一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置

摘要

本发明公开了一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其通过设置多组第一监测机构和多组第二监测机构，第一监测机构的监测组件的监测检测面均面对且朝向煤矿巷道的巷道壁设置，这样，可以重点对巷道壁中散发出的气流情况进行监测，保证监测的可靠性，本发明的每组所述第二监测机构包括至少三个监测组件，且三个监测组件的各自的监测检测面均朝向远离巷道壁的方向设置，且三个监测组件的监测检测面两两之间不平行的设置，可对巷道内的情况实现三维不同方向上的监测，保证监测的可靠性与准确度，本发明安装简单方便，角度调节方便，有效保证监控体系的建立与布控。

权利要求

1.一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其包括多组监测机构、无线通信模块和远程接收与控制服务器，其中，各组所述监测机构均通过各自的所无线通信模块无线通信连接至所述远程接收与控制服务器，其特征在于，多组所述监测机构至少包括间隔设置的多组第一监测机构和间隔设置的多组第二监测机构，每组所述第一监测机构包括至少一个监测组件，且第一监测机构的监测组件的监测检测面均朝向煤矿巷道的巷道壁设置，每组所述第二监测机构包括至少三个监测组件，且三个监测组件的各自的监测检测面均朝向远离巷道壁的方向设置，且三个监测组件的监测检测面两两之间不平行的设置，各个所述监测组件均连接安装在巷道的支护板或者支护架上，且每个所述监测组件的监测检测面在空间上的角度均为可调节的设置；

所述三个监测组件分别为第一监测组件(01)、第二监测组件(02)、第三监测组件(03)，其中，所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线、第二监测组件的监测检测面的中心垂线和第三监测组件(03)的监测检测面的中心垂线能够相互相交于一点；

所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线与第二监测组件的监测检测面的中心垂线之间的角度为C，所述第三监测组件(03)的监测检测面的中心垂线与第二监测组件的监测检测面的中心垂线之间的夹角为B，所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线与所述第三监测组件(03)的监测检测面的中心垂线之间的夹角为A，所述夹角A、夹角B和夹角C的范围为60‑120°；

所述第一监测组件(01)、第二监测组件(02)、第三监测组件(03)结构相同，均包括监测主体(1)和安装与角度调节机构(6)，其中，所述监测主体(1)前部左端嵌入安装有显示屏(2)，所述安装与角度调节机构(6)设置于监测主体(1)外侧后端，所述安装与角度调节机构(6)包括右框(61)、螺纹杆(62)、左框(63)、转动件(64)、第一卡座(65)、第二卡座(66)、调节杆(67)、第三卡座(68)、安装板(69)和夹紧机构(610)，所述右框(61)左侧通过螺纹杆(62)与左框(63)相连接，所述螺纹杆(62)外侧左端与转动件(64)相固定，所述左框(63)顶部前端与第一卡座(65)一体式连接，所述第一卡座(65)与第二卡座(66)前端面啮合，所述第二卡座(66)安装于调节杆(67)左右两端，所述第二卡座(66)前端面与第三卡座(68)相互啮合，所述第三卡座(68)与安装板(69)顶部前端相固定，所述安装板(69)底端面设置有夹紧机构(610)。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其特征在于：所述监测主体(1)前部右上端固定安装有瓦斯气体监测组件(3)，所述监测主体(1)前部右下端固定安装有温湿度监测组件(4)，所述监测主体(1)顶部左端与声光报警组件(5)相互固定,所述夹紧机构(610)与监测主体(1)外侧后端卡紧固定。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其特征在于：所述夹紧机构(610)包括主体(6101)、第一齿轮杆(6102)、第二齿轮杆(6103)、第一限位件(6104)和第二限位件(6105)，所述主体(6101)内侧左端通过连接轴与第一齿轮杆(6102)相互转动，所述第一齿轮杆(6102)外侧右端与第二齿轮杆(6103)相互啮合，所述第一齿轮杆(6102)和第二齿轮杆(6103)底部后端与第一限位件(6104)相互固定，所述主体(6101)底部前端与第二限位件(6105)相互固定，所述主体(6101)与安装板(69)底端面紧密固定。

4.根据权利要求3所述的一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其特征在于：所述螺纹杆(62)和转动件(64)均设置有两组，并且呈并列状分布。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其特征在于：所述第二卡座(66)设置有两个，并且呈平行状分布，所述螺纹杆(62)外侧左端设置有外螺纹，并且外螺纹外径表面与转动件(64)螺纹配合。

6.根据权利要求5所述的一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其特征在于：所述第一限位件(6104)和第二限位件(6105)尺寸相同，并且外部设置有橡胶套。

7.根据权利要求6所述的一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其特征在于：所述第一齿轮杆(6102)和第二齿轮杆(6103)下端内中部均设置有连接轴，并且连接轴外径表面呈光滑状。

说明书

一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置

技术领域

[0001] 本发明涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置。

背景技术

[0002] 近几年各地煤矿瓦斯爆炸事故频发，给国家和人民群众生命安全造成极大损失，我国煤炭安全生产形势十分严峻，不能对瓦斯适时，高灵敏度地检测和监控，是导致井下瓦
斯浓度超标引发爆炸事故的重要原因，因此准确实时地监控瓦斯浓度是防止和减少瓦斯爆
炸的重要举措。当需要对煤矿井下灾害风险安全监测预警装置进行使用的情况下，由于现
有监测预警装置大多数为手持式或者螺栓固定安装于煤矿工人的安全帽上，这种方式仅仅
能够实现对人员活动区域的监测。而采用固定在巷道巷帮、巷壁的方式，在进行设计与安装
时，一般仅仅是将各个监测器分别安装在不同的位置，然而，这种粗犷的设计方式，往往导
致预警精度不够，而且，由于井下的通风设备一般也是局部通风，井下的气流不稳，很容易
导致各处的监测器的监测精度大小不一，比如，顺风监测与逆风监测的监测情况往往具有
较大的不同，导致出现误报、错报或者不报的问题，因此，这种随机或者粗犷的布置与设计
方式，难以形成准确的监测预警体系，难以保证报警的精度。

发明内容

[0003] (一)要解决的技术问题

[0004] 为了克服现有技术不足，现提出一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，解决报警不准确的问题。

[0005] (二)技术方案

[0006] 本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其包括多组监测机构、无线通信模块和远程接收与控制服务器，其
中，各组所述监测机构均通过各自的所无线通信模块无线通信连接至所述远程接收与控制
服务器，其特征在于，多组所述监测机构至少包括间隔设置的多组第一监测机构和间隔设
置的多组第二监测机构，每组所述第一监测机构包括至少一个监测组件，且第一监测机构
的监测组件的监测检测面均面对且朝向煤矿巷道的巷道壁设置，每组所述第二监测机构包
括至少三个监测组件，且三个监测组件的各自的监测检测面均朝向远离巷道壁的方向设
置，且三个监测组件的监测检测面两两之间不平行的设置，各个所述监测组件均连接安装
在巷道的支护板或者支护架上，且每个所述监测组件的监测检测面在空间上的角度均为可
调节的设置。

[0007] 进一步，作为优选，所述三个监测组件分别为第一监测组件、第二监测组件、第三监测组件，其中，所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线、第二监测组件的监测检测面
的中心垂线和第三监测组件的监测检测面的中心垂线能够相互相交于一点。

[0008] 进一步，作为优选，所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线与第二监测组件的监测检测面的中心垂线之间的角度为C，所述第三监测组件的监测检测面的中心垂线与
第二监测组件的监测检测面的中心垂线之间的夹角为B，所述第一监测组件的监测检测面
的中心垂线与所述第三监测组件的监测检测面的中心垂线之间的夹角为A，所述夹角A、夹
角B和夹角C的范围为60‑120°。

[0009] 进一步，作为优选，所述第一监测组件、第二监测组件、第三监测组件结构相同，均包括监测主体和安装与角度调节机构，其中，所述监测主体前部左端嵌入安装有显示屏，所
述安装与角度调节机构设置于监测主体外侧后端，所述安装与角度调节机构包括右框、螺
纹杆、左框、转动件、第一卡座、第二卡座、调节杆、第三卡座、安装板和夹紧机构，所述右框
左侧通过螺纹杆与左框相连接，所述螺纹杆外侧左端与转动件相固定，所述左框顶部前端
与第一卡座一体式连接，所述第一卡座与第二卡座前端面啮合，所述第二卡座安装于调节
杆左右两端，所述第二卡座前端面与第三卡座相互啮合，所述第三卡座与安装板顶部前端
相固定，所述安装板底端面设置有夹紧机构。

[0010] 进一步，作为优选，所述监测主体前部右上端固定安装有瓦斯气体监测组件，所述监测主体前部右下端固定安装有温湿度监测组件，所述监测主体顶部左端与声光报警组件
相互固定,所述夹紧机构与监测主体外侧后端卡紧固定。

[0011] 进一步，作为优选，所述夹紧机构包括主体、第一齿轮杆、第二齿轮杆、第一限位件和第二限位件，所述主体内侧左端通过连接轴与第一齿轮杆相互转动，所述第一齿轮杆外
侧右端与第二齿轮杆相互啮合，所述第一齿轮杆和第二齿轮杆底部后端与第一限位件相互
固定，所述主体底部前端与第二限位件相互固定，所述主体与安装板底端面紧密固定。

[0012] 进一步，作为优选，所述螺纹杆和转动件均设置有两组，并且呈并列状分布。

[0013] 进一步，作为优选，所述第二卡座设置有两个，并且呈平行状分布，所述螺纹杆外侧左端设置有外螺纹，并且外螺纹外径表面与转动件螺纹配合。

[0014] 进一步，作为优选，所述第一限位件和第二限位件尺寸相同，并且外部设置有橡胶套。

[0015] 进一步，作为优选，所述第一齿轮杆和第二齿轮杆下端内中部均设置有连接轴，并且连接轴外径表面呈光滑状。

[0016] (三)有益效果

[0017] 本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

[0018] (1)本发明提供的一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其通过设置多组第一监测机构和多组第二监测机构，第一监测机构的监测组件的监测检测面
均面对且朝向煤矿巷道的巷道壁设置，这样，可以重点对巷道壁中散发出的气流情况进行
监测，保证监测的可靠性，本发明的每组所述第二监测机构包括至少三个监测组件，且三个
监测组件的各自的监测检测面均朝向远离巷道壁的方向设置，且三个监测组件的监测检测
面两两之间不平行的设置，这样，可以对巷道内的情况实现三维不同方向上的监测，保证监
测的可靠性与准确度，本发明的各个所述监测组件均连接安装在巷道的支护板或者支护架
上，且每个所述监测组件的监测检测面在空间上的角度均为可调节的设置，这样，便于进行
安装，安装简单方便，角度调节方便，有效保证监控体系的建立与布控；

[0019] (2)本发明在安装于固定时，通过将安装与角度调节机构设置于监测主体外侧后端，便可对第一齿轮杆和第二齿轮杆进行相对转动啮合，根据所需固定的监测装置进行调
节，并且通过第一限位件和第二限位件进行阻挡固定，将第三卡座与第二卡座卡位啮合，第
一卡座与第二卡座卡位啮合，实现双重角度调节，再将转动件与螺纹杆进行螺纹配合，实现
对左框和右框进行夹持调节，拆装便捷，使用方便。

[0020] (3)本发明通过将第一齿轮杆和第二齿轮杆下端内中部均设置有连接轴，并且连接轴外径表面呈光滑状，便于进行连接转动。

附图说明

[0021] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0022] 图1为本发明的第二监测机构的布置结构示意图；

[0023] 图2为本发明的监测组件结构示意图；

[0024] 图3为本发明显示屏的结构示意图；

[0025] 图4为本发明安装与角度调节机构的结构示意图；

[0026] 图5为本发明第二卡座的结构示意图；

[0027] 图6为本发明夹紧机构的结构示意图。

具体实施方式

[0028] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并
不用于限定本发明。

[0029] 请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，本发明提供一种基于无线通信的煤矿井下灾害风险安全监测预警装置，其包括多组监测机构、无线通信模块和远程接收与控制服务器，
其中，各组所述监测机构均通过各自的所无线通信模块无线通信连接至所述远程接收与控
制服务器，其特征在于，多组所述监测机构至少包括间隔设置的多组第一监测机构和间隔
设置的多组第二监测机构，每组所述第一监测机构包括至少一个监测组件，且第一监测机
构的监测组件的监测检测面均面对且朝向煤矿巷道的巷道壁设置，每组所述第二监测机构
包括至少三个监测组件，且三个监测组件的各自的监测检测面均朝向远离巷道壁的方向设
置，且三个监测组件的监测检测面两两之间不平行的设置，各个所述监测组件均连接安装
在巷道的支护板或者支护架上，且每个所述监测组件的监测检测面在空间上的角度均为可
调节的设置。

[0030] 在本实施例中，所述三个监测组件分别为第一监测组件01、第二监测组件02、第三监测组件03，其中，所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线、第二监测组件的监测检测
面的中心垂线和第三监测组件03的监测检测面的中心垂线能够相互相交于一点。

[0031] 其中，所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线与第二监测组件的监测检测面的中心垂线之间的角度为C，所述第三监测组件03的监测检测面的中心垂线与第二监测组
件的监测检测面的中心垂线之间的夹角为B，所述第一监测组件的监测检测面的中心垂线
与所述第三监测组件03的监测检测面的中心垂线之间的夹角为A，所述夹角A、夹角B和夹角
C的范围为60‑120°。

[0032] 所述第一监测组件01、第二监测组件02、第三监测组件03结构相同，均包括监测主体1和安装与角度调节机构6，其中，所述监测主体1前部左端嵌入安装有显示屏2，所述安装
与角度调节机构6设置于监测主体1外侧后端，所述安装与角度调节机构6包括右框61、螺纹
杆62、左框63、转动件64、第一卡座65、第二卡座66、调节杆67、第三卡座68、安装板69和夹紧
机构610，所述右框61左侧通过螺纹杆62与左框63相连接，所述螺纹杆62外侧左端与转动件
64相固定，所述左框63顶部前端与第一卡座65一体式连接，所述第一卡座65与第二卡座66
前端面啮合，所述第二卡座66安装于调节杆67左右两端，所述第二卡座66前端面与第三卡
座68相互啮合，所述第三卡座68与安装板69顶部前端相固定，所述安装板69底端面设置有
夹紧机构610。

[0033] 所述监测主体1前部右上端固定安装有瓦斯气体监测组件3，所述监测主体1前部右下端固定安装有温湿度监测组件4，所述监测主体1顶部左端与声光报警组件5相互固定,
所述夹紧机构610与监测主体1外侧后端卡紧固定。

[0034] 所述夹紧机构610包括主体6101、第一齿轮杆6102、第二齿轮杆6103、第一限位件6104和第二限位件6105，所述主体6101内侧左端通过连接轴与第一齿轮杆6102相互转动，
所述第一齿轮杆6102外侧右端与第二齿轮杆6103相互啮合，所述第一齿轮杆6102和第二齿
轮杆6103底部后端与第一限位件6104相互固定，所述主体6101底部前端与第二限位件6105
相互固定，所述主体6101与安装板69底端面紧密固定。

[0035] 所述螺纹杆62和转动件64均设置有两组，并且呈并列状分布。

[0036] 所述第二卡座66设置有两个，并且呈平行状分布，所述螺纹杆62外侧左端设置有外螺纹，并且外螺纹外径表面与转动件64螺纹配合。

[0037] 所述第一限位件6104和第二限位件6105尺寸相同，并且外部设置有橡胶套。

[0038] 所述第一齿轮杆6102和第二齿轮杆6103下端内中部均设置有连接轴，并且连接轴外径表面呈光滑状。

[0039] 本发明在使用与安装时，先布设第一监测机构，在布设时，使得第一监测机构的监测组件的监测检测面均面对且朝向煤矿巷道的巷道壁设置，然后布设各组第二监测机构，
每组第二监测机构包括至少三个监测组件，且三个监测组件的各自的监测检测面均朝向远
离巷道壁的方向设置，且三个监测组件的监测检测面两两之间不平行的设置，各个所述监
测组件均连接安装在巷道的支护板或者支护架上，且每个所述监测组件的监测检测面在空
间上的角度均为可调节的设置。本发明在对各个监测组件进行安装时，通过将安装与角度
调节机构6设置于监测主体1外侧后端，接着对第一齿轮杆6102和第二齿轮杆6103进行相对
转动啮合，根据所需固定的监测装置进行调节，并且通过第一限位件6104和第二限位件
6105进行阻挡固定，然后将第三卡座68与调节杆67上的第二卡座66卡位啮合，第一卡座65
与调节杆67上的第二卡座66卡位啮合，实现双重角度调节，再将转动件64与螺纹杆62进行
螺纹配合，实现对左框63和右框61与外界煤矿工人的安全帽进行夹持调节，拆装便捷，使用
方便；固定安装完毕后，便可通过监测主体1上的瓦斯气体监测组件3和温湿度监测组件4能
够实时的对井下的瓦斯以及温湿度进行监测，并且通过显示屏2进行数值辅助显示，通过声
光报警组件5进行声音和灯光的警示。

[0040] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订
制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、
零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方
式,在此不再详述。

[0041] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0042] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。