[发明专利]硫化矿山炸药自爆监控预警装置及方法

权利要求书

1.硫化矿山炸药自爆监控预警方法，其特征在于：所述方法使用的监控预警装置包括数据分析装置和与数据处理装置相连的传感器组件、风机；所述风机的风力输出端位于炮孔内；所述传感器组件包括设于炮孔内的红外测温传感器模块、气压传感器模块；所述数据分析装置经传感器组件监测炮孔内部的环境参数，并根据环境参数数据对炮孔进行安全性评估，当评估结果为存在自爆风险时，所述数据处理装置控制风机对炮孔进行通风散热；

所述炮孔为盲孔；所述炸药为具备可塑性的乳化炸药；当炸药装于炮孔内时，将炮孔底端封闭为检测腔；

所述传感器组件设于炮孔底端的检测腔内；所述炮孔内部的环境参数包括温度和压力；

所述风机设于炮孔外，风机经设于炮孔处的通风管道向炮孔内输入流动空气以对炮孔通风散热；

硫化矿山炸药自爆监控预警方法，所述预警方法使用所述的硫化矿山炸药自爆监控预警装置，当数据分析装置对炮孔进行安全性评估时，以炮孔内的检测腔中的温度数据和压力数据作为安全性评估依据；当检测腔中的温度数据超过温度阈值，或是压力数据超出压力阈值时，评估结果为存在自爆风险；

所述温度阈值、压力阈值由分析软件对硫化矿山的炮孔所在温度场与流体场进行软件模拟而得到；

所述监控预警方法可在炮孔内部温度升高初期以风机对炮孔采取通风降温措施，预先防控炮孔内部炸药层温度过高的现象，再收集气压数据判断温度过高原因是否因环境温度或硫化矿石氧化放热造成；

所述压力数据为炮孔检测腔的气压数据；

当风机对炮孔通风降温时，数据分析装置继续收集炮孔的温度数据和压力数据，若压力数据仍然持续上升且大于压力阈值，则数据分析装置判定炮孔温度异常原因为硫化矿石氧化放热，声光报警器发出报警信息，提示相关负责人员需对炮孔进行人工处理；

所述炮孔内的通风管道在铺设时可延伸入检测腔内，数据分析装置在对检测腔进行监测前可通过通风管道释放检测腔内气压，以使监测数据初始化。

2.根据权利要求1所述的硫化矿山炸药自爆监控预警方法，其特征在于：所述数据处理装置为设于炮孔外的单片机；所述单片机安装有可显示炮孔内部温度和压力的显示屏；所述单片机还与声光报警器相连，当单片机对炮孔的安全性评估结果为存在自爆风险时，单片机控制声光报警器发送报警信息；

所述红外测温传感器模块内设有红外传感器、放大器、A/D模数转换器；

所述气压传感器模块内设有气压传感器、A/D模数转换器。

3.根据权利要求1所述的硫化矿山炸药自爆监控预警方法，其特征在于：所述软件模拟的方法包括以下步骤；

步骤A1、对硫化矿山的炮孔所在现场进行考查，收集矿山数据；

步骤A2、通过分析软件的热分析模块和流场分析模块，分别建立装药炮孔的温度场和流体场三维模型并划分网格；

步骤A3、分别确定温度场和流体场初始条件和边界条件，按照热分析模块以及流场分析模块的操作步骤，依次输入硫化矿山实际热参数和流体场参数；

步骤A4、设置热分析模块以及流场分析模块的求解参数，生成可用于求解的炮孔模型，检查求解结果的收敛情况，所述可用于求解的炮孔模型的求解结果包括炮孔模型温度云图的可视化数据、压力云图的可视化数据。

4.根据权利要求3所述的硫化矿山炸药自爆监控预警方法，其特征在于：在步骤A1中，若硫化矿山为已有勘测数据的特殊矿山，则所述矿山数据可采用已有的勘测数据。

5.根据权利要求3所述的硫化矿山炸药自爆监控预警方法，其特征在于：所述分析软件为ANSYS软件。