[实用新型]基于ZigBee的煤矿井下掘进巷道瓦斯、煤粉监测预警系统

说明书

本实用新型公开了一种基于ZigBee的煤矿井下掘进巷道瓦斯、煤粉监测预警系统，包括多组安全信息采集传输组件，每组设置在一个待监测区域内，每组安全信息采集传输组件包括多个携带有ZigBee模块的瓦斯浓度检测器、多个携带有ZigBee模块的煤粉浓度检测器、设有ZigBee模块的中间服务器、通讯主站、主站报警器和携带有ZigBee模块的现场报警器，瓦斯浓度检测器和煤粉浓度检测器通过无线通信连接中间服务器，中间服务器连接通讯主站，通讯主站连接主站报警器，通讯主站还连接现场报警器；通过多监测点布置，ZigBee通讯，有效监控掘进巷道内瓦斯、煤粉浓度，实现快速准确预警的煤矿井下安全监测系统。

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下安全监测和无线通信技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee的煤矿井下掘进巷道瓦斯、煤粉监测预警系统。

背景技术

我国煤矿事故频繁发生，对煤矿井下的安全问题越来越受到国家安全部门和煤矿单位的重视。瓦斯爆炸和煤粉爆炸是最为主要及常见的矿难。其中，瓦斯爆炸是当瓦斯(CH4)浓度达到5％-16％之间，瓦斯与空气混合，在高温下急剧氧化，并产生冲击波的现象，是煤矿生产中的严重灾害。中国煤矿瓦斯爆炸的火源主要是电火花和爆破，主要发生地点是采掘工作面。煤矿瓦斯爆炸产生的瞬间温度可达1850℃～2650℃，压力可达初压的9倍，爆源附近气体以每秒几百米以上的速度向外冲击，使人员伤亡，巷道和器材设施毁坏。爆炸后氧浓度降低，生成大量CO₂和CO，有窒息和中毒危险。

再次，煤矿井下掘进巷道内的煤尘浓度存在较大的突变情况，一旦煤尘浓度超标，就容易引起煤粉爆炸。煤尘浓度超标，大量粉尘和煤尘不仅影响到了井下职工的身体健康，易引发煤尘爆炸危险，诱发安全生产事故。所以，加强对尘害的防治和监控是煤矿安全生产极其重要的一个方面。

目前，瓦斯和煤粉浓度监测的及时性和有效性力度达不到，因此，对矿山瓦斯含量这一危险因素进行快速准确，实时监测和预警，是解决矿难频发的重要手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于ZigBee的煤矿井下掘进巷道瓦斯、煤粉监测预警系统，通过多监测点布置，ZigBee通讯，能够有效监控掘进巷道内瓦斯、煤粉浓度，并传输至井下通讯基站，从而实现快速准确预警的煤炭矿山井下安全监测系统。

本实用新型采用的技术方案为：

一种基于ZigBee的煤矿井下掘进巷道瓦斯、煤粉监测预警系统，包括多组安全信息采集传输组件，每组安全信息采集传输组件设置在一个待监测区域内，每组安全信息采集传输组件包括多个携带有ZigBee模块的瓦斯浓度检测器、多个携带有ZigBee模块的煤粉浓度检测器、设有ZigBee模块的中间服务器、通讯主站、主站报警器和携带有ZigBee模块的现场报警器，多个携带有ZigBee模块的瓦斯浓度检测器和多个携带有ZigBee模块的煤粉浓度检测器均匀分布在掘进巷道的一个待监测区域内，多个携带有ZigBee模块的瓦斯浓度检测器和多个携带有ZigBee模块的煤粉浓度检测器通过无线通信连接中间服务器，中间服务器通过现场总线连接通讯主站，通讯主站的第一预警端通过现场总线连接主站报警器，通讯主站的第二预警端通过中间服务器无线连接携带有ZigBee模块的现场报警器。

所述的携带有ZigBee模块的瓦斯浓度检测器包括ZigBee无线通信模块和瓦斯浓度传感器，瓦斯浓度传感器的采集信号输出端连接ZigBee无线通信模块。

所述的携带有ZigBee模块的煤粉浓度检测器包括ZigBee无线通信模块和煤粉浓度传感器，煤粉浓度传感器的采集信号输出端连接ZigBee无线通信模块。

所述的ZigBee模块的中间服务器包括ZigBee无线通信模块和监测分站，ZigBee无线通信模块连接监测分站的无线信息通信端。

所述的携带有ZigBee模块的现场报警器包括ZigBee无线通信模块和矿用隔爆警示灯，ZigBee无线通信模块连接矿用隔爆警示灯。