【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山环境安全监测，尤其涉及一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统及方法。
技术介绍
1、金属地下矿爆破区域的有毒有害气体监测预警一直困扰着矿山生产管理者。现有监测方式较为传统，由于爆破区域存在有毒有害气体，因此在距离爆破区域很远的回风巷道处，进行气体监测，等待该区域气体浓度下降到安全阈值之后，人员再进入爆区。此种监测方式属于间接监测，往往不能及时监测出爆破区域有毒气体的真实浓度，而且由于通风不充分，经常发生监测区域浓度已经到达安全值，而爆破区域有毒气体浓度依旧很高，安全隐患极大，并且传统环境监测设备系统功能单一，无法应用于井下爆破区域。而利用机器狗等可行走设备作为载体，在爆后进入爆区，由于数据采集的不及时性，无法获得有毒有害气体浓度变化的全过程。
2、因此亟需专利技术一种能够在爆破区域附近直接进行有毒有害气体监测预警方法和系统，但是仍然需要攻克以下几个难题：①爆破冲击巨大，一般传感器难以承受，极易损坏，需进行传感器保护处理；②在装药和填塞过程中，爆破区域限制通讯设备使用，难以实现数据持续传输，需要进行爆前预置静默，爆后进行监测，并完成信息传输和预警；
3、专利cn 116405804 a专利技术了一种露天矿山分布式环境在线监测系统及其构建方法，该系统包括主控模块、传感器模块、rs485模块以及串行通信模块组成，实现了矿山环境的监测、存储以及上传。但其只能应用于露天矿区内，无法应用在井下爆破区域，而且在危险气体浓度过高时不能进行报警对作业人员进行警示。
4、专利cn 10293
5、专利cn 111779541 a提供一种井下环境监测预警的方法和装置，涉及矿山井下安全管理
，可代替人工监测井下的不安全因素，减少井下安全隐患，提高安全管理水平。一种井下环境监测预警的方法，包括：利用信息采集模块实时采集井下环境信息，并将井下环境信息发送至数据库和环境监测综合预警建模模块；环境监测综合预警建模模块接收井下环境信息，对井下环境信息与标准值进行对比并建模；利用内置有环境监测综合预警建模模块的环境监控模块，监测井下不同层的生产环境信息，并根据建模得到的预设报警触发条件和生产环境信息，向终端设备发送报警提示。但不可应用于爆破区域，无法对爆破区域的飞石以及冲击波进行抵抗。
6、专利cn 109631995 a提供一种基于嵌入式的井下环境监测系统，通过对地下矿井环境现场勘查，对井下环境以及有毒气体的分析，结合嵌入式技术、物联网技术、无线通信技术以及无线传感器等，设计一套既能满足远程数据共享的井下矿井环境监测系统同时又能兼顾节能环保、操作简单以及性能稳定等需求。但其由于爆破操作规范而不能应用于爆破区域。
7、专利cn 116890344 a提供一种基于变电站检修过程安全监护的智能机器狗，包括机器狗本体，其特征在于：所述机器狗本体上安装有监控仪，所述监控仪对变电站检修过程进行拍摄、监控，所述机器狗本体上安装有搭载装置，所述搭载装置包括搭载承接组件和与机器狗本体之间进行固定的搭载连接组件，所述机器狗本体上设有与所述搭载连接组件相配合的安装位槽，所述搭载连接组件包括与安装位槽相配合的第一定位卡块和第二定位卡块，所述第一定位卡块和第二定位卡块之间转动连接。本专利技术在变电站检修过程可以进行安全监护，对检修环境实时状况进行拍摄监视，便于机器狗运动程中安全携带监控设备并有利于完成监护任务。但其目前仅限于变电站检修过程安全监护，不能再爆破前就进入爆破区域，不能做到爆破瞬间到爆破后数据全过程采集。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的提供一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统及方法，本系统所涉及的数据采集装置可以在不影响装药及导爆的情况下预置待机，能够抵抗爆破过程中产生的冲击波以及碎石撞击，并在爆破后及时监测记录爆破区域内co等有毒有害气体浓度变化的数据，同时将数据传输至位于主巷数据分析及报警装置和井下网络信息系统中，为井下工作者提供实时的危险程度警示，提高井下爆破区域内作业安全保障。
2、本专利技术的一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统，其特征在于：包括数据采集装置、数据分析及报警装置以及井下通讯系统，所述的数据采集装置放置于井下爆破区域的岩壁上，包括底板、半球形外壳和电源、stm32芯片、局域蓝牙信号模块、振动/声音传感器、co传感器、no2传感器、so2传感器和防爆门；所述的电源、stm32芯片、局域蓝牙信号模块、振动/声音传感器、co传感器、1-8no2传感器、so2传感器和防爆门机构设置在底板上，半球形外壳扣装在底板上，构成封闭的数据采集装置；
3、所述的数据分析及报警装置放置于靠近距离井下爆破区域的主巷岩壁上，包括底板、半球形外壳、电源、stm32芯片、局域蓝牙信号模块、蜂鸣器、警示灯、led显示屏、usb接口、存储硬盘及防爆门，所述的电源、stm32芯片、局域蓝牙信号模块、蜂鸣器、警示灯、led显示屏、usb接口、存储硬盘及防爆门设置在底板上，半球形外壳扣装在底板上，构成封闭的数据分析及报警装置；
4、所述的井下通讯系统用于通讯连接数据采集装置和数据分析及报警装置。
5、优选地，所述的数据分析及报警装置用于数据接收、数据处理、实时显示、综合分析、预报预警及可视化操作。
6、本专利技术的一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测方法，采用上述种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统，其特征在于，包括下列步骤：
7、步骤1)爆破前，采用固定式安装，每隔一定距离安装一个数据采集装置停止向外界发射信号，确保在不影响装药及导爆的情况下，在井下爆破区域的岩壁上预置待机；数据分析及报警装置放置于靠近距离井下爆破区域的主巷岩壁上；
8、步骤2)爆破时，数据采集装置实时采集井下环境信息，数据采集装置和数据分析及报警装置依靠全封闭的结构和球形防爆破冲击外壳，抵抗爆破过程中产生的冲击波以及碎石撞击；振动与声音传感器监测到爆破，防爆门机构中的电磁铁延时5s后通电吸引挡板滑动，使co传感器、no2传感器和so2传感器探头接触有毒有害气体，通过局域蓝牙信号模块和usb接口收发和转存数据；
9、步骤3)爆破后，数据采集装置开始持续监测记录爆破区域内co、no2及so2有毒有害气体浓度数据，同时通过井下通讯系统将数据传输至位于主巷的数据分析及报警装置，数据分析及报警装置经过多源数据归一化处理分析后，显示采集到的信息，并通过警示灯为井下工作者提供实时的危险程度警示，绿灯亮本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统，其特征在于：包括数据采集装置、数据分析及报警装置以及井下通讯系统，所述的数据采集装置放置于井下爆破区域的岩壁上，包括底板、半球形外壳和电源、STM32芯片、局域蓝牙信号模块、振动/声音传感器、CO传感器、NO2传感器、SO2传感器和防爆门；所述的电源、STM32芯片、局域蓝牙信号模块、振动/声音传感器、CO传感器、1-8NO2传感器、SO2传感器和防爆门机构设置在底板上，半球形外壳扣装在底板上，构成封闭的数据采集装置；
2.根据权利要求1所述的井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统，其特征在于：
3.一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测方法，采用权利要求1的任意一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统，其特征在于，包括下列步骤：
4.根据权利要求3所述的井下爆破近区有毒有害气体全过程监测方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种井下爆破近区有毒有害气体全过程监测系统，其特征在于：包括数据采集装置、数据分析及报警装置以及井下通讯系统，所述的数据采集装置放置于井下爆破区域的岩壁上，包括底板、半球形外壳和电源、stm32芯片、局域蓝牙信号模块、振动/声音传感器、co传感器、no2传感器、so2传感器和防爆门；所述的电源、stm32芯片、局域蓝牙信号模块、振动/声音传感器、co传感器、1-8no2传感器、so2传感器和防爆...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅国辉，任海龙，王怀远，徐连生，何文轩，柴青平，马新博，许译心，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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