[发明专利]一种用于预测矿井坍塌及人员定位的预警装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于预测矿井坍塌及人员定位的预警装置及方法，属于定位及预警技术领域。本发明装置，包括：主控制器，发出报警指令；地质硬度检测模块，将阈值发送至主控制器；矿井大裂痕检测模块，将检测数据发送至主控制器；报警模块，所述报警模块根据主控制器发出的报警指令进行报警；井下人员定位模块，所述井下人员定位模块对井下人员进行定位，获取定位信息，并将定位信息发送至值控制器。本发明可准确预测矿井坍塌时间和原因，并可实现矿井坍塌中被埋人员的精确定位，适合推广运用。

技术领域

本发明涉及定位及预警技术领域，并且更具体地，涉及一种用于预测 矿井坍塌及人员定位的预警装置及方法。

背景技术

随着煤炭开采量的增加，开采事故日益增多，其中矿井坍塌事故是 煤炭开采事故中危害性和死亡率最高的矿难之一。急需发明一种煤矿预警 装置，实现多方位检测矿井碳层湿度和硬度，及时发现碳层隐藏的潜在危 险，并可在矿难发生时准确定位被困人员的具体位置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于预测矿井坍塌及人员定位的预 警装置，包括：

主控制器，所述主控制器连接地质硬度检测模块、矿井大裂痕检测模 块、井下人员定位模块和报警模块；接收地址硬度监测模块，发出的阈值， 根据阈值发出报警指令至报警模块，接收矿井大裂痕检测模块发送的检测 数据，根据检测数据值发出报警指令至报警模块，接收井下人员定位模块 发出的定位信息；

地质硬度检测模块，所述地质硬度检测模块检测矿井碳层周围压力和 湿度的阈值，根据阈值确定碳层的地质硬度值，当检测的地质硬度低于设 定标准值时，将阈值发送至主控制器；

矿井大裂痕检测模块，矿井大裂痕检测模块检测矿井下顶板碳层外部 大裂痕和内部大裂痕，获取检测数据，若检测数据超出预设值时，将检测 数据发送至主控制器；

报警模块，所述报警模块根据主控制器发出的报警指令进行报警；

井下人员定位模块，所述井下人员定位模块对井下人员进行定位，获 取定位信息，并将定位信息发送至值控制器。

可选的，地质硬度检测模块包括：单片机、双输出开关电源、压力传 感器、湿度传感器、信号放大器和液晶显示器。

可选的，矿井大裂痕检测模块包括：电子监控器、振动传感器、X射 线衍射仪、衍射图像、地面监控室和模数转换器。

可选的，井下人员定位模块包括：人体热释电红外传感器、红外扫描 图像仪和图像识别与转换器。

可选的，报警模块包括：振动频率显示器、人员位置显示器、蜂鸣报 警器和闪光灯报警器。

可选的，双输出开关电源输出3.3V和5V两种直流电压，分别用于对 主控制器和单片机供电。

可选的，压力传感器和湿度传感器安装于金属探头内部，当金属探头 钻入井下顶板碳层时，压力传感器和湿度传感器检测碳层周围压力和湿度。

可选的，电子监控器和X射线衍射仪安装于井下顶板碳层表面，分别 用于监控井下顶板碳层外部大裂痕和内部大裂痕。

可选的，X射线衍射仪将拍摄的衍射图像无线传输至地面监控室。

本发明还提出了一种用于预测矿井坍塌及人员定位的预警方法，所述 方法包括：

检测矿井碳层周围压力和湿度的阈值，根据阈值确定碳层的地质硬度 值，当检测的地质硬度低于设定标准值时，将阈值发送至主控制器；

检测矿井下顶板碳层外部大裂痕和内部大裂痕，获取检测数据，若检 测数据超出预设值时，将检测数据发送至主控制器；

控制主控制器接收阈值及检测数据，根据阈值及检测数据发出报警， 根据报警指令发出报警；