采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及自動監(jiān)控領域，尤其涉及一種采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]采空區(qū)是由人為挖掘或者天然地質運動在地表下面產(chǎn)生的“空洞”，采空區(qū)的存在使得礦山的安全生產(chǎn)面臨很大的安全問題，人員與機械設備都可能掉入采空區(qū)內部受到傷害。
[0003]由于地下采空區(qū)具有隱伏性強、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板冒落塌陷情況難以預測等特點，因此，如何對地下采空區(qū)的分布范圍、空間形態(tài)特征和采空區(qū)的冒落狀況等進行量化評判，一直是困擾工程技術人員進行采空區(qū)潛在危害性評價及合理確定采空區(qū)處治對策的關鍵技術難題。
[0004]目前，地下空區(qū)已經(jīng)成為制約礦山發(fā)展的一個重要難題，隨著礦山向深部開采，地壓增大，地下空區(qū)在強大的地壓下，容易發(fā)生坍塌事故，尤其對地下轉露天開采的礦山影響很大；地下開采殘留大量的采場、硐室、巷道沒有進行及時處理，對露天開采帶來了嚴重的隱患，同時給礦山工作人員和設備帶來嚴重的威脅。
[0005]自20世紀末以來，我國礦業(yè)開采秩序較為混亂，非法無序的亂采濫挖在一些礦山及其周邊留下了大量的采空區(qū)，這是影響目前礦山安全生產(chǎn)的主要危害源之一。如河南欒川鉬礦、廣西大廠礦區(qū)、甘肅廠壩鉛鋅礦、銅陵獅子山銅礦、云南蘭坪鉛鋅礦、廣東大寶山礦、湖南柿竹園礦等許多礦山都存在大量的采空區(qū)，致使礦山開采條件惡化，引起礦柱變形、相鄰作業(yè)區(qū)采場和巷道維護困難、井下大面積冒落、巖移及地表塌陷等，更為嚴重的是空區(qū)突然垮塌的高速氣流和沖擊波造成的人員傷亡和設備破壞，這些都給礦山安全生產(chǎn)構成嚴重威脅，并造成環(huán)境惡化、礦產(chǎn)資源嚴重浪費。解決上述問題的前提條件就是要科學地探查井下空區(qū)的即時狀態(tài)和空間形狀，為空區(qū)安全治理和資源回采提供準確的設計依據(jù)。結合欒川鉬礦的實際工程地質條件，利用地下空間和采空區(qū)三維激光系統(tǒng)(C-ALS)對礦山的部分空區(qū)進行探測，了解其空區(qū)的形狀、大小和位置，運用其自帶的軟件進行編輯與成圖。從而確定空區(qū)在礦山平面圖上的具體位置，為空區(qū)的處理提供可靠的理論依據(jù)，從而確保作業(yè)工人和設備的安全。
[0006]在對煤礦開采過程中，采空區(qū)常常給煤礦的正常生產(chǎn)帶來危害。由于在煤礦開采過程中采空區(qū)存在大量的遺留的浮煤，浮煤的存在為煤礦自燃提供了物資條件。煤礦自燃嚴重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)、制約著煤礦的生產(chǎn)，而采空區(qū)煤礦自燃在煤礦自燃發(fā)生總體中占有重要的部分。我國國有重點煤礦中采空區(qū)煤礦自燃占自燃火災的60%，其中絕大部分火災是有漏風引起的。有相關資料表明，采空區(qū)自燃分為“三帶”，分別是冷卻帶、氧化帶和窒息帶。加強對采空區(qū)自燃的防止有效的控制煤礦火災的發(fā)生。
[0007]為了防止采空區(qū)的余煤氧化自燃發(fā)火，礦采取封閉采空區(qū)和向采空區(qū)注氮、注漿等措施，以隔絕氧氣的進入，防止煤炭氧化自燃發(fā)火。為了檢驗所采取的各種措施的防火效果，需要定期安排人員對封閉墻內的氣體情況進行觀測和檢查，觀測內容包括采空區(qū)內氣體的瓦斯?jié)舛?、一氧化碳濃度、溫度、封閉墻內外的氣體正負壓變化等。
[0008]這種人工觀測和檢查的方式存在以下弊端:
1、對采空區(qū)的防火情況觀測，會因操作人員的熟練程度不同，造成觀測結果存在差異。
[0009]2、因職工的責任心不同，存在漏檢情況。
[0010]3、如果封閉墻封閉不嚴，可能有高濃瓦斯、一氧化碳以及其他有毒有害氣體溢出，給觀測人員帶來危險。
[0011]4、所測得的數(shù)據(jù)實時性差，不容易及時判斷采空區(qū)防火情況并積極采取處理措施。
[0012]5、隨著采空區(qū)數(shù)量增加，需要更多的人工觀測，增加礦生產(chǎn)成本。
[0013]此外，由于采空區(qū)的分布極不規(guī)律，針對每一個采空區(qū)單獨監(jiān)測的工作量十分大，且不利于統(tǒng)一管理。

【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及到的缺陷，提供一種采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)，包含采集模塊、無線傳輸模塊、控制模塊、存儲模塊和顯示模塊；
所述采集模塊包含若干個采集單元，所述采集單元與各個采空區(qū)一一對應設置；所述無線傳輸模塊包含若干個與采集單元一一對應連接的節(jié)點裝置和一個與所述控制模塊相連的匯總裝置，所述節(jié)點裝置和匯總裝置之間基于無線通信；
所述采集單元包含抽采管路、瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、正負壓力傳感器和微控制器?br> 所述抽采管路一端通向封閉采空區(qū)、另一端封閉；所述抽采管路、瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌囟葌鞲衅?、一氧化碳傳感器、正負壓力傳感器均設置在所述抽采管路中；所述微控制器分別和瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、正負壓力傳感器、以及其對應的?jié)點裝置電氣相連；
所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅饔糜诟袘椴晒苈分械耐咚節(jié)舛?，并將感應到的瓦斯?jié)舛葌鬟f給所述微控制器；
所述溫度傳感器用于感應抽采管路中的溫度，并將感應到的溫度傳遞給所述微控制器;
所述一氧化碳傳感器用于感應抽采管路中的一氧化碳濃度，并將感應到的一氧化碳濃度傳遞給所述微控制器；
所述正負壓力傳感器用于感應抽采管理中的正負壓力，并將感應到的壓力值傳遞給所述微控制器；
所述微控制器用于將接收到的瓦斯?jié)舛取囟?、一氧化碳濃度、壓力值以及其對應采空區(qū)的編號和地址發(fā)送給所述控制模塊；
所述控制模塊用于將接收到的各個采空區(qū)的瓦斯?jié)舛?、溫度、一氧化碳濃度、壓力值存儲至存儲模塊，并控制顯示模塊顯示各個采空區(qū)的瓦斯?jié)舛?、溫度、一氧化碳濃度、壓力值?br>[0016]作為本發(fā)明采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機。
[0017]作為本發(fā)明采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用SAA7750單片機。
[0018]作為本發(fā)明采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述溫度傳感器采用IC溫度傳感器。
[0019]作為本發(fā)明采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述IC溫度傳感器采用DS18B20型溫度傳感器。
[0020]作為本發(fā)明采空區(qū)防火監(jiān)測系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述一氧化碳傳感器采用0STD-C