[发明专利]一种基于精确定位的矿井安全管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井安全技术领域，具体而言涉及一种基于对井下人员精确定位的矿井安全管理方法。

背景技术

目前，对于煤炭等矿产资源的开采，经常需要操作人员深入到地下矿井内进行工作。由于地下环境复杂恶劣，危害操作人员及矿井施工安全的因素众多，为了避免矿难事故的发生，需要对井下安全状况进行实时监测。

一般而言，在矿井下铺设有多条巷道，巷道上分散设置有基站，并在不同点位固定设置气体传感器，地面控制中心可以通过基站与井下人员进行通讯并对井下人员进行定位，还可以获取不同点位的瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等气体浓度情况，根据这些数据，地面控制中心对井下人员的安全状况进行判断，并在发生险情时有效指挥井下人员采取相应措施。发明专利申请CN103390212A公开了一种煤矿安全管理系统及其管理方法，包括子系统接口模块、数据共享模块、联动预案库、联动预案图形化编制模块、联动预案调度执行模块、联动记录查询模块、环境信息采集模块等，使用该系统后，当矿井中单个系统出现故障或检测到异常情况时，可根据预先设定的联动预案，控制关联的子系统采取相应动作，以提高矿井中各子系统的综合性能，可更加高效地应对突发事件，提高煤矿安全生产效率。发明专利申请CN10535776A公开了一种用于矿井安全管理的多频段通信系统，包括语音通信子系统、图像传输子系 统、传感器子系统、漏泄系统前端机，三个子系统通过对应于各子系统的接口设备和接口软件将矿井中各个设备的数据转变为无线信号，其中无线信号经中继设备发送至三个子系统所共用的一条 传输漏泄电缆，并进一步通过传输漏泄电缆传送至设置于地面上的中心站，再经设置于中心站中的前端机进行处理以实现地面对矿井内情况的实时监控。

上述方法在实施中，都需要通过无线信号与基站相连通，并通过基站将信号发出，而井下地形环境复杂，无线信号很难做到全覆盖，因此会出现多处信号盲区，在盲区内井下人员携带的设备无法与基站相连，此时通信会出现中断。此外，气体传感器分散定点布置，无法获取未设置传感器地点气体信息，同样存在着气体监测盲区。通过无限增加基站和气体传感器的方式来消除这些盲区并不现实。由于无线信号盲区与气体监测盲区的存在，现有监测手段并不能对井下人员处于任何位置都能进行定位，也无法获取任何位置时的气体数据，也就无法基于任意位置和该位置的气体数据、井下人员的运动数据来掌握他们的安全健康状态和运动状态，这就使井下人员所处的安全隐患大大增加。目前这一问题一直没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于精确定位的矿井安全管理方法，该方法在盲区内依然可以对井下工作人员进行定位，并且基于定位形成了井下各种气体随地形分布的数据，同时能有效获取井下人员在各点的安全健康状态和运动状态，并由此形成了全面有效的安全管理方法。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于精确定位的矿井安全管理方法，包括如下步骤：

（a）为井下人员配备可穿戴设备、定位装置及气体传感器，可穿戴设备、定位装置及气体传感器均能在非盲区与井下基站进行通信；

（b）通过可穿戴设备获取并存储井下人员在非盲区和盲区的生理数据和运动数据，通过气体传感器获取并存储非盲区和盲区的气体信息，然后在非盲区通过井下基站将所述非盲区和盲区的生理数据、运动数据以及气体信息发送至地面控制中心；

（c）利用定位装置与井下基站通信来获取井下人员在非盲区内的位置信息，并通过井下基站将位置信息发送至地面控制中心；

（d）地面控制中心通过井下人员在非盲区和盲区的运动数据并结合非盲区的位置信息估算井下人员在盲区的位置信息，然后将井下人员在非盲区和盲区的位置信息、气体信息、生理数据以及运动数据与预存的井下地形信息建立关联，地面控制中心人员根据所述关联对井下人员的安全健康状况、运动规范状况以及气体安全状况作出判断，然后采取相应安全管理措施。

优选的,在步骤（a）中，还为井下人员配备移动视频、拍照和摄像系统，并在非盲区通过井下基站将非盲区和盲区的视频、拍照和摄像数据发送至地面控制中心，在步骤（d）中地面控制中心人员结合所述视频、拍照和摄像数据对井下人员的安全健康状况、运动规范状况以及气体安全状况作出判断。

进一步的,在步骤（a）中，还为井下人员配备防毒面罩、氧气救助系统以及语言对话装置，在步骤（d）中地面控制中心人员采取相应安全管理措施时，通过语音对话装置指挥井下人员避免进入危险区域、矫正不规范行为或利用防毒面罩和氧气救助系统逃避危险。