CN101211470A - 一种矿业生产安全管理系统与方法 - Google Patents

Abstract

一种矿业生产安全管理系统，包括一人员定位监控装置、一瓦斯监控装置、井上井下视频监控装置和一产量监控装置，所述产量监控装置包括对生产产量进行监测的终端设备和对产量数据进行处理的远程服务器，所述终端设备包括一检测矿车重量的称重传感器、一检测矿车运行方向的方向传感器和一信号处理控制器，所述信号处理控制器对所述称重传感器和所述方向传感器采集到的单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号进行处理，并将所得数据包信号通过无线/有线方式传送给远程服务器，所述远程服务器根据数据包计算分析出产量数据。

Description

一种矿业生产安全管理系统与方法

技术领域

本发明涉及一种矿业生产安全管理系统及对矿业产量监控的方法。

背景技术

随着现在个体矿主和民营矿场的不断增加，矿物的销售模式多样化，给税收工作带来了一定的难度。到目前为止，矿业的税收主要是依据企业申报和稽查相结合的方式，没有实质性科学的监督措施，人为因素占有重要成分。为达到矿业税收工作的科学性，促进税收的合理增长，就必须对生产情况进行准确的把握，从而在根本上解决矿业的税收监控问题。煤矿安全生产管理是基本国策，需要一个可以实现煤矿生产安全的全方位监控，包括产量监控、人员定位监控、瓦斯监控及井上井下视频监控，需要将这些技术融为一体，形成一个平台，可以实现资源共享比对，对管理煤矿安全生产非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种能够在生产源头对矿物产量进行监控，从而利用产量数据实现超能力生产及税收监控的安全管理系统。这种装置工作稳定、科学、使用方便。

本发明所要解决的另一技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种能够在生产源头对矿物产量进行监控，从而利用产量数据实现税收监控的方法。

按照本发明所要解决的技术问题一提供的一种矿业生产安全管理系统，包括一人员定位监控装置、一瓦斯监控装置、井下井上视频监控装置和一产量监控装置，所述产量监控装置包括对生产产量进行监测的终端设备和对产量数据进行处理的远程服务器，所述终端设备包括一检测矿车重量的称重传感器、一检测矿车运行方向的方向传感器和一信号处理控制器，所述信号处理控制器对所述称重传感器和所述方向传感器采集到的单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号进行处理，并将单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号通过无线/有线方式传送给远程服务器，所述远程服务器根据单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号分析计算出产量数据包，存入数据库中。

按照本发明提供的一种矿业生产安全管理系统还具有如下附属技术特征：

所述终端设备还设置有防作弊装置，所述防作弊装置产生的信号传输至所述信号处理控制器，并转发给所述远程服务器，产生报警信号。

所述防作弊装置包括对所述称重传感器和所述方向传感器进行视频监控的视频监控器、安装在所述信号处理控制器的箱体上的开启状态传感器和安装在拉动矿车运行的绞车上的运行状态传感器。

所述信号处理控制器包括模拟信号采集器、数字信号处理器、无线通信模块和存储器，所述模拟信号采集器收集各传感器的信号，信号经所述数字信号处理器进行数字化处理，生成数据包，所述数据包通过所述无线通信模块发送至所述远程服务器，所述存储器存储相关数据包。

所述信号处理控制器的箱体内设有一UPS电源。

按照本发明所要解决的技术问题二提供的一种矿业产量监控方法，包括下列步骤：

a、由称重传感器和方向传感器采集运行在斜井中的轨道上的矿车数量信号、单个矿车的重量信号和运行方向信号；

b、由信号处理控制器对所采集的信号进行数字化处理，产生数据包；

c、将所得数据包通过无线/有线方式发送至远程服务器，所述远程服务器根据数据包进行计算分析，形成产量数据库；

d、根据所述产量数据库核算缴税额。

按照本发明提供的一种矿业生产监控方法还具有如下附属技术特征：

在步骤a中，在轨道上设置所述称重传感器，所述称重传感器一侧设有所述方向传感器，所述称重传感器生成单个矿车的重量信号，根据单个矿车接触所述称重传感器或方向传感器的先后顺序判断矿车的运行方向，得到运行方向信号。

在步骤c中，所述信号处理控制器经由光纤或无线通信网络将数据包通过互联网传送至所述远程服务器中。

在步骤c中，所述信号处理控制器向数据包中添加特定用户信息标识，所述远程服务器根据特定信息标识将数据包添加至特定用户产量数据库中。

进一步包括下列步骤：(1)由视频监控器采集安装在轨道上的称重传感器和方向传感器的图像信号，由安装在拉动矿车运行的绞车上的传感器采集所述绞车的运行状态信号，由安装在信号处理控制器的箱体上的传感器采集所述箱体开启状态信号；(2)所述信号处理控制器对所采集的信号进行处理，得到报警数据包；(3)将所得的报警数据包通过无线/有线方式发送至远程服务器，所述远程服务器对报警数据包处理，并传送至报警设备。

在步骤(2)中，所述信号处理控制器对所采集的图像信号进行处理，并将处理后的图像信号存储在所述信号处理控制器的存储器中或通过无线/有线方式发送至所述远程服务器中，由显示器显示，并进行存储。

在步骤(2)中，所述信号处理控制器对所采集的绞车运行状态信号进行处理，并与所述信号处理控制器得到的矿车重量信号和矿车运行方向信号对比，得到报警数据包。

在步骤(2)中，所述信号处理控制器对所采集的箱体开启状态信号进行处理，得到报警数据包，在步骤(3)中，所述远程服务器接收到报警数据包后，通过无线通讯网络将报警信息发送至监管人员的终端设备中。

所述信号处理控制器定时巡检各个传感器的内码值，根据反馈的内码值状态，生成报警信号；所述信号处理控制器定时向所述远程服务器发送巡检信号，所述远程服务器根据收到巡检信号的状态，生成报警信号。

所述报警数据包和所述巡检信号中包括特定用户信息标识。

按照本发明提供的一种矿业生产安全管理系统和方法与现有技术相比具有如下优点：首先，本发明根据矿井的特点，通过采集矿车的重量、数量和运行方向，从而可以计算出产量，以此作为是否超能力生产及税收监控的依据，实现对矿井的开采和税收进行监控；其次，对于数据采集和控制设备进行防作弊监控，保证了设备安全有效的工作，提供数据采集的准确性。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2是本发明的产量监控系统示意图。

图3是本发明的产量监控系统框图。

图4是本发明中的信号处理控制器的系统框图。

具体实施方式

本发明所称的矿业是指开采煤、铁、铜及其他矿物的企业。为了更好的说明本发明的技术方案，下面以煤矿为实施例，详细说明本发明的技术方案。

在煤矿中，煤炭的运输一般采用轨道矿车方式。因此，对于煤矿的产量检测，可以对每次出矿的矿车数量进行检测。但矿车在运输时，不仅仅是运输煤炭，有时还要运输设备及人员，因此，对于煤炭产量的检测需要采集矿车重量、数量和运行方向三个参数。因为，根据运行方向可以判断那些矿车是出矿矿车，那些矿车是进矿矿车。而对于煤炭产量的计算，仅仅需要对出矿矿车进行监控。由于煤炭的比重与其他物品的比重不同，根据每个矿车的重量，即可判断出那些是装有煤炭的矿车、那些是装有其他物品的矿车。将筛选出来的装有煤炭的矿车重量减去矿车自身重量，即为单个矿车的煤炭净重，乘以装有煤炭的矿车数量即为煤炭的总产量。基于上述理论基础，现结合附图给出本发明的监控装置的具体实施例。

参见图1、图2和图3，按照本发明提供的一种矿业生产安全管理系统的实施例，包括一人员定位监控装置、一瓦斯监控装置、井下井上视频监控装置和一产量监控装置，所述人员定位监控装置包括人员无线发射器、人员无线读卡器和人员多功能分站等，井上服务器会接收到人员多功能分站处理的人员信息。所述瓦斯监控装置包括瓦斯传感器和瓦斯多功能分站等，同样井上服务器会接收到瓦斯多功能分站处理的瓦斯信息。所述井下井上视频监控装置包括摄像头和多媒体传输器等，将井下和井上的图像信息传输给井上服务器。其中人员定位监控装置、瓦斯监控装置和井上井下视频监控装置都属于较为成熟的现有技术，这些装置检测到的信号，同样也会发送到远程服务器。上述装置可以安装在多家煤矿企业中，将各家企业的数据统一传送给远程服务器，方便管理部门进行统一管理。本发明主要是针对产量监控装置进行了改进，所述产量监控装置包括对生产产量进行监测的终端设备1和对产量数据进行处理的远程服务器2，所述终端设备1包括一检测矿车重量的称重传感器11、一检测矿车运行方向的方向传感器12和一信号处理控制器3，所述信号处理控制器3对所述称重传感器11和所述方向传感器12采集到的单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号进行处理，并将单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号通过无线/有线方式传送给远程服务器2，所述远程服务器2根据单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号分析计算出产量数据包，存入数据库中。所述称重传感器11为类轨传感器，其外形与轨道相似。在安装时，将矿口处的两条轨道截断，将两个类轨传感器装入截断处，与原来轨道连为一体，不会对规定造成任何影响。测量时，所述称重传感器先测量矿车前轮的重量，再测量矿车后轮的重量，将前后轮的重量相加，即得到矿车的总重量。所述方向传感器12位于所述称重传感器11的一侧，通过判断矿车触发方向传感器12和称重传感器11的先后顺序，确定矿车的运行方向。

参见图2和图4，所述信号处理控制器3安装在一个箱体内，其采用工业级或军用级的高性能单片机，例如，可以采用DSP芯片，其成本低，集成度高，稳定性强。可以满足恶劣环境下长时间工作的需要。所述信号处理控制器3包括模拟信号采集器31、数字信号处理器32、无线通信模块33和存储器34，所述模拟信号采集器31收集各传感器的信号，信号经所述数字信号处理器32进行数字化处理，生成数据包，所述数据包通过所述无线通信模块33发送至所述远程服务器2，所述存储器34存储相关数据包。

参见图1，所述信号处理控制器3可以通过GPRS/GSM/CDMA无线通信模块将数据包发送至互联网36，再通过互联网36发送至远程服务器2中。也可以利用所述信号处理控制器3上的光纤接口模块，通过光纤接入现有的井上服务器中，通过安全系统专用网接入互联网，发送至远程服务器2中。

为了防止人为对监控设备进行作弊，例如，在称重传感器上搭桥，切断监控设备的电源和信号线，破坏监控设备等等。本发明在所述终端设备还设置有防作弊装置，所述防作弊装置产生的信号传输至所述信号处理控制器，并转发给所述远程服务器2，产生报警信号。

参见图2和图3，所述防作弊装置包括对所述称重传感器11和所述方向传感器12进行视频监控的视频监控器13、安装在所述信号处理控制器3的箱体上的开启状态传感器14和安装在拉动矿车运行的绞车上的运行状态传感器15。通过视频监控器13可以随时了解设备的现场工作情况，记录下来的图像数据可以通过所述存储器进行保存，也可以通过有线或无线网络发送至远程服务器2，通过显示器实时显示，也可以在远程服务器2上进行保存。当有人重击或强行打开所述信号处理控制器3的箱体时，其上的传感器14就会发出报警信号。所述远程服务器2就会接收到报警信号，进行记录，并将报警信息通过无线数据通信模块发送到相关工作人员的手机中。利于工作人员及时掌握相关信息，做出相应处理。

参见图4，所述信号处理控制器3的箱体内设有一UPS电源35。当人为切断监控设备的电源时，所述UPS电源35会提供72小时的电源，使所述信号处理控制器3保持工作。此时，绞车上的运行状态传感器15就会提供绞车是否工作的检测信号，若绞车工作，而监控设备无外接电源，则说明监控设备的电源被人为切断。所述信号处理控制器3就会产生报警信号，发送至所述远程服务器2，所述远程服务器2进行记录，并向相关工作人员发出报警信息。

基于上述设备，本发明提供的一种矿业生产监控方法，包括下列步骤：

a、由称重传感器11和方向传感器12采集运行在斜井中的轨道上的矿车10数量信号、单个矿车的重量信号和运行方向信号；

b、由信号处理控制器3对所采集的信号进行数字化处理，产生数据包；

c、将所得数据包通过无线/有线方式发送至远程服务器2，所述远程服务器2根据数据包进行计算分析，形成产量数据库；

d、根据所述产量数据库核算缴税额。

在步骤a中，根据需求在轨道上设置所述称重传感器11，所述称重传感器11一侧设有所述方向传感器12，所述称重传感器11生成单个矿车的重量信号，根据单个矿车接触所述称重传感器11和方向传感器12的先后顺序判断矿车的运行方向，得到运行方向信号。

在步骤c中，所述信号处理控制器3经由光纤或无线通信网络将数据包通过互联网传送至所述远程服务器2中。

在步骤c中，所述信号处理控制器3向数据包中添加特定用户信息标识，所述特定用户信息标识包括煤炭的矿主名称、代码、时间、地点等等相关信息。所述远程服务器2根据这些特定信息标识将数据包添加至特定用户产量数据库中，以利于统计和查询。

为了解决人为作弊问题，本发明还进一步包括下列步骤：

(1)由视频监控器13采集安装在轨道上的称重传感器11和方向传感器12的图像信号，由安装在拉动矿车运行的绞车上的传感器15采集所述绞车的运行状态信号，由安装在信号处理控制器3的箱体上的传感器14采集所述箱体开启状态信号；

(2)所述信号处理控制器3对所采集的信号进行处理，得到报警数据包；

(3)将所得的报警数据包通过无线/有线方式发送至远程服务器2，所述远程服务器2对报警数据包处理，并传送至报警设备。

在步骤(2)中，所述信号处理控制器3对所采集的图像信号进行处理，并将处理后的图像信号存储在所述信号处理控制器3的存储器34中或通过无线/有线方式发送至所述远程服务器2中，由显示器显示。可以有效的防止人为对传感器的破坏，利于对传感器进行搭桥等作弊手段的监控。

在步骤(2)中，所述信号处理控制器3对所采集的绞车运行状态信号进行处理，并与所述信号处理控制器3得到的矿车重量信号和矿车运行方向信号对比，得到报警数据包。绞车的运行是拉动矿车的，只要绞车运行，则重量传感器11和方向传感器12就会有信号反应。若绞车有运行状态信号，而重量传感器11和方向传感器12没有反应，则表明有人将监控设备的电源切断。

在步骤(2)中，所述信号处理控制器3对所采集的箱体开启状态信号进行处理，得到报警数据包，在步骤(3)中，所述远程服务器2接收到报警数据包后，通过无线通讯网络将报警信息发送至监管人员的终端设备中。如果有人强行打开所述信号处理控制器3的箱体，则会自动产生报警信号，提示有关工作人员，有人破坏监控设备。

所述信号处理控制器3定时巡检各个传感器的内码值，若反馈的内码值超出正常范围，则生成报警信号。所述信号处理控制器3会每小时向所述远程服务器2发送巡检信号。若所述远程服务器2连续两个小时收不到巡检信号，则表明网络或所述信号处理控制器3出现故障，发出报警信息。

在上述的报警数据包和巡检信号中都包括特定用户信息标识。以利于系统对设备的状况进行统计，同时，能方便的得知是那里的设备出现问题，打击作弊企业，也方便检修和维护。

Claims (10)

1.一种矿业生产安全管理系统，包括一人员定位监控装置、一瓦斯监控装置、井下井上视频监控装置和一产量监控装置，所述产量监控装置包括对生产产量进行监测的终端设备和对产量数据进行处理的远程服务器，其特征在于：所述终端设备包括一检测矿车重量的称重传感器、一检测矿车运行方向的方向传感器和一信号处理控制器，所述信号处理控制器对所述称重传感器和所述方向传感器采集到的单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号进行处理，并将单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号通过无线/有线方式传送给远程服务器，所述远程服务器根据单个矿车重量信号、矿车运行方向信号和矿车数量信号分析计算出产量数据包，存入数据库中。

2.如权利要求1所述的一种矿业生产安全管理系统，其特征在于：所述终端设备还设置有防作弊装置，所述防作弊装置产生的信号传输至所述信号处理控制器，并转发给所述远程服务器，产生报警信号，所述防作弊装置包括对所述称重传感器和所述方向传感器进行视频监控的视频监控器、安装在所述信号处理控制器的箱体上的开启状态传感器和安装在拉动矿车运行的绞车上的运行状态传感器。

3.如权利要求1所述的一种矿业生产安全管理系统，其特征在于：所述信号处理控制器包括模拟信号采集器、数字信号处理器、无线通信模块和存储器，所述模拟信号采集器收集各传感器的信号，信号经所述数字信号处理器进行数字化处理，生成数据包，所述数据包通过所述无线通信模块发送至所述远程服务器，所述存储器存储相关数据包，所述信号处理控制器的箱体内设有一UPS电源。

4.一种矿业生产监控方法，包括下列步骤：

a、由称重传感器和方向传感器采集运行在斜井中的轨道上的矿车数量信号、单个矿车的重量信号和运行方向信号；

b、由信号处理控制器对所采集的信号进行数字化处理，产生数据包；

c、将所得数据包通过无线/有线方式发送至远程服务器，所述远程服务器根据数据包进行计算分析，形成产量数据库；

d、根据所述产量数据库核算缴税额。

5.如权利要求4所述一种矿业生产监控方法，其特征在于：在步骤a中，在轨道上设置所述称重传感器，所述称重传感器一侧设有所述方向传感器，所述称重传感器生成单个矿车的重量信号，根据单个矿车接触所述称重传感器或方向传感器的先后顺序判断矿车的运行方向，得到运行方向信号。

6.如权利要求4所述一种矿业生产监控方法，其特征在于：在步骤c中，所述信号处理控制器经由光纤或无线通信网络将数据包通过互联网传送至所述远程服务器中，在步骤c中，所述信号处理控制器向数据包中添加特定用户信息标识，所述远程服务器根据特定信息标识将数据包添加至特定用户产量数据库中。

7.如权利要求4所述的一种矿业生产监控方法，其特征在于：进一步包括下列步骤：

(1)由视频监控器采集安装在轨道上的称重传感器和方向传感器的图像信号，由安装在拉动矿车运行的绞车上的传感器采集所述绞车的运行状态信号，由安装在信号处理控制器的箱体上的传感器采集所述箱体开启状态信号；

(2)所述信号处理控制器对所采集的信号进行处理，得到报警数据包；

(3)将所得的报警数据包通过无线/有线方式发送至远程服务器，所述远程服务器对报警数据包处理，并传送至报警设备。

8.如权利要求7所述的一种矿业生产监控方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述信号处理控制器对所采集的图像信号进行处理，并将处理后的图像信号存储在所述信号处理控制器的存储器中和/或通过无线/有线方式发送至所述远程服务器中，由显示器显示，并进行存储。

9.如权利要求7所述的一种矿业生产监控方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述信号处理控制器对所采集的绞车运行状态信号进行处理，并与所述信号处理控制器得到的矿车重量信号和矿车运行方向信号对比，得到报警数据包。

10.如权利要求7所述的一种矿业生产监控方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述信号处理控制器对所采集的箱体开启状态信号进行处理，得到报警数据包，在步骤(3)中，所述远程服务器接收到报警数据包后，通过无线通讯网络将报警信息发送至监管人员的终端设备中；所述信号处理控制器定时巡检各个传感器的内码值，根据反馈的内码值状态，生成报警信号；所述信号处理控制器定时向所述远程服务器发送巡检信号，所述远程服务器根据收到巡检信号的状态，生成报警信号，所述报警数据包和所述巡检信号中包括特定用户信息标识。

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