[发明专利]硫化矿山炸药自爆监控预警装置及方法

说明书

本发明提出硫化矿山炸药自爆监控预警装置及方法，所述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、声光报警器；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，所述单片机控制风机和声光报警器分别进行炮孔通风散热与发出声光报警信息；本发明能通过多个环境因素来对硫化矿山炮孔内炸药自爆风险进行评估。

技术领域

本发明涉及矿山开采技术领域，尤其是硫化矿山炸药自爆监控预警装置及方法。

背景技术

硫化矿石是多种含硫金属物的集合体，其主要成分是硫铁矿。硫铁矿是工业开发利用的重要硫矿资源，包含黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿三种成分相同的矿物。随着国民经济的恢复和发展，我国对硫矿资源的需求量逐年增加，浅部矿产资源日趋枯竭。同时，我国现有160多个矿山深部探明价值超过一万多亿元，深部开采将是矿业发展的必然。

炸药自爆事故是硫化矿山深部开采可能面临的严重灾害之一。硫化矿开采作业通常在炮孔中填充炸药进行爆破开采，炮孔内温度主要受硫化矿石氧化放热、水泥水化生热、地热该3方面热源作用，当炮孔内热量聚集达到炸药临界爆燃点温度时，可诱发炸药提前爆炸，严重影响矿石安全开采。

硫化矿山炮孔内部在装药后温度、压力等参数会产生一系列的变化，此类参数的改变能有效反应炮孔内部的状态。因此，开发硫化矿山炸药自爆监测防控系统监测炮孔内装药后的状态，可提前做出预防措施，有效减少硫化矿山炸药自爆的可能性，避免人为监测的危险性，为硫化矿山开采提供安全保障。

发明内容

本发明提出硫化矿山炸药自爆监控预警装置及方法，能通过多个环境因素来对硫化矿山炮孔内炸药自爆风险进行评估。

本发明采用以下技术方案。

硫化矿山炸药自爆监控预警装置，所述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，所述单片机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。

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。

所述预警方法使用以上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；