專利名稱：礦井下自然災害模擬系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采礦生產(chǎn)過程中井下自然災害的模擬演示系統(tǒng)。
背景技術：
礦井下的工作條件非常復雜。即使目前采礦生產(chǎn)過程的機械化程度已經(jīng)普遍有所提高，但是自然災害造成的人身事故尤其是多人傷亡的礦難仍然時有發(fā)生。為了把礦井下事故的發(fā)生率以及事故造成的人身傷害降到最低，中華人民共和國礦山安全法中專門規(guī)定了“礦山企業(yè)必須對職工進行安全教育、培訓；未經(jīng)安全教育、培訓的，不得上崗作業(yè)…”。礦山安全法中還專門對礦山企業(yè)安全生產(chǎn)的特種作業(yè)人員以及礦長等人員的培訓、考核作了規(guī)定。但是目前礦山企業(yè)對職工的安全教育和災害預防培訓，尤其是面對災害的個人防護知識培訓僅僅采用課堂授課、影像資料放映以及文字介紹等方式。即使偶爾在地面進行一些如瓦斯爆炸等演示，也由于處于露天環(huán)境下，不能給人以真實現(xiàn)場的震撼感。有的煤礦企業(yè)利用礦井下的廢舊巷道開展煤炭工業(yè)旅游，但是其展示的僅僅是正常工業(yè)生產(chǎn)的場景，對參觀者沒有太大吸引力。為此，有必要提供一種對參加培訓的礦山企業(yè)職工能留下強烈印象的模擬災害現(xiàn)場場景，以使參加培訓的職工對災害的發(fā)生以及在災害到來時的正確做法產(chǎn)生刻骨銘心的記憶，從而在以后的工作中自覺地遵守安全操作規(guī)程以避免災害的發(fā)生，即使遇到災害也不致慌亂無措而能選擇正確方法逃生。通過對參觀者的演示還可消除以往普通人對礦井下工作的種種神秘感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術的不足，提供一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，利用已有的或模擬的地下礦井設施，采用聲、光、電、水、煙霧以及輕質(zhì)材料模擬井下多種自然災害，進行煤礦安全教育及工業(yè)旅游活動，使受教育者與游客在不知不覺中成為了各種“災害”事故的現(xiàn)場參與者，在驚恐之中感受災害事故的全過程，接受刻骨銘心的教育，從而極大地提高人們對礦井安全生產(chǎn)的意識，避免災害的發(fā)生。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)是在地下巷道或模型巷道內(nèi)設置含有電控元件的模擬災害設施和一種災害信息傳輸器，電控元件、信息傳輸器分別用電纜與電源和設置在遠端的控制裝置連接。
一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，是在一種透水災害模擬演示巷道內(nèi)設置水位傳感器，在演示巷道相鄰的地下巷道或模型巷道內(nèi)設置由高位水源、低位水倉、揚水設備、電控閥門并用管道連接，電控閥門、水位傳感器分別用電纜與電源和遠端的控制電腦連接。所述的高位水源通過管路和透水災害模擬演示巷道相通，并串聯(lián)有電控閥門，在進入透水災害模擬演示巷道的管道端頭處安裝有噴嘴；透水災害模擬演示巷道通過管路和低位水倉相通，并串聯(lián)有電控閥門；低位水倉通過管路經(jīng)揚水設備與高位水源相通，并串聯(lián)有電控閥門。所述的水位傳感器分別布置在高位水源、透水災害模擬演示巷道、低位水倉內(nèi)。
一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，是在一種燃燒或爆炸災害模擬演示巷道內(nèi)設置由可調(diào)色發(fā)光燈、聲音發(fā)生器、煙霧發(fā)生器、煙霧收集器、電控閥門構成的模擬瓦斯爆炸、火災、粉塵爆炸災害裝置和光信號傳感器、聲音傳感器，電控閥門、光信號傳感器、聲音傳感器分別用電纜與電源和遠端的控制電腦連接。所述的燃燒或爆炸災害模擬演示巷道通過電控閥門與回風巷道相通。
一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，是在一種頂板災害模擬演示巷道內(nèi)設置由可控頂板構成的頂板災害裝置和一種感應信號發(fā)射器，感應信號發(fā)射器用電纜與電源和遠端的控制電腦連接。所述的可控頂板由升降機、細繩以及若干層輕質(zhì)材料塊構成，輕質(zhì)材料塊內(nèi)部裝有電池、電磁鐵和自動感應開關，輕質(zhì)材料塊內(nèi)部的電磁鐵、自動感應開關與電池串連在一起，若干層輕質(zhì)材料塊通過電磁鐵的吸力互相吸附在一起，最上一層輕質(zhì)材料塊與細繩連接，并通過細繩與升降機相連。
所述的地下巷道或模型巷道內(nèi)還設置視頻攝錄裝置，視頻攝錄裝置通過電纜與控制電腦和視頻顯示器連接。所述的地下巷道或模型巷道是一種透水災害模擬演示巷道，也可以是一種燃燒或爆炸災害模擬演示巷道，還可以是一種頂板災害模擬演示巷道。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點和有益效果1.能給參加培訓的礦山企業(yè)職工以接近真實現(xiàn)場的實際操作培訓。由于現(xiàn)場的真實感很強，所以使受訓人員對培訓內(nèi)容留下深刻記憶，從而在以后的工作中很自覺地遵守安全操作規(guī)程以避免災害的發(fā)生；指導培訓人員還可以利用受訓者在培訓場所突遇模擬自然災害時的表現(xiàn)的視頻資料進行個別或集體指導與講解。
2.能使參加培訓的職工突遇模擬自然災害時的不正確做法得到最接近實際的糾正和指導并使其有改正及重新體驗的機會。因此在以后的實際工作中即使遇到災害也不致驚慌失措而能從容熟練地選擇正確方法逃生。
3.可供企業(yè)有關部門實時觀察模擬災害現(xiàn)場的受訓者的臨場表現(xiàn)，并由此對受訓人員的臨危應急反應素質(zhì)作出評價，從而篩選出合適的領班或現(xiàn)場指揮人選。
4.不但可以利用礦井下的廢舊巷道開展采礦工業(yè)旅游、展示采礦工業(yè)生產(chǎn)的場景，而且可以通過模擬演示礦井發(fā)生自然災害時的場景而對參觀者產(chǎn)生更大的吸引力，也可消除以往人們對礦井下工作的種種神秘感。
5.對參觀或旅游人員還可將其自己在現(xiàn)場突遇模擬災害的瞬間反應和表現(xiàn)，存儲到相應媒介上留作永久資料。


圖1為透水災害模擬演示系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為燃燒或爆炸災害模擬演示系統(tǒng)的結構示意圖；圖3為頂板災害模擬演示系統(tǒng)的結構示意圖；圖4為輕質(zhì)材料塊內(nèi)部電路構造示意圖；圖5為本發(fā)明的電控原理圖。
下面結合附圖通過較佳實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。
具體實施例方式
如圖1～5所示，一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，是在處于地下的幾條廢棄巷道(遠離礦山的地方也可以制作巷道模型)內(nèi)，設置含有電控元件的模擬災害設施和一種災害信息傳輸器，電控元件、信息傳輸器分別用電纜與電源和設置在遠端的控制電腦連接。在控制電腦的控制和操縱下，模擬災害設施和災害信息傳輸器互相配合，可以在礦井下的透水災害模擬演示巷道內(nèi)制造出巷道透水災害的模擬演示；在燃燒或爆炸災害模擬演示巷道內(nèi)制造出礦井下瓦斯爆炸、火災、粉塵爆炸自然災害的模擬演示；在頂板災害模擬演示巷道內(nèi)制造出巷道頂板垮落災害的模擬演示。并且可以將自然災害模擬演示現(xiàn)場的過程和狀況以視頻形式進行實時的監(jiān)測和攝錄并傳輸?shù)降孛妗?br> 如圖1、5所示，一種礦井下透水災害模擬演示系統(tǒng)，是在一種透水災害模擬演示巷道2內(nèi)設置水位傳感器5，在相鄰巷道內(nèi)設置由高位水源3、低位水倉4、揚水設備6、電控閥門7，并用管道連接，電控閥門7、水位傳感器5分別用電纜與電源16和遠端的控制電腦1連接。所述的高位水源3通過管路和透水災害模擬演示巷道2相通，并串聯(lián)有電控閥門7，在進入透水災害模擬演示巷道2的管道端頭處安裝有噴嘴8；透水災害模擬演示巷道2通過管路和低位水倉4相通，并串聯(lián)有電控閥門7；低位水倉4通過管路經(jīng)揚水設備6與高位水源3相通，并串聯(lián)有電控閥門7。所述的水位傳感器5分別布置在高位水源3、透水災害模擬演示巷道2、低位水倉4內(nèi)。
所述的透水災害模擬演示巷道2內(nèi)還設置視頻攝錄裝置19，視頻攝錄裝置19通過電纜與控制電腦1和視頻顯示器20連接。
模擬透水災害演示控制電腦1操縱揚水設備6將預先儲存于低位水倉4中的水揚升到高位水源3中，當需要演示巷道透水災害時，控制電腦1操縱打開高位水源3通向透水災害模擬演示巷道2圍巖表面的電控閥門7，高位水源3中的水通過管道和各種噴嘴8注入透水災害模擬演示巷道2中。當透水災害演示完畢后，控制電腦1控制打開透水災害模擬演示巷道2圍巖中通向低位水倉4的電控閥門7，透水災害模擬演示巷道2中的水通過相應管道重新排泄到低位水倉4中儲存?zhèn)溆?。在揚水或泄水過程中，預先置于高位水源3、透水災害模擬演示巷道2和低位水倉4中相應位置的水位傳感器5，可以隨時將水位信號反饋到控制電腦1，以使演示過程的水位保持在需要的水平。模擬透水災害演示的過程中，還可以控制預先布置于透水災害模擬演示巷道2中的視頻攝錄裝置19開始工作，從而將模擬場景實時記錄下來或傳輸出去。
如圖2、5所示，一種礦井下瓦斯爆炸、火災、粉塵爆炸災害模擬演示系統(tǒng)，是在一種燃燒或爆炸災害模擬演示巷道17內(nèi)設置由可調(diào)色發(fā)光燈9、聲音發(fā)生器11、煙霧發(fā)生器13、煙霧收集器15、電控閥門7構成的模擬瓦斯爆炸、火災、粉塵爆炸災害裝置和光信號傳感器10、聲音傳感器12，電控閥門7、光信號傳感器10、聲音傳感器12分別用電纜與電源16和遠端的控制電腦1連接。所述的燃燒或爆炸災害模擬演示巷道17通過電控閥門7與回風巷道18相通。
所述的燃燒或爆炸災害模擬演示巷道17內(nèi)還設置視頻攝錄裝置19，視頻攝錄裝置19通過電纜與控制電腦1和視頻顯示器20連接。
瓦斯爆炸、火災、粉塵爆炸等自然災害的模擬演示在燃燒或爆炸災害模擬演示巷道17中，由控制電腦1操縱，布置于燃燒或爆炸災害模擬演示巷道17中的可調(diào)色發(fā)光燈9、聲音發(fā)生器11、煙霧發(fā)生器14、煙霧吸收器15、光信號傳感器10、聲音傳感器12，以及與回風巷道18連接的電控閥門7配合，產(chǎn)生出礦井下發(fā)生燃燒或爆炸災害的模擬演示。在模擬演示過程中，布置于燃燒或爆炸災害模擬演示巷道17中的視頻攝錄裝置19可以同時工作，從而將模擬場景實時記錄下來或傳輸出去。
如圖3、4、5所示，一種礦井下頂板災害模擬演示系統(tǒng)，是在一種頂板災害模擬演示巷道21內(nèi)設置由可控頂板構成的頂板災害裝置和一種感應信號發(fā)射器28，感應信號發(fā)射器28用電纜與電源16和遠端的控制電腦1連接。所述的可控頂板由升降機22、細繩23以及若干層輕質(zhì)材料塊24構成，輕質(zhì)材料塊24內(nèi)部裝有電池27、電磁鐵25和自動感應開關26，輕質(zhì)材料塊24內(nèi)部的電磁鐵25、自動感應開關26與電池27串連在一起，若干層輕質(zhì)材料塊通過電磁鐵的吸力互相吸附在一起，最上一層輕質(zhì)材料塊與細繩連接，并通過細繩與升降機相連。
所述的頂板災害模擬演示巷道21內(nèi)還設置視頻攝錄裝置19，視頻攝錄裝置19通過電纜與控制電腦1和視頻顯示器20連接。
頂板災害演示在頂板災害模擬演示巷道21中，由控制電腦1操縱，感應信號發(fā)射器28發(fā)射出相應信號，使得除了最上層輕質(zhì)材料塊24外的各層輕質(zhì)材料塊24中的自動感應開關26根據(jù)演示需要受控先后斷開，輕質(zhì)材料塊24中的電磁鐵25斷電失去吸力，相應的這些輕質(zhì)材料塊24先后掉落下來。在控制電腦1的控制下，升降機22動作，放松對細繩23的牽拉，細繩23下連接的最上層輕質(zhì)材料塊24下降。由這些動作的組合模擬出頂板事故中頂板垮落狀況。演示完畢后，控制電腦1控制升降機22反向動作，再次通過細繩23牽動與細繩23相連接的最上層輕質(zhì)材料塊24上升恢復到原位，然后人工將垮落在巷道底板上的其它輕質(zhì)材料塊24重新用電磁作用吸合到最上層輕質(zhì)材料塊24下面。從而使頂板災害模擬演示巷道21恢復原狀。
顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)及實現(xiàn)方法進行各種改動和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變形屬于本發(fā)明的權利要求及其同等技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形在內(nèi)。
權利要求
1.一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)是在地下巷道或模型巷道內(nèi)設置含有電控元件的模擬災害設施和一種災害信息傳輸器，電控元件、信息傳輸器分別用電纜與電源和設置在遠端的控制裝置連接。
2.按照權利要求1所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)是在一種透水災害模擬演示巷道(2)內(nèi)設置水位傳感器(5)，在演示巷道相鄰的地下巷道或模型巷道內(nèi)設置由高位水源(3)、低位水倉(4)、揚水設備(6)、電控閥門(7)并用管道連接，電控閥門(7)、水位傳感器(5)分別用電纜與電源(16)和遠端的控制電腦(1)連接。
3.按照權利要求2所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的高位水源(3)通過管路和透水災害模擬演示巷道(2)相通，并串聯(lián)有電控閥門(7)，在進入透水模擬災害演示巷道(2)的管道端頭處安裝有噴嘴(8)；透水災害模擬演示巷道(2)通過管路和低位水倉(4)相通，并串聯(lián)有電控閥門(7)；低位水倉(4)通過管路經(jīng)揚水設備(6)與高位水源(3)相通，并串聯(lián)有電控閥門(7)。
4.按照權利要求2所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的水位傳感器(5)分別布置在高位水源(3)、透水災害演示巷道(2)、低位水倉(4)內(nèi)。
5.按照權利要求1所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)是在一種燃燒或爆炸災害模擬演示巷道(17)內(nèi)設置由可調(diào)色發(fā)光燈(9)、聲音發(fā)生器(11)、煙霧發(fā)生器(13)、煙霧收集器(15)、電控閥門(7)構成的模擬瓦斯爆炸、火災、粉塵爆炸災害裝置和光信號傳感器(10)、聲音傳感器(12)，電控閥門(7)、光信號傳感器(10)、聲音傳感器(12)分別用電纜與電源(16)和遠端的控制電腦(1)連接。
6.按照權利要求5所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的燃燒或爆炸災害模擬演示巷道(17)通過電控閥門(7)與回風巷道(18)相通。
7.按照權利要求1所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)是在一種頂板災害模擬演示巷道(21)內(nèi)設置由可控頂板構成的頂板災害裝置和一種感應信號發(fā)射器(28)，感應信號發(fā)射器(28)用電纜與電源(16)和遠端的控制電腦(1)連接。
8.按照權利要求7所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的可控頂板由升降機(22)、細繩(23)以及若干層輕質(zhì)材料塊(24)構成，輕質(zhì)材料塊(24)內(nèi)部裝有電池(27)、電磁鐵(25)和自動感應開關(26)，輕質(zhì)材料塊(24)內(nèi)部的電磁鐵(25)、自動感應開關(26)與電池(27)串連在一起，若干層輕質(zhì)材料塊通過電磁鐵的吸力互相吸附在一起，最上一層輕質(zhì)材料塊與細繩連接，并通過細繩與升降機相連。
9.按照權利要求1所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的地下巷道或模型巷道內(nèi)還設置視頻攝錄裝置(19)，視頻攝錄裝置(19)通過電纜與控制電腦(1)和視頻顯示器(20)連接。
10.按照權利要求9所述的礦井下自然災害模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的地下巷道或模型巷道是一種透水災害模擬演示巷道(2)，也可以是一種燃燒或爆炸災害模擬演示巷道(17)，還可以是一種頂板災害模擬演示巷道(21)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦井下自然災害模擬系統(tǒng)。礦井下的工作環(huán)境非常復雜，礦難時有發(fā)生。為了避免礦井下的自然災害，對職工進行安全教育非常重要。目前僅采用授課、影像資料放映的培訓方式，不能給人留下強烈印象，教育效果差。本發(fā)明提供一種礦井下自然災害的模擬系統(tǒng)，利用模擬地下礦井設施，采用聲、光、電、水、煙霧以及輕質(zhì)材料模擬井下多種自然災害，進行礦業(yè)安全教育及工業(yè)旅游活動，使受教育者成為各種“災害”事故的現(xiàn)場參與者，在驚恐之中感受災害事故的全過程，接受刻骨銘心的教育，從而極大地提高人們對礦井安全生產(chǎn)的意識，避免災害事故的發(fā)生。
文檔編號E21F17/00GK1821548SQ20061001251
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權日2006年3月23日
發(fā)明者李隨旺, 都新建, 黃虎林, 張銀忠, 張晉海, 和文利 申請人:李隨旺