[发明专利]煤矿采空区无线火灾预警系统及其方法

说明书

本发明提供了一种煤矿采空区无线火灾预警系统及无线火灾预警方法，包括信号采集系统、信号分析系统和人机交互系统，其中，信号采集系统包括矿用分站、无线中继器、无线一氧化碳传感器和无线温度传感器，其中无线中继器分别与无线一氧化碳传感器和无线温度传感器无线连接，矿用分站与无线中继器之间电连接；信号分析系统包括地面主机，用于将所述信号采集系统采集的信号进行转换、分析和存储；人机交互系统用于将信号分析系统分析得到的数据显示出来。本发明结构简单、及时性强、稳定性和可靠性好。

技术领域

本发明涉及无线监测领域，具体涉及煤矿采空区的无线火灾预警系统领域。

背景技术

随着我国以综采放顶煤为主的高产高效工作面的大力发展，工作面的开采和通风强度增加，使采空区体积增大、浮煤增多，增加了采空区浮煤的自燃发火几率，而采空区的火灾往往会造成其昂贵的综采设备烧毁，造成巨大的经济损失。采空区煤炭自燃是长期危害煤矿安全生产的主要灾害之一，而针对该煤矿隐患，对煤矿采空区空气、温度等环境进行实时监测，可提前预报该灾害的发生。

现有采空区的参数采样系统及方法仍存在不足之处，比如现有空气成分监测主要采用束管监测系统，而其易出现束管堵塞、漏气等现象，且由于其气样分析时间过长，实时性较差。同时，有线传输的方式比较难适应这种不断移动和推进的工作环境，各种因素造成监测传输线缆损坏和扯断的情况发生，施工维护困难等问题。

有鉴于上述现有的采空区参数采样系统及方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型采空区参数采样方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的采空区参数采样系统及方法存在的缺陷，而提供一种实时性好、可靠性好，施工方便的煤矿采空区火灾无线监测系统，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种煤矿采空区的无线火灾预警系统，包括信号采集系统、信号分析系统和人机交互系统，其中，

信号采集系统包括矿用分站、无线中继器、无线一氧化碳传感器和无线温度传感器 ，其中无线中继器分别与无线一氧化碳传感器和所述无线温度传感器无线连接，所述矿用分站与所述无线中继器之间电连接，矿用分站采用矿用电源对其供电；

信号分析系统包括地面主机，用于将信号采集系统采集的信号进行转换、分析和存储；

人机交互系统用于将信号分析系统分析得到的数据显示出来；

信号分析系统分别与信号采集系统、人机交互系统电连接。

信号采集系统至少为两个，且信号采集系统之间为并联连接。

无线温度传感器包括第一壳体、第一盖板、第一主电路板、第一天线、温度探头、第一观察窗和第一电池组件，

第一盖板与第一壳体固定连接，第一主电路板固定在所述第一壳体内部，所述第一天线、所述温度探头、所述第一电池组件均与所述第一主电路板电连接，所述温度探头设置在所述第一壳体内。其中温度探头采用热敏电阻元件，设置在所述第一壳体外部，用于接收待监测环境中的温度，并且利用电池组件对其供电。

第一壳体为内部设置有加强筋的工程塑料壳体。

无线一氧化碳传感器包括第二壳体、第二盖板、第二主电路板、第二天线、一氧化碳探头、第二观察窗和第二电池组件，第二盖板与第二壳体固定连接，第二主电路板固定在第二壳体内部，第二天线、一氧化碳探头、第二电池组件均与第二主电路板电连接，一氧化碳探头设置在壳体内。其中一氧化碳探头采用电化学传感元件，其设置在所述第二壳体外部，用于接收待监测环境中的一氧化碳含量，并且利用电池组件对其供电。