[发明专利]矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统及探测方法

权利要求书

1.矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统，包括无人机地面控制系统、智能无人机、独立无线信号中继装置、机载瓦斯气体传感器、机载压力传感器、机载温度传感器、机载粉尘传感器、机载高清摄像系统、机载红外成像系统、机载激光扫描仪、机载高速无线传输系统，其特征在于：所述的无人机地面控制系统通过无线传输系统控制智能无人机；所述的独立无线信号中继装置用于无人机地面控制系统和智能无人机之间信号的接收和传输；所述的智能无人机携带机载瓦斯气体传感器、机载压力传感器、机载温度传感器、机载粉尘传感器、机载高清摄像系统、机载红外成像系统、机载激光扫描仪和机载高速无线传输系统。

2.根据权利要求1所述的矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统，其特征在于：所述的无人机地面控制系统包括智能飞行操作模块、无线信号发射接收模块、数据处理模块、图像显示模块；智能飞行操作模块通过发射无线信号控制智能无人机的飞行；无线信号发射接收模块进行控制信号的输出和无人机传输信号的接收；数据处理模块包括数据库子模块和处理子模块，处理子模块对接收的井下一系列数据进行处理分析得出结果，并将其与数据库子模块进行比对，确定此时井下安全状况；图像显示模块用来显示智能无人机机载设备传输过来的视频画面。

3.根据权利要求1所述的矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统，其特征在于：所述的机载瓦斯气体传感器用来探测井下瓦斯浓度，机载压力传感器用来探测井下气体压力，机载温度传感器用来探测井下温度，机载粉尘传感器用来探测井下粉尘浓度。

4.根据权利要求1所述的矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统，其特征在于：所述的机载高清摄像系统、机载红外成像系统和机载激光扫描仪用于巷道空间成像。

5.根据权利要求1所述的矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统，其特征在于：所述的机载高速无线传输系统用于将各机载设备所采集的井下数据传送到无人机地面控制系统的数据处理模块。

6.矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统的探测方法，采用如权利要求1所述的矿井瓦斯爆炸灾情智能探测系统，其特征在于：包括以下步骤：

（1）进入可视化智能操控平台，启动智能无人机，系统自动进行各项机载设备调试状态以及各模块的调试，调试过程中如果出现问题自动生成故障报警信号；

（2）当确认机载设备和各模块正常时，智能无人机出发，前往事故井口，沿着井筒由自动导航系统导航快速到达井下，到达井下后，激活各机载设备，开始进行探测以及信息传输；

（3）智能无人机在井口对应井下位置抛掷一枚独立无线信号中继装置，之后在巷道直线段每隔150~200 m抛掷一枚独立无线信号中继装置，在巷道拐角处以及有信号阻隔位置每隔100~150 m抛掷一枚独立无线信号中继装置，所有独立无线信号中继装置自被抛掷出即启动；

（4）智能无人机向爆炸区域前进，使用各机载设备来检测矿井下的压力、温度、瓦斯浓度、粉尘浓度，同时将井下的现场画面通过机载高清摄像系统传输到地面的图像显示模块；

（5）将各机载设备所采集的井下数据通过无线传输系统传送到无人机地面控制系统的数据处理模块；

（6）通过数据处理模块将接受的各数据进行处理并与数据库进行比对，将最终的数据通过图像显示模块展示出来，从而判断井下瓦斯爆炸后的环境，确定最佳救援时间、救援路线和救援方法；

（7）当完成一次探测任务后，在保障电量能够返航到地面的条件下自动返航；

（8）进行第二次探测任务时，重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）、（7）。