采空區防火監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動監控領域，尤其涉及一種采空區防火監測系統。
【背景技術】
[0002]采空區是由人為挖掘或者天然地質運動在地表下面產生的“空洞”，采空區的存在使得礦山的安全生產面臨很大的安全問題，人員與機械設備都可能掉入采空區內部受到傷害。
[0003]由于地下采空區具有隱伏性強、空間分布特征規律性差、采空區頂板冒落塌陷情況難以預測等特點，因此，如何對地下采空區的分布范圍、空間形態特征和采空區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潛在危害性評價及合理確定采空區處治對策的關鍵技術難題。
[0004]目前，地下空區已經成為制約礦山發展的一個重要難題，隨著礦山向深部開采，地壓增大，地下空區在強大的地壓下，容易發生坍塌事故，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，這是影響目前礦山安全生產的主要危害源之一。如河南欒川鉬礦、廣西大廠礦區、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，致使礦山開采條件惡化，引起礦柱變形、相鄰作業區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構成嚴重威脅，并造成環境惡化、礦產資源嚴重浪費。解決上述問題的前提條件就是要科學地探查井下空區的即時狀態和空間形狀，為空區安全治理和資源回采提供準確的設計依據。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三維激光系統(C-ALS)對礦山的部分空區進行探測，了解其空區的形狀、大小和位置，運用其自帶的軟件進行編輯與成圖。從而確定空區在礦山平面圖上的具體位置，為空區的處理提供可靠的理論依據，從而確保作業工人和設備的安全。
[0006]在對煤礦開采過程中，采空區常常給煤礦的正常生產帶來危害。由于在煤礦開采過程中采空區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、制約著煤礦的生產，而采空區煤礦自燃在煤礦自燃發生總體中占有重要的部分。我國國有重點煤礦中采空區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。加強對采空區自燃的防止有效的控制煤礦火災的發生。
[0007]為了防止采空區的余煤氧化自燃發火，礦采取封閉采空區和向采空區注氮、注漿等措施，以隔絕氧氣的進入，防止煤炭氧化自燃發火。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內氣體的瓦斯濃度、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、所測得的數據實時性差，不容易及時判斷采空區防火情況并積極采取處理措施。
[0012]5、隨著采空區數量增加，需要更多的人工觀測，增加礦生產成本。
[0013]此外，由于采空區的分布極不規律，針對每一個采空區單獨監測的工作量十分大，且不利于統一管理。
【發明內容】
[0014]本發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，提供一種采空區防火監測系統。
[0015]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
采空區防火監測系統，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點裝置和一個與所述控制模塊相連的匯總裝置，所述節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、瓦斯濃度傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、正負壓力傳感器和微控制器；
所述抽采管路一端通向封閉采空區、另一端封閉；所述抽采管路、瓦斯濃度傳感器、溫度傳感器、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濃度傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、正負壓力傳感器、以及其對應的節點裝置電氣相連；
所述瓦斯濃度傳感器用于感應抽采管路中的瓦斯濃度，并將感應到的瓦斯濃度傳遞給所述微控制器；
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濃度、溫度、一氧化碳濃度、壓力值以及其對應采空區的編號和地址發送給所述控制模塊；
所述控制模塊用于將接收到的各個采空區的瓦斯濃度、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的瓦斯濃度、溫度、一氧化碳濃度、壓力值。
[0016]作為本發明采空區防火監測系統進一步的優化方案，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機。
[0017]作為本發明采空區防火監測系統進一步的優化方案，所述控制模塊的處理器采用SAA7750單片機。
[0018]作為本發明采空區防火監測系統進一步的優化方案，所述溫度傳感器采用IC溫度傳感器。
[0019]作為本發明采空區防火監測系統進一步的優化方案，所述IC溫度傳感器采用DS18B20型溫度傳感器。
[0020]作為本發明采空區防火監測系統進一步的優化方案，所述一氧化碳傳感器采用0STD-C