CN102044135A

CN102044135A - 井下矿山数据采集方法

Info

Publication number: CN102044135A
Application number: CN2009103086520A
Authority: CN
Inventors: 徐伟; 叶飏; 徐文
Original assignee: Shanghai Meishan Baosteel Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Baosteel Group Co Ltd
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明涉及RFID(电子标签，射频识别)技术，特别涉及一种井下矿山数据采集方法，所述井下矿山包括有停机区、巷道、溜井、大块硐室，所述停机区、巷道、溜井和大块硐室通过联络道相连通，其特征在于该方法包括有如下步骤：a)在所述井下矿山内设置无线传输网络，并将所述无线传输网络连接数据服务器；b)在所述井下矿山内作业区域和/或作业设备处分别设置电子标签；c)采用手持设备采集所述电子标签信息，之后将所述信息传输至所述数据服务器，之后所述数据服务器分析处理所述信息；本发明的优点是：能及时准确真实反映出矿信息，是实现井下生产数据自动采集和标准化作业管理的有效手段；是实现采矿可视化发展方向的基础。

Description

井下矿山数据采集方法

技术领域

本发明涉及RFID(电子标签，射频识别)技术，特别涉及一种井下矿山数据采集方法。

背景技术

现有井下信息的采集通过现场工作人员携带大量的纸质表格记录现场生产信息，其信息量主要包括设备点检信息、现场安全确认、生产产量等信息。由于传统的数据采集方式造成以下问题：

可靠性低：由于井下环境因素和职工个人因素，现场未确认、设备点检不及时等现象无法在纸质表格上真实显示，安全管理出现盲点。

利用率低：由于采用纸张质记录，再通过相关人员二次录入，数据利用程度降低。

准确性低：由于人工计数，不可避免造成与实际出矿车数、地点误差较大，该数据可参见附件《回采出矿现场数据采集试验数据分析报告》。

在及时性、交互性等方面也存在着传统管理上的弊端。

由于井下矿山现场环境恶劣，到目前为止，尚未发现其他井下采用更先进技术。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种自动化性能高、使用方便、数据共享的井下数据采集方式。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种井下矿山数据采集方法，该方法涉及井下矿山，所述井下矿山包括有停机区、巷道、溜井、大块硐室，所述停机区、巷道、溜井和大块硐室通过联络道相连通，其特征在于该方法包括有如下步骤：

a)在所述井下矿山内设置无线传输网络，并将所述无线传输网络连接数据服务器；

b)在所述井下矿山内作业区域和/或作业设备处分别设置电子标签，所述电子标签的唯一识别码在数据服务器中与其放置区域或放置设备一一对应；

c)采用手持设备采集所述电子标签信息，所述电子标签信息包括出矿数据信息、安全巡检信息和设备点检、润滑信息，之后将所述信息传输至所述数据服务器，之后所述数据服务器分析处理所述信息。

所述电子标签信息为出矿数据信息时，所述电子标签的设置方法为：首先经过井下测试以确定电子标签的埋放位置，之后在埋放位置开设深度在10-15cm的洞孔，将所述电子标签放置于所述洞孔底部后，采用玻璃胶填充并封闭所述洞孔。

所述作业区域包括停机区、巷道、溜井、大块硐室和联络道，其内分别设置有所述的电子标签。

所述电子标签信息为出矿数据信息时，步骤c)的具体方法为：所述数据服务器通过手持设备记录下的沿线电子标签信号，经过有效信号采集阀值和现场采区标签地点逻辑关系分析，将异常信号排除，生成出矿设备运行轨迹。

所述电子标签信息为安全巡检信息和设备点检、润滑信息时，步骤c)的具体方法为：到达井下检查地点后，使用所述手持设备读取到设备射频信息，并输入对应信息。

本发明的优点是：能及时准确真实反映出矿信息，是实现井下生产数据自动采集和标准化作业管理的有效手段；是实现采矿可视化发展方向的基础。

附图说明

附图1是本发明实施例原理框架图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

本井下矿山数据采集方法所采用的系统，其包括有硬件和软件两个部分。

如图1所示：硬件部分采用RFID电子标签、手持设备、无线传输网络和数据服务器，手持设备通过无线传输网络于数据服务器连通，数据服务器连接有生产系统电脑和个人办公电脑。手持设备包括有用于读取所述电子标签信息的读取装置、用于与所述数据服务器进行数据交换的数据传输装置以及键盘、显示屏。

软件部分主要包括数据采集系统、后台数据同步系统、数据管理系统三大块，可通过逻辑判断分析井下矿山所采集的信号。

以下实施例及对比例中所采用的材料及仪器如下所示：

手持设备产品型号：得逻辑7525S-G2

生产厂家：得逻辑(上海)无线技术有限公司

RFID模块产品型号：LT-HH-801

生产厂家：上海岭通电子科技有限公司

RFID标签产品型号：LT-TAG-230

生产厂家：上海岭通电子科技有限公司

结合上述系统架构，以下对于本实施例中井下矿山数据采集方法的步骤进行详细描述：

a)在井下矿山内设置无线传输网络，并将无线传输网络连接数据服务器。

b)在井下矿山内作业区域和/或作业设备处分别设置RFID电子标签，RFID电子标签存储有对应于放置区域或放置设备的唯一识别码。

上述作业设备包括有安全巡检和设备点检、润滑中涉及的机械设备，同样在其位置处分别设置RFID电子标签，并使RFID电子标签内的唯一识别码对应于该设备。

此处作业区域包括有停机区、巷道、溜井、大块硐室和联络道，既将井下矿山划分为上述的五块区域，并且停机区、巷道、溜井、大块硐室和联络道分别设置有RFID电子标签，并使RFID电子标签内的唯一识别码对应于其区域位置。因为井下矿山内进行爆破作业，所以该RFID电子标签的设置进行了防爆破处理。同时为保证RFID电子标签信号可正常接收并且不互相干扰，经井上测试(见表1)，在无任何阻碍物阻挡下，读取距离＞＝73m，而当把标签放至铁制盒子里发现读取距离大大缩减。最后经过井下现场测试(见表2)，最后确定RFID电子标签的方式如下：根据RFID电子标签信号的强弱确定各区域内RFID电子标签的埋放位置，之后在埋放位置开设深度在10-15cm的炮孔，将RFID电子标签放置于炮孔底部后，采用玻璃胶填充并封闭炮孔。如表2所示，此时的炮孔的外缘表面不需要进行平整处理，节省了整体埋设的费用和时间，并且同时信号良好。

表1-井上测试

注：因条件限制，＞＝为该范围为最大可测距离

表2-井下测试

c)为井下工作人员通过手持设备采集RFID电子标签信息，之后将采集后的信息通过无线传输网络同步传输到数据服务器后，进行分析后在《生产数据管理系统》中就可以对数据进行查询、分析、导出等工作。

井下矿山数据采集方法主要包括数据采集和其他辅助功能两大块，结合上述步骤，以下说明本实施例不同功能的实现：

【数据采集功能】主要完成出矿数据采集、安全巡检、设备点检润滑功能。

出矿数据采集

出矿数据采集采用自动读取并自动计算出矿车数等信息的方式。在手持设备遇见RFID电子标签时，发出电磁波，周围形成电磁场，RFID电子标签从电磁场中获得能量激活RFID电子标签中的微芯片电路，RFID电子标签转换电磁波，然后发送给手持设备，手持设备会记录下沿线的RFID电子标签信号，通过有效信号采集阀值和现场采区标签地点逻辑关系分析，将异常信号排除，生成真实准确出矿设备运行轨迹。

完成后系统会自动生成某水平，进路，联络道和溜井下的出矿车数以及大块矿石车数。

例如：某设备开始工作，他的工作轨迹是停机区？N14巷道？溜井5-2？N14巷道？溜井5-2？N14巷道？大块D1？停机区。

在设备工作时，系统会把以上的轨迹以及各时间完整的记录下来，完成采集后，系统会根据轨迹自动计算出矿车数，如“N14巷道？溜井5-2”就被判断成N14巷道出矿1车，“N14巷道？大块D1”就被判断成N14巷道大块矿石1车，所以最终计算结果为N14巷道出矿2车，大块矿石1车。

最后下班前工作人员只需要在完成采集后进入出矿班确认以上出矿信息，并填写其他未能自动采集的数据即可。

安全巡检

安全员巡检主要用于实现井下安全巡检的信息化管理，实现了对巡检报表的网上签名功能。安全员到达井下检查地点时，根据不同的检查内容，输入相应正常或异常情况。

设备点检、润滑

设备点检、润滑主要用于实现井下设备巡检的信息化管理，实现了对巡检报表的网上签名功能。设备点检到达井下检查地点时，使用携带的手持设备读取到RFID电子标签(已提前制作放置)的信息，并输入相应情况。

2、【其他辅助功能】包括查询，复查等主要模块

查询模块

查询模块包括溜井出矿产质量查询、本月溜井运输量查询、上班安检异常情况查询、上班点检异常情况查询和上班润滑异常情况查询等。

复查模块

复查功能是对安全检查表进行复查，并反馈检查结果。包括异常情况复查和回采出矿班复查。

数据同步系统

井下采集好的数据通过无线网络，将会把这些数据上传到服务器端。

数据管理系统

手持设备现场采集的信息经过无线网络传输到数据服务器后可以在企业生产数据管理系统中对数据进行查询，分析，导出等工作，并可把相关数据直接导入到系统中，实现数据的一次采集，多处多次利用。

在对本发明进行试验验证后，结论如下：

通过第三方(采矿生产技术科)试验对比数据分析，验证手持设备稳定精确可靠：绝对误差率达到的管理的要求，证明设备及其软件符合设计要求。

通过对出矿地点误差分析，有效发现出矿量异常：由于人为因素造成部分进路出矿车数失真，影响到三个方面，即第一方面对出矿过程及时监督和合理控制，防止进路出现过采或漏采现象，第二方面对采矿SURPAC地质系统单个菱形块实际出矿量计算和爆破效率计算更加准确，第三方面对出矿进溜井质量控制更加科学合理。

通过抽查试验数据分析，优化了软件系统参数：将原大块判定阀值由原3次调整为5次，因为大块硐室每次操作一般一趟能采集到20次信号，避免了低阀值对出矿点记数干扰。

通过对出矿车次误差分析，确认了手持采集比手工采集出矿次数更加真实可靠：通过轨迹分析，可精确到每个人出矿效率，通过时间与效率分析，多次证明该种采集方式的优越性。

通过对记录时间分析，验证该设备电量可确保实际操作：在理想环境测试工作时间＞5小时；实际环境测试工作时间＞4.5小时。

通过上述大量的试验工作，证明通过RFID(电子标签，射频识别)技术和工业手持终端软件开发，能及时准确真实反映出矿信息，是实现井下生产数据自动采集和标准化作业管理的有效手段；是实现采矿可视化发展方向的基础。

Claims

1.一种井下矿山数据采集方法，该方法涉及井下矿山，所述井下矿山包括有停机区、巷道、溜井、大块硐室，所述停机区、巷道、溜井和大块硐室通过联络道相连通，其特征在于该方法包括有如下步骤：

a)在所述井下矿山内设置无线传输网络，将所述无线传输网络连接数据服务器；

2.根据权利要求1所述的一种井下矿山数据采集方法，其特征在于所述电子标签信息为出矿数据信息时，所述电子标签的设置方法为：首先经过井下测试以确定电子标签的埋放位置，之后在埋放位置开设深度在10-15cm的洞孔，将所述电子标签放置于所述洞孔底部后，采用玻璃胶填充并封闭所述洞孔。

3.根据权利要求1所述的一种井下矿山数据采集方法，其特征在于所述作业区域包括停机区、巷道、溜井、大块硐室和联络道，其内分别设置所述的电子标签。

4.根据权利要求1所述的一种井下矿山数据采集方法，其特征在于所述电子标签信息为出矿数据信息时，步骤c)的具体方法为：所述数据服务器通过手持设备记录下的沿线电子标签信号，经过有效信号采集阀值和现场采区标签地点逻辑关系分析，将异常信号排除，生成出矿设备运行轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种井下矿山数据采集方法，其特征在于所述电子标签信息为安全巡检信息和设备点检、润滑信息时，步骤c)的具体方法为：到达井下检查地点后，使用所述手持设备读取到设备射频信息，并输入对应信息。