專利名稱：用于礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井指揮通信設(shè)備的供電系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種煤礦井下應(yīng)急指揮系統(tǒng)的供電系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)在煤礦應(yīng)急指揮中，特別是煤礦井下礦難時發(fā)揮著重要的作用，在井下局部發(fā)生重大事故時，井下如能在第一時間向調(diào)度報(bào)告事故發(fā)生的情況，地面調(diào)度就可能第一時間向事故區(qū)域和非事故區(qū)域發(fā)出緊急合理快速的人員疏散指令，而且在事故后地面調(diào)度可以進(jìn)一步評估井下的災(zāi)情和人員存活情況，并實(shí)施最合理的救援措施。因此，可靠的、快捷的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)可以讓地面調(diào)度及時了解井下的事故情況，合理指揮人員疏散和救援，把人員傷亡率降到最低，把營救時間縮到最短。煤礦井下的應(yīng)急指揮系統(tǒng)需要一個適合于復(fù)雜多變環(huán)境下的供電系統(tǒng)。在地面的通信設(shè)備供電系統(tǒng)只要滿足能提供持續(xù)的電源即可，但是在煤礦井下，地形復(fù)雜且環(huán)境中充滿各種易燃易爆氣體，因此煤礦井下所使用的通訊器材多為本質(zhì)安全型器材，如本質(zhì)安全型擴(kuò)播電話。通常的煤礦井下應(yīng)急廣播通信系統(tǒng)中的本質(zhì)安全型擴(kuò)播電話需要由單獨(dú)的隔爆兼本安電源供電，造成井下布置擴(kuò)播電話的地方必須布置隔爆兼本安電源。在井下爆炸危險(xiǎn)程度較大的區(qū)域(比如工作面)不允許引入非本質(zhì)安全型電源。另外布置隔爆兼本安電源需要敷設(shè)電纜及提供強(qiáng)電電源饋電開關(guān)。為大量的隔爆兼本安電源找安裝地點(diǎn)也非常困難。因此造成現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際工程實(shí)施困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)及方法，能夠可靠的在緊急狀況下保持地面與井下的通話聯(lián)絡(luò)，最大限度地減少礦難發(fā)生時的人員損失。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)，該礦井應(yīng)急通訊設(shè)備包括與一調(diào)度主站連接的至少一擴(kuò)播分站，該擴(kuò)播分站與至少一擴(kuò)播終端連接，該擴(kuò)播分站連接一隔爆兼本安電源，該隔爆兼本安電源同時給該擴(kuò)播分站以及與該擴(kuò)播分站連接的擴(kuò)播終端供電。更進(jìn)一步地，該隔爆本安電源的數(shù)量與該擴(kuò)播分站數(shù)量一致。該擴(kuò)播分站和該擴(kuò)播終端內(nèi)均置一本安電池，該本安電池用于直接為該擴(kuò)播分站或擴(kuò)播終端提供工作電源，該隔爆本安電源為該本安電池充電。該隔爆本安電源是一直流穩(wěn)壓電源。該隔爆兼本安電源的電壓為12伏到24伏。該隔爆兼本安電源的輸出電路為兩路，一路輸出電路與該擴(kuò)播分站連接，另一路輸出電路通過該擴(kuò)播分站與該擴(kuò)播終端連接。本發(fā)明同時還公開用于礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電方法，該供電方法利用一隔爆兼本安電源同時為該擴(kuò)播分站以及與該擴(kuò)播分站連接的擴(kuò)播終端供電。該隔爆本安電源的數(shù)量與該擴(kuò)播分站數(shù)量一致。該擴(kuò)播分站和該擴(kuò)播終端內(nèi)均置一本安電池，該本安電池用于直接為該擴(kuò)播分站或擴(kuò)播終端提供工作電源，該隔爆本安電源為該本安電池充電。該隔爆本安電源是一直流穩(wěn)壓電源。該隔爆兼本安電源的電壓為12伏到24伏。該隔爆兼本安電源的輸出電路為兩路，一路輸出電路與該擴(kuò)播分站連接，另一路輸出電路通過該擴(kuò)播分站與該擴(kuò)播終端連接。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案能夠在透水、瓦斯超限、冒頂、煤塵突出等環(huán)境條件下正常工作的為通信設(shè)備提供安全穩(wěn)定的供電系統(tǒng)；同時該供電系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)在煤井或礦井下的特殊環(huán)境下的使用。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)急廣播通信系統(tǒng)中某一個區(qū)域(比如一個工作面)的本質(zhì)安全型擴(kuò)播電話只使用一臺隔爆兼本安電源供電，并可以實(shí)現(xiàn)將最多20臺本安型擴(kuò)播電話用一臺放置在區(qū)域外(比如大巷中)的隔爆兼本安電源來供電。與現(xiàn)有技術(shù)中所采用的一臺本質(zhì)安全型擴(kuò)播電話需要由單獨(dú)的隔爆兼本安電源供電的供電方式相比，可以解決隔爆兼本安電源不進(jìn)爆炸危險(xiǎn)程度較大的區(qū)域，并且，大大減少了隔爆兼本安電源的使用數(shù)目。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明圖1是本發(fā)明所示出的礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所示出的礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)的電路連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明是一種用于礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于為礦井應(yīng)急通訊設(shè)備供電，其中該礦井應(yīng)急通訊設(shè)備包括電纜線路構(gòu)成的專用應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)；多個擴(kuò)播分站，以任意環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、樹狀結(jié)構(gòu)連接到地面調(diào)度主機(jī)，每個擴(kuò)播分站分配有唯一的ID地址號，用于數(shù)字語音通信和數(shù)字與模擬語音的相互轉(zhuǎn)換；多個擴(kuò)播終端，并聯(lián)連接到擴(kuò)播分站，并與擴(kuò)播分站進(jìn)行語音及報(bào)警信號的雙向傳輸。在本發(fā)明的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)中，擴(kuò)播終端和擴(kuò)播分站共用同一臺隔爆兼本安電源。在本發(fā)明的指揮通信系統(tǒng)中，擴(kuò)播分站以樹型和環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接到地面調(diào)度主機(jī)。如圖1中所示，信號輸入端101所產(chǎn)生的語音信號進(jìn)入調(diào)度主站102。調(diào)度主站102可以將音頻文件和MIC產(chǎn)生的語音信息數(shù)字化后打包發(fā)送給某些或全部的擴(kuò)播分站。由于每個擴(kuò)播分站均配置一個ID地址，因此擴(kuò)播分站收到調(diào)度主站發(fā)來的語音數(shù)據(jù)包后，對發(fā)送的目的地址與自己的地址進(jìn)行比對，當(dāng)目的地址與自己的地址一致時，擴(kuò)播分站就將收到的語音數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，把數(shù)字語音變?yōu)槟M語音發(fā)給掛接在本擴(kuò)播分站上的擴(kuò)播終端，擴(kuò)播終端進(jìn)行擴(kuò)音廣播。如圖1中示，圖1采用了樹狀的連接方式。一個調(diào)度主站102可以和至少一個擴(kuò)播分站103連接，一個擴(kuò)播分站可連接至少一個擴(kuò)播終端104。擴(kuò)播終端104優(yōu)選為擴(kuò)播電話，該擴(kuò)播電話也可以通過喊話按鈕發(fā)起與調(diào)度主站的通話，擴(kuò)播終端104產(chǎn)生模擬音頻信號，并將模擬音頻信號傳輸給擴(kuò)播分站103，擴(kuò)播分站103將收到來自于擴(kuò)播終端104的語音信號數(shù)字化打包發(fā)送給調(diào)度主站102，調(diào)度主站102 —方面可連接一音箱(圖中未示出)通過音箱放音，另一方面，對通話過程進(jìn)行錄音。這樣，就做到了井下及時向調(diào)度報(bào)告情況，調(diào)度也可以快速地把緊急疏散指令廣播給井下所有人，最大限度地減少人員傷亡。擴(kuò)播分站與擴(kuò)播終端之間，及擴(kuò)播分站與擴(kuò)播分站之間利用鎧裝阻燃電纜，能夠?qū)崿F(xiàn)災(zāi)難情況下保持通信的暢通，克服光纜過于脆弱的特性。同時，每個擴(kuò)播分站103均連接一隔爆本安電源107。該隔爆兼本安電源107同時為擴(kuò)播分站103及與擴(kuò)播分站103連接的擴(kuò)播終端104提供電源。圖2是本發(fā)明所示出的礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)的電路連接示意圖。如圖2中所示，該隔爆本安電源107為多路輸出電源，隔爆本安電源107的兩路輸出連接到擴(kuò)播分站103，另一路通過擴(kuò)播分站103直接轉(zhuǎn)接到擴(kuò)播電話104電纜中的電源線.兩路電源分別給擴(kuò)播分站103和擴(kuò)播電話104供電，而擴(kuò)播分站103和擴(kuò)播電話104接受的供電不直接用于工作電源，而是給擴(kuò)播分站103和擴(kuò)播電話104自帶的后備電池(圖中未示出)充電。電池的供電作為擴(kuò)播分站和擴(kuò)播電話的工作電源，這樣隔爆電源可以以比較小的功率，提供比較小的電流，經(jīng)過長時間的充電過程，給整個供電回路的設(shè)備電池充滿電。擴(kuò)播分站和擴(kuò)播電話在工作狀態(tài)時，直接使用電池的儲存的電能。一般情況下因?yàn)榫聭?yīng)急喊話一般幾分鐘之內(nèi)，擴(kuò)播分站和擴(kuò)播電話工作狀態(tài)時間很短，廣播喊話完成后擴(kuò)播分站和擴(kuò)播電話便一直處于待機(jī)狀態(tài)，基本不耗電。只要隔爆本安電源107和擴(kuò)播分站電纜接通，隔爆電源通電時，擴(kuò)播分站和擴(kuò)播電話無論工作與否，均處于24小時充電狀態(tài)。基于此原理從而實(shí)現(xiàn)一臺隔爆電源給多臺擴(kuò)播電話供電的功能，而且充滿電的電池能保證所供設(shè)備一直在工作狀態(tài)不低于2小時。隔爆兼本安電源即該電源的全部電路在規(guī)定的試驗(yàn)條件下產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)均不得點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體混合物的電源。在這一定義中，規(guī)定的試驗(yàn)條件指用代表性氣體(如煤礦井下常見的瓦斯)加安全系數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)裝置等；電火花指電容性電路的放電、電感性電路的開路放電、電阻性電路周期性導(dǎo)通和斷開放電及熾熱導(dǎo)線的熔斷；熱效應(yīng)指導(dǎo)線束的發(fā)熱、灼熱發(fā)光的燈絲和元件的表面高溫。該隔爆兼本安電源107的規(guī)格為提供12至24V的直流電壓。本發(fā)明所提供的隔爆本安電源，一臺電源可以給二十臺擴(kuò)播電話供電，而傳統(tǒng)的供電方式為一臺隔爆本安電源為一臺擴(kuò)播電話充電。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明最大的有點(diǎn)在于克服了現(xiàn)有技術(shù)中電源不得不安置在工作面的缺陷，可以將隔爆本安電源安裝在安全工作區(qū)(如大巷)，不用進(jìn)到工作面等非本安設(shè)備不能布置的特定區(qū)域。利用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，能最大限度避免因電源所導(dǎo)致的井下危險(xiǎn)，同時能降低相應(yīng)供電電纜、饋電開關(guān)以及相應(yīng)設(shè)備施工、安裝的成本。更進(jìn)一步地，利用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，可以將通訊設(shè)備布置到因環(huán)境惡劣而不能安裝的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)井下應(yīng)急廣播通信系統(tǒng)全覆蓋，大大降低礦難發(fā)生時人員傷亡。本說明書中該的只是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)，所述礦井應(yīng)急通訊設(shè)備包括與一調(diào)度主站連接的至少一擴(kuò)播分站，所述擴(kuò)播分站與至少一擴(kuò)播終端連接，其特征在于，所述擴(kuò)播分站連接一隔爆兼本安電源，所述隔爆兼本安電源同時給所述擴(kuò)播分站以及與所述擴(kuò)播分站連接的擴(kuò)播終端供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述隔爆本安電源的數(shù)量與所述擴(kuò)播分站數(shù)量一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)播分站和所述擴(kuò)播終端內(nèi)均置一本安電池，所述本安電池用于直接為所述擴(kuò)播分站或擴(kuò)播終端提供工作電源，所述隔爆本安電源為所述本安電池充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述隔爆本安電源是一直流穩(wěn)壓電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述隔爆兼本安電源的電壓為12伏到24伏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述隔爆兼本安電源的輸出電路為兩路，一路輸出電路與所述擴(kuò)播分站連接，另一路輸出電路通過所述擴(kuò)播分站與所述擴(kuò)播終端連接。
7.一種使用如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的供電系統(tǒng)的方法，其特征在于:利用一隔爆兼本安電源同時為所述擴(kuò)播分站以及與所述擴(kuò)播分站連接的擴(kuò)播終端供電。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于礦井應(yīng)急通訊設(shè)備的供電系統(tǒng)，該礦井應(yīng)急通訊設(shè)備包括與一調(diào)度主站連接的至少一擴(kuò)播分站，該擴(kuò)播分站與至少一擴(kuò)播終端連接，該擴(kuò)播分站連接一隔爆兼本安電源，該隔爆兼本安電源同時給該擴(kuò)播分站以及與該擴(kuò)播分站連接的擴(kuò)播終端供電。本發(fā)明同時提供一種使用該供電系統(tǒng)的方法。
文檔編號E21F17/06GK103075191SQ20121003641
公開日2013年5月1日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者景杰, 卜海濱 申請人:上海山源電子電氣科技發(fā)展有限公司