及与处理器相接的存储器和用于无线数据通信的数据传输单元，处理器的输入端接有心电传感器和安装在储物瓶瓶身底部的称重传感器，处理器的输出端接有安装在漂浮层外的指示灯，所述地面监控台包括工控机和与工控机相接的无线数据收发模块，处理器依次通过通信接口和光纤电缆与工控机进行通信。

上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述心电传感器和称重传感器均通过A/D转换电路与处理器的输入端相接。

上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述数据传输单元包括射频收发器CC2420，相邻两个射频收发器CC2420之间通信的有效距离为100m～120m，相邻两个无线救援终端之间的距离L满足：80mL100m。

上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述地面监控台还包括与工控机输出端相接的显示器。

上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述多个无线救援终端中靠近所述地面监控台的无线救援终端与所述地面监控台之间的距离小于相邻两个无线救援终端之间的距离L。

上述的矿井救援漂浮定位系统，其特征在于：所述无线数据收发模块与靠近所述地面监控台的无线救援终端中的数据传输单元进行无线通信。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可快速定位井下被困人员的矿井救援漂浮定位的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：