[发明专利]一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置

摘要

本发明提供了一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，属于井下安全预警领域，包括STM32主控制器、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；所述地质硬度检测模块包括89C51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；所述矿井大裂痕检测模块包括电子监控器、振动传感器、X射线衍射仪和模数转换器；所述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、无线传输、人员分析与定位；所述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。本发明可有效预测矿井坍塌时间，准确定位井下被困人员，减少矿难发生率。

主权项

一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上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；所述地质硬度检测模块包括89C51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；所述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；所述井下人员定位模块包括人体热释电红外传感器和总监控室，所述井下人员定位模块可以实现红外扫描图像的图像识别与转换、无线传输、图像接收与处理、人员分析与定位的功能，从而进行实施救援；所述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；所述双输出开关电源输出3.3V和5V两种直流电压，分别用于给STM32主控制器和89C51单片机供电；所述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开始检测碳层周围压力和湿度，检测阈值可作为碳层地质硬度评判标准，当检测阈值低于设定标准硬度值时，通过信号放大器将检测信号放大，并输送给STM32主控制器，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作；所述液晶显示器采用双排12864液晶显示器，上排显示检测压力值，下排显示检测湿度值；所述电子监控器和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，其中X射线衍射仪将拍摄的衍射图像无线传输至地面监控室；所述振动传感器安装于井下顶板碳层表面，用于检测因采掘或地震而引起的振动频率，当检测出碳层内部或外部存在大裂痕或振动频率超出设定值时，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作。