技术领域：
本发明属于矿工安全领域，具体涉及一种煤矿矿工安全帽。
背景技术：
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瓦斯灾害一直是煤矿安全生产中最主要的灾害，特别是瓦斯爆炸灾害以其破坏性强、经济损失大，人员伤亡多等显著特点对我国煤矿安全生产造成重大威胁，瓦斯灾害被称为煤矿安全生产中的“第一杀手”。根据国家安全生产监督管理总局网站的煤矿事故统计数据，我国煤矿生产一次死亡人以上的事故起数和死亡人数，和瓦斯爆炸事故一次死亡人以上的事故起数和死亡人数，变化程度几乎相同，说明瓦斯爆炸事故对煤矿安全生产状况将产生最主要影响。由于煤矿井下采掘系统的复杂性，在今后相当长的一段时期内，我国的高瓦斯矿井所占比例仍然较高，瓦斯爆炸灾害风险仍将普遍存在。瓦斯爆炸灾害仍然是我国煤矿安全生产过程中最主要的威胁，并制约我国煤炭工业的健康发展。
对煤矿安全在中的瓦斯灾害，通常是“先抽后采、监测监控、以风定产”的煤矿瓦斯治理工作方针，但由于许多企业存在的重产量、轻安全的思想，以及矿工对安个的知情权太低，使已检测出的瓦斯超标得不到重视，矿工对第一时间瓦斯超标情况不能做出快速行动，导致煤矿瓦斯灾害不断出现。
目前矿工安全帽主要作用是在于照明和头部安全防护，考虑到安全帽作为井下作业的必备防护工具，可考虑在安全帽上增加一些新功能特性，比如工作现场瓦斯实时监测预警、语音实时对讲以及防护眼镜、防护耳罩等，这些功能可以集成在安全帽上，随着矿工在井下的活动，实现实时防护和信息交流。
技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种矿工能第一时间发现瓦斯超标情况，并能实现语音对讲，与其他工作人员实时交流信息的，集护眼、护耳、护首的全方位防护安全帽。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽包括控制系统、瓦斯监测系统、瓦斯预警系统、照明灯、护耳罩、护目镜、语音对讲系统、帽体、电源。控制系统与瓦斯监测系统、瓦斯预警系统、语音对讲系统、照明灯电连接，电池提供瓦斯检测系统、瓦斯预警系统、控制系统、语音对讲系统、照明灯的电源。其中：
所述的瓦斯监测系统由瓦斯传感器构成。瓦斯传感器将被测瓦斯浓度的物理量转换成电信号，经过模拟信号调理电路的放大调节送入控制系统，控制将信号采样值转化为数字信号，对采集到的瓦斯浓度数据进行处理，并和预先设定的报警阀值进行比较，超出报警阀值，进行瓦斯预警；所述的瓦斯传感器甲烷测量范围为：0-4％；
所述的瓦斯预警系统可实现声光预警，所述的声音预警信号是由听筒发出；所述的听筒内置于护耳罩内；所述的听筒与控制系统相连接；所述的光预警信号是由照明灯发出；所述的光预警信号是由正常的持续照明变为间隔3秒的闪烁照明；所述的照明灯与控制中心连接；
所述的照明灯是在原矿灯上附加一个瓦斯预警电路，具有照明和瓦斯超限预警两种功能；
所述的护耳罩装在安全帽两侧；所述的护耳罩在一定程度上隔绝噪音，保护井下矿工听力；
所述的护目镜安装在帽檐下面；所述的护目镜可以旋转，当需要眼镜遮挡煤尘等刺激物时，旋下保护眼睛，当不需要遮挡时可以旋至帽檐下；
所述的语音对讲系统包括听筒、话筒和声音接收与发射器构成，所述的听筒安置于耳罩内部；所述的话筒
所述的电源采用高效能锂电池材料制成。
所述的帽体采用机械强度高的工程塑料制成。
本发明的有益效果：
(1)该安全帽集护首、护眼、护耳、瓦斯检测预警、语音对讲等多功能于一体，其具有多功能集成、节能等特点；
(2)配戴该安全帽的矿工及时撑握了发生瓦斯超限的位置，并可以通过语音对讲与其他矿工实时交流，并及时向调度汇报这对发生重大事故时，井上及时准确了解井下的情况非常重要；
(3)该安全帽采用声光共同预警方式，适合噪音大和工作周期长的井下工作环境；
(4)该安全帽对提升煤矿安全，减少煤矿事故，保障矿工人身安全起到十分积极的作用；
(5)该安全帽适用于煤矿井下回采工作面、掘进工作面、回风巷道、硐室等有瓦斯突出危险的工作场所。
附图说明：
图1为本发明实施例的集瓦斯预警和语音对讲功能的安全帽结构示意图，其中：
1-电源，2-导线，3-帽体，4-控制芯片，5-瓦斯传感器，6-照明灯，7-护耳罩，8-听筒，9-话筒，10-语音接收与发射器，11-转轴，12-护目镜，13-透气孔。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种集瓦斯预警和语音对讲功能的安全帽，结构示意图如图1所示，包括：电源1与帽体3，电源1与帽体3用导线2连接，帽体3顶部安装有控制芯片4，控制芯片4与电源连接，控制芯片4上装有瓦斯传感器5，瓦斯传感器5可监测瓦斯浓度，瓦斯浓度信号通过瓦斯传感器转化为电信号，再由电信号转化为数字信号，数字信号通过接口传输给控制芯片4；帽体3前部装有照明灯6，照明灯6与控制芯片4连接；帽体3侧面设有护耳罩7，护耳罩7内装有听筒8，听筒8与控制芯片4连接；控制芯片4内部设有瓦斯浓度阀值，当矿工所处的环境瓦斯浓度超过所设定的阀值后，控制芯片4控制照明灯6发出每间隔3秒闪烁照明，同时控制芯片4控制听筒8，发出瓦斯超限声音预警，实现在嘈杂工作环境下瓦斯超限后的声光同时预警；听筒8与语音接收与发射器10连接，护耳罩7下设有话筒9，话筒9与语音接收与发射器10连接；语音接收与发射器10可以将话筒9发出的声音接收，转化为电信号并发射出，使周围5公里范围内配有相同安全帽的矿工接收到信号，并通过语音接收与发射器转化为声音，将信息传播给附近的矿工；帽体3前部设有转轴11，转轴11连接帽体与护目镜12，当需要护目镜12保护眼睛时，护目镜12可以通过转轴11旋至矿工眼前，当不需要护目镜12时，可以通过转轴11旋至帽檐下；帽体3内部设置具有透气孔的内衬，使矿工在工作时不至于因过度闷热而产生不适。
1.一种集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，包括控制系统、瓦斯监测系统、瓦斯预警系统、照明灯、护耳罩、护目镜、语音对讲系统、帽体、电源。其中：控制系统与瓦斯监测系统、瓦斯预警系统、语音对讲系统、照明灯电连接，电池提供瓦斯检测系统、瓦斯预警系统、控制系统、语音对讲系统、照明灯的电源；
2.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的瓦斯监测系统由瓦斯传感器构成，瓦斯传感器将被测瓦斯浓度的物理量转换成电信号，经过模拟信号调理电路的放大调节送入控制系统，控制将信号采样值转化为数字信号，对采集到的瓦斯浓度数据进行处理，并和预先设定的报警阀值进行比较，超出报警阀值，进行瓦斯预警；所述的瓦斯传感器甲烷测量范围为：0-4％；
3.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的瓦斯预警系统可实现声光预警，所述的声音预警信号是由听筒发出；所述的听筒内置于护耳罩内；所述的听筒与控制系统相连接；所述的光预警信号是由照明灯发出；所述的光预警信号是由正常的持续照明变为间隔3秒的闪烁照明；所述的照明灯与控制中心连接；
4.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的照明灯是在原矿灯上附加一个瓦斯预警电路，具有照明和瓦斯超限预警两种功能；
5.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的护耳罩装在矿帽两侧；所述的护耳罩可以在一定程度上隔绝噪音，保护井下矿工听力；
6.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的护目镜安装在帽檐下面；所述的护目镜可以旋转，当需要眼镜遮挡煤尘等刺激物时，旋下保护眼睛，当不需要遮挡时可以旋至帽檐下；
7.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的语音对讲系统包括听筒、话筒和声音接收与发射器构成，所述的听筒安置于耳罩内部；所述的话筒安装在护耳罩上；
8.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的电源采用高效能锂电池材料制成。
9.根据权利要求1所述的集瓦斯预警和语音对讲功能的全方位防护安全帽，其特征在于，所述的帽体采用机械强度高的工程塑料制成，所述的帽体内有含有透气孔的内衬。
技术总结