CN105443157B - 一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 - Google Patents
一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105443157B CN105443157B CN201610022534.3A CN201610022534A CN105443157B CN 105443157 B CN105443157 B CN 105443157B CN 201610022534 A CN201610022534 A CN 201610022534A CN 105443157 B CN105443157 B CN 105443157B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- alarm
- backbone metal
- roof
- detection technique
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 5
- 238000009954 braiding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000013066 combination product Substances 0.000 description 1
- 229940127555 combination product Drugs 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
- E21F17/185—Rock-pressure control devices with or without alarm devices; Alarm devices in case of roof subsidence
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，包括PLC主控制器，所述PLC主控制器上连接激光防冒顶模块、故障检测模块和预警模块；所述激光防冒顶模块包括激光发射器、支架金属网、激光接收器、分秒计时器、漏冒、压垮和光电转换器；所述故障检测模块包括压力传感器、振动传感器和设定值；所述预警模块包括液晶显示器、语音报警器、闪光报警器和扩展口。本发明制作简单、价格便宜、牢固可靠、控制稳定，且可有效防止掘进顶板出现漏冒、压垮和振动坍塌现象，实现井下事故有效识别与安全预控的目的。
Description
技术领域
本发明属于井下安全预警领域，具体涉及一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置。
背景技术
煤矿作为高危行业之一，随着开采深度的增加和岩性的改变，矿山压力的显现愈来愈明显，巷道支护的方式以及支护材料的刚度、柔度、结构、质量难以满足需求。就顶板事故而言，它不同于瓦斯煤尘爆炸，群死群伤的重特大恶性事故通常比较少见，而零散事故却频繁发生，凡是有人工作的地点，都有可能发生这类事故，分布范围也特别广泛。据国家安全监管总局统计，2015年11月，煤矿发生较大事故4起、死亡17人，同比增加1起、5人；采煤工作面顶板事故占顶板事故总数的比例有所下降，但依然达到了66％，巷道顶板事故则上升到34％；科技日报2015年12月27日称，平邑石膏矿发生坍塌导致大面积矿岩层冒顶，造成1人遇难，17人被困井下。
由于我国煤矿开采存在着员工作业环境差、矿工安全意识偏低、企业安全管理水平有限和支护设备漏洞百出等不安全现状，从而导致矿难事故屡屡发生，究其原因，主要是矿用支护设备在井下顶板出现漏冒、压垮和振动坍塌时不能有效识别和预控。目前关于煤矿防冒顶的预警装置甚少，现有的预警装置仅可实现数据的采集与存储，却无法实现必要的故障诊断及预警功能，不能及时判断和预控现存的或可能发生的故障。因此，在矿井复杂环境下亟需构建一种智能防冒顶安全预警装置，以有效识别和监控煤矿冒顶事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，用于防止井下掘进顶板出现漏冒、压垮和振动坍塌现象，实现井下事故有效识别与安全预控的目的。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，包括PLC主控制器，所述PLC主控制器上连接激光防冒顶模块、故障检测模块和预警模块；所述激光防冒顶模块包括激光发射器、支架金属网、激光接收器、分秒计时器、漏冒、压垮和光电转换器；所述故障检测模块包括压力传感器、振动传感器和设定值；所述预警模块包括液晶显示器、语音报警器、闪光报警器和扩展口。
所述激光发射器和激光接收器采用多组并排方式安装于支架金属网两侧，当激光接收器接收不到激光发射器发出的激光信号时，分秒计时器开始计时，信号回复时自动清零，若计时不足10秒或信号断断续续，则为矿井工作区顶板上出现漏冒现象，并可根据安装编号和语音报警器确定漏冒位置，若计时超过10秒并持续计时，则为支架金属网被顶板压弯而导致的激光信号中断现象，并可根据安装编号和语音报警器确定压垮位置；所述支架金属网采用强度较硬的粗钢丝编织而成，网孔为36cm2，并由若干只支架金属杆支撑于掘进地面上，且贴近矿井顶板水平放置；所述压力传感器安装于支架金属网下侧正中心位置，用于检测矿井顶板对支架金属网的压力；所述振动传感器安装于矿井顶板表面，用于采集因钻探、采掘而产生的矿井顶板振动频率，可预防振动塌方事故；所述液晶显示器采用双排大屏12864液晶显示器，用于显示检测到的矿井顶板压力值和振动频率；所述语音报警器和闪光报警器安装于掘进面支架金属杆上，当检测值达到或超出设定值时，语音报警器和闪光报警器同时发出报警信号。
本发明与现有技术相比的有益效果体现在：
本发明采用PLC作为主控制器，不仅价格优惠、编程简洁、控制精确，而且还可以保证整个系统在井下复杂工作环境下的稳定性和可靠性；采用多组并排方式的激光探测技术和分秒计时器可有效预防掘进面顶板出现碎石漏冒或支架金属网压垮坍塌事故，实现事故识别与预控的目的；采用压力传感器和振动传感器，可达到多重预防与事故识别的目的；采用双排大屏12864液晶显示器，可同时显示检测到的压力值和振动频率，便于地面操作人员及时掌握井下掘进面顶板的实时动态，缩短事故预判时间。
本发明设计出一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，所用PLC主控制器、激光探测技术、压力传感器和振动传感器均属于现有成熟技术，这种成熟技术之间的合理运用与组合，不仅降低了该装置的制作难度、缩减了生产资本投入，而且又可使组合后的新产品具有多重预警、事故识别、控制稳定、牢固可靠的良好效果。
本装置制作简单、经济实惠、牢固可靠、控制稳定，在井下现场测试中，可有效防止掘进顶板出现漏冒、压垮和振动坍塌现象，实现井下事故有效识别与安全预控的目的。
附图说明
图1为本发明一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置系统框图；
图2为本发明模拟现场安装简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细的说明：
如图1所示，一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，包括PLC主控制器，所述PLC主控制器上连接激光防冒顶模块、故障检测模块和预警模块；所述激光防冒顶模块包括激光发射器、支架金属网、激光接收器、分秒计时器、漏冒、压垮和光电转换器；所述故障检测模块包括压力传感器、振动传感器和设定值；所述预警模块包括液晶显示器、语音报警器、闪光报警器和扩展口。
如图2所示，所述激光发射器和激光接收器采用多组并排方式安装于支架金属网两侧，当激光接收器接收不到激光发射器发出的激光信号时，分秒计时器开始计时，信号回复时自动清零，若计时不足10秒或信号断断续续，则为矿井工作区顶板上出现漏冒现象，并可根据安装编号和语音报警器确定漏冒位置，若计时超过10秒并持续计时，则为支架金属网被顶板压弯而导致的激光信号中断现象，并可根据安装编号和语音报警器确定压垮位置；所述支架金属网采用强度较硬的粗钢丝编织而成，网孔为36cm2，并由若干只支架金属杆支撑于掘进地面上，且贴近矿井顶板水平放置；所述压力传感器安装于支架金属网下侧正中心位置，用于检测矿井顶板对支架金属网的压力；所述振动传感器安装于矿井顶板表面，用于采集因钻探、采掘而产生的矿井顶板振动频率，可预防振动塌方事故；所述液晶显示器采用双排大屏12864液晶显示器，用于显示检测到的矿井顶板压力值和振动频率；所述语音报警器和闪光报警器安装于掘进面支架金属杆上，当检测值达到或超出设定值时，语音报警器和闪光报警器同时发出报警信号。
Claims (4)
1.一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，包括PLC主控制器，所述PLC主控制器上连接激光防冒顶模块、故障检测模块和预警模块；所述激光防冒顶模块包括激光发射器、支架金属网、激光接收器、分秒计时器、漏冒、压垮和光电转换器；所述故障检测模块包括压力传感器、振动传感器和设定值；所述预警模块包括液晶显示器、语音报警器、闪光报警器和扩展口；所述激光发射器和激光接收器采用多组并排方式安装于支架金属网两侧，当激光接收器接收不到激光发射器发出的激光信号时，分秒计时器开始计时，信号回复时自动清零，若计时不足10秒或信号断断续续，则为矿井工作区顶板上出现漏冒现象，并可根据安装编号和语音报警器确定漏冒位置，若计时超过10秒并持续计时，则为支架金属网被顶板压弯而导致的激光信号中断现象，并可根据安装编号和语音报警器确定压垮位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，其特征在于：所述支架金属网采用强度较硬的粗钢丝编织而成，网孔为36cm2，并由若干只支架金属杆支撑于掘进地面上，且贴近矿井顶板水平放置。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，其特征在于：所述压力传感器安装于支架金属网下侧正中心位置，用于检测矿井顶板对支架金属网的压力；所述振动传感器安装于矿井顶板表面，用于采集因钻探、采掘而产生的矿井顶板振动频率，可预防振动塌方事故。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置，其特征在于：所述液晶显示器采用双排大屏12864液晶显示器，用于显示检测到的矿井顶板压力值和振动频率；所述语音报警器和闪光报警器安装于掘进面支架金属杆上，当检测值达到或超出设定值时，语音报警器和闪光报警器同时发出报警信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610022534.3A CN105443157B (zh) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | 一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610022534.3A CN105443157B (zh) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | 一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105443157A CN105443157A (zh) | 2016-03-30 |
| CN105443157B true CN105443157B (zh) | 2017-06-16 |
Family
ID=55553739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610022534.3A Expired - Fee Related CN105443157B (zh) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | 一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105443157B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106223636A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-14 | 陕西省建筑科学研究院 | 一种黄土窑洞加固装置 |
| GB2576171A (en) | 2018-08-07 | 2020-02-12 | Caterpillar Global Mining Gmbh | Self-advancing roof support for a longwall mining system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86106319A (zh) * | 1986-09-15 | 1988-03-30 | 湖北省水利厅水利科学研究所 | 自动遥测落漏显危系统 |
| JP2000097737A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Babcock Hitachi Kk | 落石・崩落監視システム |
| CN103017673B (zh) * | 2012-12-26 | 2015-08-19 | 中铁二十四局集团有限公司 | 隧道围岩变形实时连续监测报警方法 |
| CN204476479U (zh) * | 2015-03-17 | 2015-07-15 | 安徽理工大学 | 一种新型的煤矿安全监控系统 |
| CN204831637U (zh) * | 2015-05-22 | 2015-12-02 | 安徽理工大学 | 一种煤矿顶板动态压力监测单元电路板 |
| CN105179018B (zh) * | 2015-10-16 | 2018-08-21 | 辽宁工程技术大学 | 一种煤矿冲击地压检测方法 |
| CN205477749U (zh) * | 2016-01-12 | 2016-08-17 | 安徽理工大学 | 一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 |
-
2016
- 2016-01-12 CN CN201610022534.3A patent/CN105443157B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105443157A (zh) | 2016-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104763470B (zh) | 矿用一孔多指标智能预警冲击地压系统及方法 | |
| CN201251564Y (zh) | 一种实时监测矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的装置 | |
| CN103726844B (zh) | 基于采煤工作面的自动采煤方法 | |
| CN106089304A (zh) | 一种基于地层施工多功能电气控制预警通信系统 | |
| CN205477749U (zh) | 一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 | |
| CN101363824A (zh) | 一种实时监测矿井顶板岩层或混凝土结构稳定性的装置 | |
| CN105443157B (zh) | 一种基于激光探测技术的煤矿防冒顶预警装置 | |
| CN103485826A (zh) | 煤与瓦斯突出事故报警方法 | |
| CN103061813B (zh) | 矿井围岩顶板灾害超声波多点实时监测方法 | |
| CN106224005A (zh) | 一种基于远程电数据交互电信号传输的监控方法 | |
| CN104018790A (zh) | 基于地音监测的巷道冲击地压预警方法 | |
| CN207337628U (zh) | 一种滑坡检测装置 | |
| CN205012992U (zh) | 一种简便的检测瓦斯抽放钻孔密封效果的装置 | |
| CN201412182Y (zh) | 一种在多噪音干扰环境下实时监测矿井围岩破坏的装置 | |
| CN116607998A (zh) | 一种城市轨道交通施工风险预警系统及方法 | |
| CN108597166B (zh) | 一种采石场安全监控系统和方法 | |
| CN115827765A (zh) | 一种现代化矿井火灾隐患智能化防控系统的搭建方法 | |
| CN210268562U (zh) | 一种数显顶板离层位移报警仪 | |
| CN106461617A (zh) | 检测结构故障的方法和仪器 | |
| CN205977278U (zh) | 一种判断巷道稳定性的装置 | |
| CN108257356A (zh) | 泥石流测量报警装置、系统及方法 | |
| CN206516040U (zh) | 一种建筑施工用脚手架振动检测报警装置 | |
| CN113756869A (zh) | 一种冲击地压局部监测预警系统及方法 | |
| CN105844862A (zh) | 地基裂缝坍塌报警装置 | |
| CN219953446U (zh) | 采煤工作面液压支架初撑力智能联动语音报警系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170616 Termination date: 20190112 |