一种矿井安全系统及控制方法

1.一种矿井安全系统的控制方法，基于以下矿井安全控制系统，该矿井安全控制系统包括：用于实时监测矿井下预设位置粉尘浓度，并当所述预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘的除尘装置(100)；
用于实时监测矿井下工作人员位置的定位装置(200)；
用于实时检测矿井下预设位置温度和瓦斯浓度，并当所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时进行送风的预警装置(300)；
分别与所述除尘装置(100)、所述定位装置(200)和所述预警装置(300)连接，当矿井下所述预设位置温度或者瓦斯浓度大于预设值时，用于通知工作人员的通信装置(400)；
其中，所述除尘装置(100)包括，
安装在所述矿井下所述预设位置的喷雾机构(101)；
安装在所述矿井下所述预设位置的出风机构(102)；
安装在所述矿井下所述预设位置的粉尘检测机构(103)；
所述粉尘检测机构(103)所检测的所述预设位置粉尘浓度大于预设浓度时，用于控制所述喷雾机构(101)与所述出风机构(102)运行的除尘控制机构(104)；
以及，用于增强所述喷雾机构(101)内水压的增压机构(105)，所述增压机构(105)与所述除尘控制机构(104)连接，所述除尘控制机构(104)还用于在所述喷雾机构(101)与所述出风机构(102)运行后，矿井下所述预设位置的粉尘浓度大于预设浓度时，控制所述增压机构(105)运行；
所述喷雾机构(101)包括，设置在所述预设位置的喷头(1011)，通过管道与所述喷头(1011)连接的电动球阀(1012)，通过管道与电动球阀连接的水泵(1013),以及通过管道与所述水泵(1013)连接的水源(1014)，所述增压机构(105)与所述水泵(1013)连接；
所述定位装置(200)包括，设置在工作人员上的标识卡(201)与用于实时读取所述标识卡(201)位置的读卡机构(202)，以及，与所述读卡机构(202)连接，用于传输所述标识卡(201)实时位置的传输机构(203)；
所述预警装置(300)包括，
安装在所述矿井下所述预设位置的温度传感器(301)；
安装在所述矿井下所述预设位置的瓦斯传感器(302)；
安装在所述矿井下所述预设位置的风速传感器(303)；
安装在所述矿井下所述预设位置的送风机构(304)；
以及，所述温度传感器(301)或瓦斯传感器(302)所检测的所述预设位置温度或者瓦斯浓度大于预设值时，用于控制所述送风机构(304)运行以及与风速传感器(303)相连的预警控制机构(305)；
所述通信装置(400)包括，通信控制机构(401)与安装在矿井下的音箱(402)，所述通信控制机构(401)与所述音箱(402)连接，当矿井下所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时，结合定位装置(200)了解该危险区域工作人员运动轨迹，并通过所述通信控制机构(401)控制所述音箱(402)通知相关人员撤离；
其特征在于：包括以下步骤，
步骤(A)，分别建立矿井下掘进面、综采面及回风巷道的除尘喷雾模型；
步骤(B)，根据建立的掘进面除尘喷雾模型，对矿井下掘进面进行除尘喷雾处理，(B1)，检测是否接受到开启出风机构(102)内除尘风机信号，若接受到，则执行(B2)；否则，继续检测；
(B2)，开启除尘风机，运行粉尘检测机构(103)的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构(103)分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算此时的除尘效率；
(B3)，若此时的出风机构(102)的除尘效率大于出风机构(102)的既定阀值，则掘进面除尘完毕；否则，执行(B4)；
(B4)，开启喷雾机构(101)内的多道喷雾水幕，运行粉尘检测机构(103)的粉尘采样周期后，通过粉尘检测机构(103)再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出此时的除尘效率；
(B5)，若此时的出风机构(102)的除尘效率大于出风机构(102)的既定阀值，则掘进面除尘完毕；否则，执行(B6)；
(B6)，通过压力传感器检测管道内水压，若压力值大于既定压力阀值，则重新执行(B4)，否则，执行(B7)；
(B7)，开启增压机构(105)，运行粉尘检测机构(103)的粉尘采样周期后，通过粉尘检测机构(103)再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出除尘效率；
(B8)，若此时的出风机构(102)的除尘效率大于出风机构(102)的既定阀值，则掘进面除尘完毕；
步骤(C)，根据建立的综采面及回风巷道的除尘喷雾模型，对矿井内综采面及回风巷道进行除尘喷雾处理，
(C1)，喷雾机构(101)默认自动开启一道水幕，运行粉尘检测机构(103)的粉尘采样周期后，通过粉尘检测机构(103)再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算此时的除尘效率；
(C2)，若此时的出风机构(102)的除尘效率大于出风机构(102)的既定阀值，则综采面及回风巷道除尘完毕；否则，执行(C3)；
(C3)，喷雾机构(101)开启第二道水幕，通过压力传感器检测管道内的水压，若压力值大于既定压力阀值，则执行(C5)；否则，执行(C4)；
(C4)，开启增压机构(105)；
(C5)，运行粉尘检测机构(103)的粉尘采样周期后，通过粉尘检测机构(103)再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出除尘效率；
(C6)，若此时的出风机构(102)的除尘效率大于出风机构(102)的既定阀值，则综采面及回风巷道除尘完毕，否则，执行(C7)；
(C7)，喷雾机构(101)开启第三道水幕，重复上述步骤，依次开启喷雾机构(101)的多道水幕，直到综采面及回风巷道除尘完毕；
步骤(D)通过建立的矿工职业危害计算模型，结合人员定位装置(200)计时人员在不同尘源点工作时间，累计人员一天的工作时间，个人呼吸性粉尘浓度如公式(1)所示：
TWA＝CT/8
C：表示空气中粉尘浓度,mg/㎡.m；
T：(工人)接触时间,h；
8:一个工作日工作的时间,h；
步骤(E)根据建立粉尘自燃或爆炸预测计算模型，对矿井内粉尘自燃或瓦斯爆炸进行预警，
(E1)将温度传感器(301)和瓦斯传感器(302)的所采集的温度值和瓦斯浓度值结合矿井3D巷道分布通过云图形式显示出来；
(E2)若检测到的温度或瓦斯浓度大于预设值，则运行送风机构(304)通过混合式通风送新鲜风流；
(E3)预警控制机构(305)根据风速传感器(303)检测的实时风速计算新鲜风流何时到达可能有工作人员存在的爆炸地点；
(E4)结合定位装置(200)实时采集到的井下人员分布，所述通信控制机构(401)通过所述音箱(402)通知附近工作人员撤离。
2.根据权利要求1所述的矿井安全系统的控制方法，其特征在于：步骤(A)建立的掘进面除尘喷雾模型，包括出风机构(102)的风向稳定一致、喷雾机构(101)的进水量可控、出风机构(102)的送风/出风正常、水泵(1012)的管道供水水压正常、喷雾机构(101)设置有增压机构(105)和多道喷雾水幕、出风机构(102)的既定阀值为95％、粉尘检测机构(103)的粉尘采样周期为1分钟。
3.根据权利要求1所述的矿井安全系统的控制方法，其特征在于：步骤(A)建立的综采面及回风巷道的除尘喷雾模型，包括出风机构(102)的风向稳定一致、出风机构(102)的风速不超过2m/s、直径大于0.1um的尘粒垂直下降初速度恒定为1m/s，粉尘离地面高度为4米、喷雾机构(101)设置有增压机构(105)和多道喷雾水幕，默认自动开启一道水幕，出风机构(102)的既定阀值为95％、粉尘检测机构(103)的粉尘采样周期为1分钟。
4.根据权利要求1所述的矿井安全系统的控制方法，其特征在于：步骤步骤(D)，建立的预测矿工职业危害计算模型，包括在强烈的体力劳动中每分钟的肺通量为40升、呼出与呼入占比为10％、人员运动轨迹50米内粉尘浓度不变、人员在A处待t1分钟，粉尘浓度为c1(mg/m.m.m),B处待t2分钟，粉尘浓度为c2(mg/m.m.m),C处待t3分钟，粉尘浓度为c3(mg/m.m.m)、一个工作日工作时间为8小时、粉尘传感器与周围50米读卡分站绑定或每个读卡分站与周围半径50米粉尘传感器绑定。
5.根据权利要求1所述的矿井安全系统的控制方法，其特征在于：步骤步骤(E)建立的粉尘自燃或爆炸预测计算模型，包括风向稳定一致、混合气体氧气浓度大于12％。

一种矿井安全系统及控制方法\n技术领域\n[0001] 本申请涉及矿井安全技术领域，特别是涉及一种矿井安全系统及控制方法。\n背景技术\n[0002] 矿井下，在煤矿的开采过程中，由于机械与煤矿的接触导致大量的固体微粒游离与空气中，且能够长时间游离在空气中，这种能够长时间游离与空气中的固体微粒叫粉尘，粉尘中含有大量有害物质。\n[0003] 在矿井下作业的工作人员吸入较高浓度粉尘可引起肺部弥漫性、进行性纤维化为主的全身疾病，可在支气管壁上溶解而被吸收，由血液带到全身各部位，引起全身性中毒，因此，对矿井下粉尘的监测和处理尤为重要；其次矿井下存在瓦斯爆炸、粉尘自然的危险，因此，对矿井下温度和瓦斯浓度的监测和处理同样尤为重要。\n[0004] 现有技术中有实时监测粉尘和处理粉尘系统、也有检测温度和瓦斯浓度的装置，能够及时监测矿井下粉尘的浓度、温度和瓦斯浓度，并能够对采集到的信息进行处理，然而，由于粉尘、温度和瓦斯的监测和处理与工作人员的关联度不高，仍然导致在矿井下作业的工作人员的身体健康被粉尘所危害，人身安全被瓦斯爆炸和粉尘自然所威胁。\n发明内容\n[0005] 本发明提供的矿井安全系统及控制方法，能够实时监测和处理矿井下粉尘的浓度、温度和瓦斯浓度，其一通过检测某个区域粉尘浓度值，结合工作人员在此区域工作时间，工作人员的肺活量来计算出工作人员每天粉尘吸入量，通过大数据可以知道一个人的职业健康状况；其二通过检测温度或者瓦斯浓度大于预设值时，结合人员定位系统，了解该区域有多少人员处于危险状况，通过语音系统能够及时通知工作人员撤离，保证了工作人员矿井作业的安全。本发明提供的技术方案如下：\n[0006] 一种矿井安全系统，包括，用于实时监测矿井下预设位置粉尘浓度，并当所述预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘的除尘装置；\n[0007] 用于实时监测矿井下工作人员位置的定位装置；\n[0008] 用于实时检测矿井下预设位置温度和瓦斯浓度，并当所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时，结合所述定位装置和语音广播装置通知危险区域内工作人员进行撤离；\n[0009] 优选地，所述除尘装置包括，\n[0010] 安装在所述矿井下所述预设位置的喷雾机构；\n[0011] 安装在所述矿井下所述预设位置的出风机构；\n[0012] 安装在所述矿井下所述预设位置的粉尘检测机构；\n[0013] 以及，根据所述粉尘检测机构所检测的所述预设位置粉尘浓度大于预设值时，用于控制所述喷雾机构与所述出风机构运行的除尘控制机构。\n[0014] 优选地，所述除尘装置还包括，用于增强所述喷雾机构内水压的增压机构，所述增压机构与所述除尘控制机构连接，所述除尘控制机构还用于在所述喷雾机构与所述出风机构运行后，矿井下所述预设位置的粉尘浓度大于预设浓度时，控制所述增压机构运行。\n[0015] 优选地，所述喷雾机构包括，设置在所述预设位置的喷头，通过管道与所述喷头连接的电动球阀，通过管道与电动球阀连接的水泵,以及通过管道与所述水泵连接的水源，所述增压机构与所述水泵连接。\n[0016] 优选地，所述出风机构包括进风口与出风口，所述粉尘检测机构包括分别设置在所述进风口与所述出风口的粉尘传感器。\n[0017] 优选地，所述定位装置包括，设置在工作人员上的标识卡与用于实时读取所述标识卡位置的读卡机构，以及，与所述读卡机构连接，用于显示所述标识卡实时位置的显示机构。\n[0018] 优选地，所述预警装置包括，安装在所述矿井下所述预设位置的温度传感器；安装在所述矿井下所述预设位置的瓦斯传感器；安装在所述矿井下所述预设位置的风速检测装置；安装在所述矿井下所述预设位置的送风机构；以及，所述温度传感器或瓦斯传感器所检测的所述预设位置温度或者瓦斯浓度大于预设值时，用于控制所述送风机构运行以及与风速检测装置相连的预警控制机构。\n[0019] 优选地，所述通信装置包括，通信控制机构与安装在矿井下的音箱，所述通信控制机构与所述音箱连接，当所述预警装置监测到矿井下所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时，结合定位装置了解该危险区域工作人员运动轨迹，并通过所述通信控制机构控制所述音箱通知相关人员撤离。\n[0020] 优选地，所述通信装置还包括，设置在工作人员上的第一通信机构与设置在控制室的第二通信机构，所述第一通信机构与所述第二通信机构能够进行无线通信。\n[0021] 优选地，所述通信装置还包括设置在所述通信控制机构上的避雷机构。\n[0022] 优选地，所述避雷机构为避雷珊。\n[0023] 优选地，所述矿井安全系统的控制方法包括以下步骤，\n[0024] 步骤(A)，分别建立矿井内掘进面、综采面及回风巷道的除尘喷雾模型；\n[0025] 步骤(B)，根据建立的掘进面除尘喷雾模型，对矿井内掘进面进行除尘喷雾处理，[0026] (B1)，检测是否接受到开启出风机构内除尘风机信号，若接受到，则执行(B2)；否则，继续检测；\n[0027] (B2)，开启除尘风机，运行粉尘检测机构的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算此时的除尘效率；\n[0028] (B3)，若此时的出风机构的除尘效率大于出风机构的既定阀值，则掘进面除尘完毕；否则，执行(B4)；\n[0029] (B4)，开启喷雾机构内的多道喷雾水幕，运行粉尘检测机构的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出此时的除尘效率；\n[0030] (B5)，若此时的出风机构的除尘效率大于出风机构的既定阀值，则掘进面除尘完毕；\n[0031] 否则，执行(B6)；\n[0032] (B6)，通过压力传感器检测管道内水压，若压力值大于既定压力阀值，则重新执行(B4)，否则，执行(B7)；\n[0033] (B7)，开启增压机构，运行粉尘检测机构的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出除尘效率；\n[0034] (B8)，若此时的是出风机构的除尘效率大于出风机构的既定阀值，则掘进面除尘完毕；\n[0035] 步骤(C)，根据建立的综采面及回风巷道的除尘喷雾模型，对矿井内综采面及回风巷道进行除尘喷雾处理，\n[0036] (C1)，喷雾机构默认自动开启一道水幕，运行粉尘检测机构的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算此时的出除尘效率；\n[0037] (C2)，若此时的出风机构的除尘效率大于出风机构的既定阀值，则综采面及回风巷道除尘完毕；否则，执行(C3)；\n[0038] (C3)，喷雾机构(101)开启第二道水幕，通过压力传感器检测管道内的水压，若压力值大于既定压力阀值，则执行(C5)；否则，执行(C4)；\n[0039] (C4)，开启增压机构；\n[0040] (C5)，运行粉尘检测机构的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出除尘效率；\n[0041] (C6)，若此时的出风机构的除尘效率大于出风机构的既定阀值，则综采面及回风巷道除尘完毕，否则，执行(C7)；\n[0042] (C7)，喷雾机构开启第三道水幕，重复上述步骤，依次开启喷雾机构的多道水幕，直到综采面及回风巷道除尘完毕；\n[0043] 步骤(D)，通过建立的矿工职业危害计算模型，结合人员定位装置计时人员在不同尘源点工作时间，累计人员一天的工作时间，个人呼吸性粉尘浓度如公式(1)所示：\n[0044] TWA＝CT/8\n[0045] C：表示空气中粉尘浓度,mg/㎡.m；\n[0046] T：(工人)接触时间,h；\n[0047] 8:一个工作日工作的时间,h；\n[0048] 步骤(E)，根据建立粉尘自燃或爆炸预测计算模型，对矿井内粉尘自燃或瓦斯爆炸进行预警，\n[0049] (E1)，将温度传感器和瓦斯传感器的所采集的温度值和瓦斯浓度值结合矿井3D巷道分布通过云图形式显示出来；\n[0050] (E2)，若检测到的温度或瓦斯浓度大于预设值，则运行送风机构通过混合式通风送新鲜风流；\n[0051] (E3)，预警控制机构根据风速检测装置检测的实时风速计算新鲜风流何时到达可能有工作人员存在的爆炸地点；\n[0052] (E4)，结合定位装置实时采集到的井下人员分布，所述通信控制机构通过所述音箱通知附近工作人员撤离。\n[0053] 优选地，所述步骤(A)建立的掘进面除尘喷雾模型，包括出风机构的风向稳定一致、喷雾机构的进水量可控、出风机构的送风/出风正常、水泵的管道供水水压正常、喷雾机构设置有增压机构和多道喷雾水幕、送风机构的既定阀值为95％、粉尘检测机构的粉尘采样周期为1分钟。\n[0054] 优选地，所述步骤(A)建立的综采面及回风巷道的除尘喷雾模型，包括出风机构的风向稳定一致、出风机构的风速不超过2m/s、直径大于0.1um的尘粒垂直下降初速度恒定为\n1m/s，粉尘离地面高度为4米、喷雾机构设置有增压机构和多道喷雾水幕，默认自动开启一道水幕，出风机构的既定阀值为95％、粉尘检测机构的粉尘采样周期为1分钟。\n[0055] 优选地，所述步骤(D)，建立的预测矿工职业危害计算模型，包括在强烈的体力劳动中每分钟的肺通量为40升、呼出与呼入占比为10％、人员运动轨迹50米内粉尘浓度不变、人员在A处待t1分钟，粉尘浓度为c1(mg/m.m.m),B处待t2分钟，粉尘浓度为c2(mg/m.m.m),C处待t3分钟，粉尘浓度为c3(mg/m.m.m)、一个工作日工作时间为8小时、粉尘传感器与周围\n50米读卡分站绑定或每个读卡分站与周围半径50米粉尘传感器绑定；\n[0056] 根据接尘作业的时间肺总通气量，单位是升/(日.人)，一般成年健康人在平静呼吸时，每分钟呼吸16次左右，每次吸入或呼出气体400～500mL，每分钟为6～8L；在强烈的体力劳动中，每分钟肺通气量可增加到数十升，显然，个人呼吸性粉尘浓度越高，接尘时间越长，时间肺总通气量越大，阻留在肺内的粉尘总量就越多，则：\n[0057] TWA＝[(c1*t1+c2*t2+c3*t3)/8*60]*[(t1+t2+t3)*40/1000]*90％[0058] 优选地，所述步骤(E)建立的粉尘自燃或爆炸预测计算模型，包括风向稳定一致、混合气体氧气浓度大于12％。\n[0059] 本发明提供的矿井安全系统，由于包括了除尘装置、定位装置、预警装置与通信装置，除尘装置能够实时监测矿井下预设位置的粉尘浓度，并当预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘，定位装置能够实时监测矿井下工作人员的位置，当所述预警装置监测到矿井下所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时，结合定位装置了解该危险区域工作人员运动轨迹，并通过所述通信控制机构控制所述音箱通知相关人员撤离。\n附图说明\n[0060] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0061] 图1为本发明实施例一提供的矿井安全系统的示意图；\n[0062] 图2为本发明实施例二提供的矿井安全系统的示意图；\n[0063] 图3为本发明实施例二中喷雾机构的示意图。\n具体实施方式\n[0064] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。\n[0065] 实施例一\n[0066] 请如图1所示，本实施例提供一种矿井安全系统，包括，用于实时监测矿井下预设位置粉尘浓度，并当所述预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘的除尘装置100；用于实时监测矿井下工作人员位置的定位装置200；于实时检测矿井下预设位置温度和瓦斯浓度，并当所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时进行送风的预警装置300；分别与所述除尘装置100、所述定位装置200和所述预警装置300连接，当矿井下所述预设位置粉尘浓度、温度或者瓦斯浓度大于预设值时，用于通知工作人员的通信装置400。\n[0067] 矿井下尤其是煤矿矿井下，在煤矿的开采过程中，矿井下的粉尘浓度对人体的危害较大，且当粉尘浓度达到一定程度时，可能引起爆炸，从而导致重大安全事故。因此，对矿井下粉尘浓度的监测和处理非常必要。现有技术中有实时监测粉尘和处理粉尘、检测温度和瓦斯浓度的系统和装置，能够及时监测矿井下粉尘的浓度、温度和瓦斯浓度，并能够对采集到的信息进行处理，然而，由于粉尘、温度和瓦斯的监测和处理与工作人员的关联度不高，仍然导致在矿井下作业的工作人员的身体健康被粉尘所危害，人身安全被瓦斯爆炸和粉尘自然所威胁。\n[0068] 本发明实施例提供的矿井安全系统，由于包括了能够实时监测矿井下预设位置粉尘浓度，并当预设位置粉尘浓度大于预设浓度时进行除尘的除尘装置100，还包括了用于对矿井下工作人员位置进行实时定位的定位装置200，还包括当所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时进行送风的预警装置300还包括了分别与所述除尘装置100、所述定位装置\n200和所述预警装置300连接，当矿井下所述预设位置粉尘浓度、温度或者瓦斯浓度大于预设值时，用于通知工作人员的通信装置400，由于除尘装置100、预警装置300对矿井下粉尘浓度、温度、瓦斯浓度的监测时实时进行的，因此，当矿井下粉尘浓度、温度、瓦斯浓度大于预设值时，除尘装置100能够及时进行除尘处理，保证粉尘浓度处于预设浓度之下，预警装置300能够及时混合式，通风送新鲜风流，其中，预设粉尘浓度为对工作人员的身体健康没有影响或者影响较小的浓度，预设温度为不会引起粉尘自然的温度，预设瓦斯浓度为会引起瓦斯爆炸的极限浓度以下的浓度，当矿井下预设位置粉尘浓度大于预设浓度时，或温度值和瓦斯浓度高于预设值时，通信装置400能够及时通知处于该预设位置或者靠近该预设位置或者即将去预设位置的工作人员，使得工作人员能够及时远离该预设位置，有效避免了粉尘浓度过高、粉尘自然或瓦斯爆炸导致的对工作人员的危害。\n[0069] 实施例二\n[0070] 请如图2所示，本实施例提供的矿井安全系统与实施例一相比较，其不同点在于，[0071] 本实施例中的除尘装置100包括，安装在矿井下预设位置的喷雾机构101；安装在矿井下预设位置的出风机构102；安装在矿井下预设位置的粉尘检测机构103；以及粉尘检测机构103检测的预设位置粉尘浓度大于预设浓度时，用于控制喷雾机构101与出风机构\n102运行的除尘控制机构104。\n[0072] 矿井下矿物的开采，尤其是煤矿的开采中，微粒在机械的作用下游离在空中，微粒中含有大量的有害物质，会随着工作人员的呼吸进入工作人员的体内，从而对危害工作人员的身体健康。本实施例提供的除尘装置200是通过喷雾机构101将水雾化与空气中的微粒接触，使得空气中的微粒落下地面，在此过程中，通过出风机构102吹风，带动矿井下空气的流动，从而达到除尘的目的。粉尘检测机构103实时检测矿井下预设位置空气中粉尘的浓度，除尘控制机构104通过粉尘检测机构103检测的结果来控制喷雾机构101和出风机构102的运行。具体的，首先开启出风机构102进行除尘，在出风机构102除尘的过程汇总，粉尘检测机构103实时检测预设位置的粉尘浓度，当预设位置粉尘浓度大于预设浓度时，除尘控制机构104控制喷雾机构101进行喷雾，直至粉尘浓度小于预设浓度。\n[0073] 本实施例中的除尘装置100还包括，用于增强喷雾机构101内水压的增压机构105，增压机构105与除尘控制机构104连接，除尘控制机构104还用于在喷雾机构101与出风机构\n102运行后，矿井下预设位置的粉尘浓度大于预设浓度时，控制增压机构105运行。\n[0074] 其中，当喷雾机构101与出风机构102进行除尘时，如果粉尘检测机构103检测到预设位置的粉尘浓度仍然大于预设浓度，此时，除尘控制机构104控制增压机构105对喷雾机构101进行增压，从而增强喷雾机构101喷出的水的速度，提高除尘的效率和效果。\n[0075] 其中，喷雾机构101包括，设置在预设位置的喷头1011，通过水管与喷头1011连接的水泵1013，以及通过水管与水泵1013连接的水源1014，增压机构105与水泵1013连接。\n[0076] 本实施例中的出风机构102包括风机、进风口与出风口，在风机的驱动下，空气从进风口进入出风机构102，然后通过出风口输出。粉尘检测机构103包括分别设置在进风口与出风口的粉尘传感器。粉尘传感器能够及时检测矿井下预设位置的粉尘的浓度。\n[0077] 本实施例中的定位装置200包括，设置在工作人员上的标识卡201，用于实时读取标识卡201位置的读卡机构202，以及，与读卡机构202连接，用于传输标识卡201实时位置的传输机构203。\n[0078] 矿井下预设位置是能够全面反映矿井下粉尘浓度而预先设定的，在读卡机构202的作用下，传输机构203将携带有标识卡201的工作人员与预设位置的距离关系传输给地面工作人员，当所述预警装置监测到矿井下所述预设位置温度或瓦斯浓度大于预设值时，结合定位装置了解该危险区域工作人员运动轨迹，并通过所述通信控制机构控制所述音箱通知相关人员撤离。\n[0079] 本实施例中的预警装置300包括，安装在所述矿井下所述预设位置的温度传感器\n301；安装在所述矿井下所述预设位置的瓦斯传感器302；安装在所述矿井下所述预设位置的风速检测装置303；安装在所述矿井下所述预设位置的送风机构304；以及，所述温度传感器301或瓦斯传感器302所检测的所述预设位置温度或者瓦斯浓度大于预设值时，用于控制所述送风机构304运行以及与风速检测装置303相连的预警控制机构305。\n[0080] 本实施例中的通信装置400优选包括，通信控制机构401与安装在矿井下的音箱\n402，通信控制机构401与音箱402连接，当预警装置300检测到的温度值或瓦斯浓度大于预设值时，通信控制机构401通过音箱402通知工作人员。通信装置400通知工作人员的方式主要是通过通信控制机构401通过音箱402在矿井下进行语音播报的方式实现。\n[0081] 当然，除了上述的方式，本实施例中通信装置400还可以包括，设置在工作人员上的第一通信机构403与设置在控制室内的第二通信机构404，第一通信机构403与第二通信机构404能够进行无线通信。第一通信机构403与第二通信机构404的设置，能够保证处于控制室的工作人员与处于矿井下的工作人员进行及时的沟通，如果音箱402出现故障，或者处于矿井下的工作人员没有及时获知预设位置的温度或瓦斯浓度大于预设值时，处于控制室的工作人员通过显示机构403发现后，能够及时通过第一通信机构403与第二通信机构404实现及时通信，保证工作人员的人身安全。\n[0082] 其中，第一通信机构403与第二通信机构404优选采用对讲机。\n[0083] 本实施例中，为了保证通信装置400的使用寿命，且为了保证通信装置400能够实现及时通信，在通信控制机构401上设置有避雷机构405，避雷机构405能够有效避免雷电对通信装置400的影响。其中避雷机构405优选采用避雷珊。\n[0084] 本实施例还提供一种矿井安全控制方法，该方法包括以下步骤：\n[0085] 步骤(A)，分别建立矿井内掘进面、综采面及回风巷道的除尘喷雾模型；\n[0086] 步骤(B)，根据建立的掘进面除尘喷雾模型，对矿井内掘进面进行除尘喷雾处理，[0087] (B1)，检测是否接受到开启出风机构102内除尘风机信号，若接受到，则执行(B2)；\n否则，继续检测；\n[0088] (B2)，开启除尘风机，运行粉尘检测机构103的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构103分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算此时的出除尘效率；\n[0089] (B3)，若此时的送风机构(102)的除尘效率大于出风机构102的既定阀值，则掘进面除尘完毕；否则，执行(B4)；\n[0090] (B4)，开启喷雾机构101内的多道喷雾水幕，运行粉尘检测机构103的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构103再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出此时的除尘效率；\n[0091] (B5)，若此时的出风机构102的除尘效率大于出风机构102的既定阀值，则掘进面除尘完毕；否则，执行(B6)；\n[0092] (B6)，通过压力传感器检测管道内水压，若压力值大于既定压力阀值，则重新执行(B4)，否则，执行(B7)；\n[0093] (B7)，开启增压机构105，运行粉尘检测机构103的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构103再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出除尘效率；\n[0094] (B8)，若此时的出风机构102的除尘效率大于出风机构102的既定阀值，则掘进面除尘完毕；\n[0095] 步骤(C)，根据建立的综采面及回风巷道的除尘喷雾模型，对矿井内综采面及回风巷道进行除尘喷雾处理，\n[0096] (C1)喷雾机构101默认自动开启一道水幕，运行粉尘检测机构103的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构103再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算此时的出除尘效率；\n[0097] (C2)若此时的出风机构102的除尘效率大于出风机构102的既定阀值，则综采面及回风巷道除尘完毕；否则，执行(C3)；\n[0098] (C3)，喷雾机构(101)开启第二道水幕，通过压力传感器检测管道内的水压，若压力值大于既定压力阀值，则执行(C5)；否则，执行(C4)；\n[0099] (C4)，开启增压机构；\n[0100] (C5)，运行粉尘检测机构的粉尘采用周期后，通过粉尘检测机构再次分别检测除尘风机的机头部和机尾部的粉尘含量，计算出除尘效率；\n[0101] (C6)，若此时的送风机构的除尘效率大于送风机构的既定阀值，则综采面及回风巷道除尘完毕，否则，执行(C7)；\n[0102] (C7)，喷雾机构开启第三道水幕，重复上述步骤，依次开启喷雾机构的多道水幕，直到综采面及回风巷道除尘完毕；\n[0103] 步骤(D)通过建立的矿工职业危害计算模型，结合人员定位装置200计时人员在不同尘源点工作时间，累计人员一天的工作时间，个人呼吸性粉尘浓度如公式(1)所示：\n[0104] TWA＝CT/8\n[0105] C：表示空气中粉尘浓度,mg/㎡.m；\n[0106] T：(工人)接触时间,h；\n[0107] 8:一个工作日工作的时间,h；\n[0108] 另外，根据接尘作业的时间肺总通气量，单位是升/(日.人)。一般成年健康人在平静呼吸时，每分钟呼吸16次左右，每次吸入或呼出气体400～500mL，每分钟为6～8L。在强烈的体力劳动中，每分钟肺通气量可增加到数十升，显然，个人呼吸性粉尘浓度越高，接尘时间越长，时间肺总通气量越大，阻留在肺内的粉尘总量就越多，则：\n[0109] TWA＝[(c1*t1+c2*t2+c3*t3)/8*60]*[(t1+t2+t3)*40/1000]*90％[0110] 其中，TWA为呼吸粉尘浓度；\n[0111] 步骤(E)根据建立粉尘自燃或爆炸预测计算模型，对矿井内粉尘自燃或瓦斯爆炸进行预警，\n[0112] (E1)将温度传感器301和瓦斯传感器302的所采集的温度值和瓦斯浓度值结合矿井3D巷道分布通过云图形式显示出来；\n[0113] (E2)若检测到的温度或瓦斯浓度大于预设值，则运行送风机构304通过混合式通风送新鲜风流；\n[0114] (E3)预警控制机构305根据风速检测装置303检测的实时风速计算新鲜风流何时到达可能有工作人员存在的爆炸地点；\n[0115] (E4)结合定位装置200实时采集到的井下人员分布，所述通信控制机构401通过所述音箱402通知附近工作人员撤离。\n[0116] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。\n对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。