CN106437806A - 一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，能够使该装置顶板与井下顶板增加接触面积，提高综采液压支架组装架的稳定性，采用的技术方案为：行走车下部设有轮组，两个立柱底座分别固定在行走车的两端，立柱千斤顶设置在立柱底座上，支顶装置固定在内立柱上部的外侧，支柱的顶部为球面结构，顶板设置在支柱上，顶板的下部设置成与支柱顶部相配合的凹面结构，挡环设置在支柱的球面结构下方并固定在顶板的下部，综合监测系统包括液压支架压力监测系统、采煤机喷雾降尘系统和远程控制中心，液压支架压力监测系统、采煤机喷雾降尘系统分别与远程控制中心相连；液压支架压力监测系统包括：压力监控主机和压力传感器，适用于煤矿系统。

Description

一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架

技术领域

本发明属于液压支架安全监控的技术领域，尤其涉及一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架。

背景技术

目前，由于煤矿综采设备液压支架体积大，轻者三、四十吨，重者五、六十吨，受煤矿井下及巷道条件限制无法整机下井，要把液压支架分解成部件分别运输下井，通常按部件底座、顶梁、前梁、尾梁四部分分别运输下井，每个工作面要有上百架液压支架，在工作面的设备安装与回撤工作中，液压支架的拆装量最大。传统的液压支架组装与拆卸方法是 ：采用绞车配合手拉葫芦、搬手等方式进行组装与拆卸，其缺点是 ：劳动强度大、工作效率低、安全隐患多、支架组装时对销孔困难、准确率低。

现有公知的液压支架组装架有在地面上的左、右两根水平滑道，每根滑道上有相对的四个滑块，每个滑块上有起吊架，起吊架有垂直的方管立柱，方管立柱由长度相等的上、下两段方管用螺栓连接组成，左、右方管立柱相对的侧面分别有纵向缝，方管立柱有与方管立柱的长度方向平行的起重千斤顶，起重千斤顶的下端定位连在方管立柱底部，起重千斤顶上的活塞杆上端连有动滑轮，方管立柱内有与方管立柱内腔相配合的方管滑块，方管滑块有伸出纵向缝的侧臂，侧臂连有挂链，方管立柱内的下端和方管滑块的侧臂之间连有绕过动滑轮的钢丝绳。

这种综采液压支架组装架有如下不足：

1、综采液压支架组装架在转向时，通过起吊架的方管立柱，方管立柱由长度相等的上、下两段方管用螺栓连接组成，由于安装起吊过程中螺栓受横向力，很容易造成螺纹孔变形，螺栓不能取出，不利于内立柱回缩；

2、这种综采液压支架组装架的支顶装置上部为平面结构，由于井下顶板不平，在与顶板连接时接触点比较小，在作业时液压支架组装架的稳定性不好。

随着我国对能源的需求越来越大，煤矿开采规模也逐渐增大，工作面工况条件也越来越复杂，对人员的安全威胁也愈来愈大，现有的综采设备和开采方式已经不能适应需要，因此，实现煤矿自动化和无人或少人工作面开采成为国内外采煤行业的迫切需要。

在煤矿综采中，液压支架是井下重要的采掘设备，综采工作面采煤时需要操作液压支架，出于安全性和方便性的考虑，需要对液压支架的架间监测、架间通讯、架间喷雾、架间照明以及压力信号的传递，进行全方位的监测与控制，上述液压支架各部分监测是是孤立的，由于铺设时电缆、液压胶管相互交织，使得推溜、移架时存在很大的安全隐患。

尤其是对液压支架的架间监测过程中，如对顶板压力监测、大立柱压力监测，目前还主要依靠人工抄表，不仅增加了工人的劳动强度，也使得压力信号传递成为空谈，导致分析事故靠经验判断，效率低、安全性低。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，能够对煤矿综采工作面液压支架的架间压力、架间喷雾、架间照明进行综合监测，并能够使该装置顶板与井下顶板增加接触面积，提高综采液压支架组装架的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，包括行走车、两个立柱底座、两个立柱千斤顶、两个立柱、两个支顶装置和综合监测系统，行走车下部设有轮组，两个立柱底座分别固定在行走车的两端，立柱千斤顶设置在立柱底座上，所述的立柱由内立柱、外立柱和立柱伸缩千斤顶组成，立柱伸缩千斤顶设置在内立柱内，内立柱设置在外立柱内，外立柱固定在立柱底座上，立柱千斤顶一端与立柱底座固定连接、另一端与外立柱的内底板铰接；所述的立柱伸缩千斤顶的上端与内立柱内壁固定连接、下端与外立柱内底板连接；所述综合监测系统设置在内立柱内。

所述综合监测系统的结构为：包括液压支架压力监测系统、采煤机喷雾降尘系统和远程控制中心，所述液压支架压力监测系统、采煤机喷雾降尘系统分别与所述远程控制中心相连；所述液压支架压力监测系统包括：压力监控主机和设置在液压支架立柱控制阀上的多个压力传感器，所述每个压力传感器均通过网络交换机与所述压力监控主机相连。

所述采煤机喷雾降尘系统包括：控制主机、控制器、电磁阀、截止阀、喷雾控制阀和喷雾装置；所述控制器内设置有信号接收器，所述信号接收器与设置在采煤机上的信号发射器相连，所述控制器分别与电磁阀和控制主机相连，所述电磁阀通过截止阀与喷雾控制阀相连，所述喷雾控制阀与所述喷雾装置相连，所述截止阀还和供水管路相连；所述压力监控主机和控制主机均与所述远程控制中心的监测服务器相连。

所述的内立柱内设有滑块，滑块内有固定在滑块上的绳轮，绳轮上绕有拉绳，拉绳一端固定在外立柱内底板上、另一端伸出；所述的支顶装置固定在内立柱上部的外侧，支顶装置包括支柱、顶板和挡环，所述支柱的顶部为球面结构，顶板设置在支柱上，顶板的下部设置成与支柱顶部相配合的凹面结构，挡环设置在支柱的球面结构下方并固定在顶板的下部。

优选地，所述控制器还通过集成线缆连接有LED照明灯。

优选地，所述综合监测系统还包括：无线通讯系统，所述无线通讯系统包括：无线通讯服务器、本安无线通讯机站、人员定位卡和本安WIFI手机，所述人员定位卡和本安WIFI手机通过本安无线通讯机站与无线通讯服务器相连，所述无线通讯服务器与远程控制中心相连。

优选地，所述本安无线通讯机站和无线通讯服务器均与网络交换机相连。

优选地，所述信号发射器为红外传感器，或为微波传感器。

优选地，本发明还包括车体旋转机构，所述的车体旋转机构包括转盘、固定支座和底座支撑千斤顶，固定支座固定在行走车上，底座支撑千斤顶设置在固定支座上，转盘设置在固定支座下部并通过螺栓与固定支座固定连接，底座支撑千斤顶的伸出端与转盘通过销轴连接。

优选地，所述的拉绳为钢丝绳。

优选地，在拉绳伸出的端部带有绳卡。

优选地，所述的立柱伸缩千斤顶下端与外立柱的内底板螺纹连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明采用内立柱、外立柱和支顶装置相结合的方式，由于支顶装置中的顶板与支柱之间可活动，当进行支护时，该顶板可根据井下顶板不平的趋向，调整接触面，使接触面积最大化，这样就有效地保证了综采液压支架组装架的稳定性，并在内立柱内设置综合监测系统，该综合监测系统包括液压支架压力监测系统、采煤机喷雾降尘系统和远程控制中心，通过设置在煤矿各个液压支架上控制器，就可以将工作面的各种数据传输到地面的远程控制中心，高效实时的反应井下压力情况，以及工作面抑尘效果，同时，设置在远程控制中心的监测服务器可实时显示监测点的数据和直方图，当监测数据超限时能自动声音报警并记录报警事件；此外，监测服务器还可进行数据存储和数据分析，帮助煤矿管理者正确决策减少事故的发生，实用性强。同时本发明中的采煤机喷雾降尘系统，各个液压支架均设置有控制器，在移动工作的采煤机上设置信号发射器，当采煤机移动至某一位置时，能够实时跟踪采煤机，并通过控制主机控制相应位置的控制器，进而打开电磁阀、喷雾控制阀，使喷雾装置进行喷雾，喷雾时，喷雾喷向煤壁湿润煤体，减少割煤和垮落冲击产尘；此外，所述的控制器还通过集成电缆连接有LED照明灯，与传统进行照明系统相比，减少了电缆的重复铺设，避免了浪费；本发明能可自动监测采煤机的运行位置，判断风向，运行速度再确定电磁阀的开关，做到精确降尘，使工人的工作环境得到改善，保护职工的身心健康，同时也减少了安全事故的发生。而且本发明中的无线通讯系统，能够实现井下无线语音通话功能，并能够24小时对煤矿出入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个工作人员在矿井下活动轨迹，确保进行工作人员人身安全。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是本发明中车体旋转机构的剖视图；

图4是本发明中支顶装置的剖视图；

图5为本发明中综合监测系统的结构框图。

图中：1.行走车，2.立柱底座，3.立柱，4.立柱伸缩千斤顶，5.绳轮，6.拉绳，7.支顶装置，8.顶板，9.立柱千斤顶，10.底座支撑千斤顶，11.转盘，12.挡环，13.支柱，14.固定支座、15.综合监测系统、151.液压支架压力监测系统，152.采煤机喷雾降尘系统，153.远程控制中心，154.压力监控主机，155.压力传感器，156.网络交换机，157.控制主机，158.控制器，159.电磁阀，1510.截止阀，1511.喷雾控制阀，1512.喷雾装置，1513.信号接收器，1514.采煤机，1515.信号发射器，1516.供水管路，1517.监测服务器，1518.LED照明灯，1519.无线通讯系统，1520.无线通讯服务器，1521.本安无线通讯机站，1522.人员定位卡，1523.本安WIFI手机，1524.液压支架立柱控制阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本发明一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，包括行走车1、两个立柱底座2、两个立柱千斤顶9、两个立柱3、两个支顶装置7和综合监测系统15，行走车1下部设有轮组，两个立柱底座2分别固定在行走车1的两端，立柱千斤顶9设置在立柱底座2上，所述的立柱3由内立柱、外立柱和立柱伸缩千斤顶4组成，立柱伸缩千斤顶4设置在内立柱内，内立柱设置在外立柱内，外立柱固定在立柱底座2上，立柱千斤顶9一端与立柱底座2固定连接、另一端与外立柱的内底板铰接；所述的立柱伸缩千斤顶4的上端与内立柱内壁固定连接、下端与外立柱内底板连接；所述综合监测系统15设置在内立柱内。

所述综合监测系统15的结构为：包括液压支架压力监测系统151、采煤机喷雾降尘系统152和远程控制中心153，所述液压支架压力监测系统151、采煤机喷雾降尘系统152分别与所述远程控制中心153相连；所述液压支架压力监测系统151包括：压力监控主机154和设置在液压支架立柱控制阀1524上的多个压力传感器155，所述每个压力传感器155均通过网络交换机156与所述压力监控主机154相连。

所述采煤机喷雾降尘系统152包括：控制主机157、控制器158、电磁阀159、截止阀1510、喷雾控制阀1511和喷雾装置1512；所述控制器158内设置有信号接收器1513，所述信号接收器1513与设置在采煤机1514上的信号发射器1515相连，所述控制器158分别与电磁阀159和控制主机157相连，所述电磁阀159通过截止阀1510与喷雾控制阀1511相连，所述喷雾控制阀1511与所述喷雾装置1512相连，所述截止阀1510还和供水管路1516相连；所述压力监控主机154和控制主机157均与所述远程控制中心153的监测服务器1517相连。

所述的内立柱内设有滑块，滑块内有固定在滑块上的绳轮5，绳轮5上绕有拉绳6，拉绳6一端固定在外立柱内底板上、另一端伸出；所述的支顶装置7固定在内立柱上部的外侧，支顶装置7包括支柱3、顶板8和挡环12，所述支柱13的顶部为球面结构，顶板8设置在支柱13上，顶板8的下部设置成与支柱13顶部相配合的凹面结构，挡环12设置在支柱13的球面结构下方并固定在顶板8的下部。

所述控制器158还通过集成线缆连接有LED照明灯1518。

所述综合监测系统15还包括：无线通讯系统1519，所述无线通讯系统1519包括：无线通讯服务器1520、本安无线通讯机站1521、人员定位卡1522和本安WIFI手机1523，所述人员定位卡1522和本安WIFI手机1523通过本安无线通讯机站1521与无线通讯服务器1520相连，所述无线通讯服务器1520与远程控制中心153相连。

所述本安无线通讯机站1521和无线通讯服务器1520均与网络交换机156相连。

所述信号发射器1515为红外传感器，或为微波传感器。

本发明还包括车体旋转机构，所述的车体旋转机构包括转盘11、固定支座14和底座支撑千斤顶4，固定支座14固定在行走车1上，底座支撑千斤顶4设置在固定支座14上，转盘11设置在固定支座14下部并通过螺栓与固定支座14固定连接，底座支撑千斤顶10的伸出端与转盘11通过销轴连接。

所述的拉绳6为钢丝绳。

本发明在拉绳6伸出的端部带有绳卡。

所述的立柱伸缩千斤顶4下端与外立柱的内底板螺纹连接。

本发明通过设置在煤矿各个液压支架上控制器158，就可以将工作面的各种数据传输到地面的远程控制中心153，高效实时的反应井下压力情况，以及工作面抑尘效果，同时，设置在远程控制中心153的监测服务器1517可实时显示监测点的数据和直方图，当监测数据超限时能自动声音报警并记录报警事件，实用性强。

本实施例中，所述的监测服务器1517可实时显示监测点的数据和直方图，当监测数据超限时能自动声音报警并记录报警事件，所述的监测服务器1517还能将接收的数据存储到数据库，所述数据存储采用动态存储技术，此外，所述的监测服务器1517还可连接有监测分析服务器，所述的监测分析服务器监可以进行综合专业化分析，如：液压支架工作状态分析、周期来压分析、压力分布规律分析、支架故障分析。

具体地，所述控制器158还通过集成线缆连接有LED照明灯1518，本发明中的采煤机喷雾降尘系统152，各个液压支架均设置有控制器，在移动工作的采煤机1514上设置信号发射器1515，当采煤机1514移动至某一位置时，能够实时跟踪采煤机，并通过控制主机157控制相应位置的控制器158，进而打开电磁阀159、喷雾控制阀1511，使喷雾装置1512进行喷雾，喷雾时，喷雾喷向煤壁湿润煤体，减少割煤和垮落冲击产尘；此外，与传统进行照明系统相比，本发明减少了电缆的重复铺设，避免了浪费；本发明能可自动监测采煤机1514的运行位置，判断风向，运行速度再确定电磁阀159的开关，做到精确降尘，使工人的工作环境得到改善，保护职工的身心健康，同时也减少了安全事故的发生。

进一步地，所述综合监测系统还包括：无线通讯系统1519，所述无线通讯系统1519包括：无线通讯服务器1520、本安无线通讯机站1521、人员定位卡1522和本安WIFI手机1523，所述人员定位卡1522和本安WIFI手机1523通过本安无线通讯机站1521与无线通讯服务器1520相连，所述无线通讯服务器1520与远程控制中心153相连，所述本安无线通讯机站1521和无线通讯服务器1520均与网络交换机156相连，通过无线通讯系统1519，能够实现井下无线语音通话功能，并能够1524小时对煤矿出入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个工作人员在矿井下活动轨迹，确保进行工作人员人身安全。

综上，本发明具有灵活、可靠的操控方式，可以对采煤机和液压支架等设备实现远程集中控制，减少采煤机和液压支架现场操作人员，实现综采工作面自动化、无人或少人开采，提高煤炭资源的开采效率，避免或减少煤矿重大人员伤亡事故；具有实质性特点和进步，上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于：包括行走车（1）、两个立柱底座（2）、两个立柱千斤顶（9）、两个立柱（3）、两个支顶装置（7）和综合监测系统（15），行走车（1）下部设有轮组，两个立柱底座（2）分别固定在行走车（1）的两端，立柱千斤顶（9）设置在立柱底座（2）上，所述的立柱（3）由内立柱、外立柱和立柱伸缩千斤顶（4）组成，立柱伸缩千斤顶（4）设置在内立柱内，内立柱设置在外立柱内，外立柱固定在立柱底座（2）上，立柱千斤顶（9）一端与立柱底座（2）固定连接、另一端与外立柱的内底板铰接；所述的立柱伸缩千斤顶（4）的上端与内立柱内壁固定连接、下端与外立柱内底板连接；所述综合监测系统（15）设置在内立柱内；所述综合监测系统（15）的结构为：包括液压支架压力监测系统（151）、采煤机喷雾降尘系统（152）和远程控制中心（153），所述液压支架压力监测系统（151）、采煤机喷雾降尘系统（152）分别与所述远程控制中心（153）相连；所述液压支架压力监测系统（151）包括：压力监控主机（154）和设置在液压支架立柱控制阀（1524）上的多个压力传感器（155），所述每个压力传感器（155）均通过网络交换机（156）与所述压力监控主机（154）相连；所述采煤机喷雾降尘系统（152）包括：控制主机（157）、控制器（158）、电磁阀（159）、截止阀（1510）、喷雾控制阀（1511）和喷雾装置（1512）；所述控制器（158）内设置有信号接收器（1513），所述信号接收器（1513）与设置在采煤机（1514）上的信号发射器（1515）相连，所述控制器（158）分别与电磁阀（159）和控制主机（157）相连，所述电磁阀（159）通过截止阀（1510）与喷雾控制阀（1511）相连，所述喷雾控制阀（1511）与所述喷雾装置（1512）相连，所述截止阀（1510）还和供水管路（1516）相连；所述压力监控主机（154）和控制主机（157）均与所述远程控制中心（153）的监测服务器（1517）相连；所述的内立柱内设有滑块，滑块内有固定在滑块上的绳轮（5），绳轮（5）上绕有拉绳（6），拉绳（6）一端固定在外立柱内底板上、另一端伸出；所述的支顶装置（7）固定在内立柱上部的外侧，支顶装置（7）包括支柱（3）、顶板（8）和挡环（12），所述支柱（13）的顶部为球面结构，顶板（8）设置在支柱（13）上，顶板（8）的下部设置成与支柱（13）顶部相配合的凹面结构，挡环（12）设置在支柱（13）的球面结构下方并固定在顶板（8）的下部。

2.根据权利要求1所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于：所述控制器（158）还通过集成线缆连接有LED照明灯（1518）。

3.根据权利要求1所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于：所述综合监测系统（15）还包括：无线通讯系统（1519），所述无线通讯系统（1519）包括：无线通讯服务器（1520）、本安无线通讯机站（1521）、人员定位卡（1522）和本安WIFI手机（1523），所述人员定位卡（1522）和本安WIFI手机（1523）通过本安无线通讯机站（1521）与无线通讯服务器（1520）相连，所述无线通讯服务器（1520）与远程控制中心（153）相连。

4.根据权利要求3所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于：所述本安无线通讯机站（1521）和无线通讯服务器（1520）均与网络交换机（156）相连。

5.根据权利要求4所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于：所述信号发射器（1515）为红外传感器，或为微波传感器。

6.根据权利要求5所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于，还包括车体旋转机构，所述的车体旋转机构包括转盘（11）、固定支座（14）和底座支撑千斤顶（4），固定支座（14）固定在行走车（1）上，底座支撑千斤顶（4）设置在固定支座（14）上，转盘（11）设置在固定支座（14）下部并通过螺栓与固定支座（14）固定连接，底座支撑千斤顶（10）的伸出端与转盘（11）通过销轴连接。

7.根据权利要求6所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于，所述的拉绳（6）为钢丝绳。

8.根据权利要求7所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于，在拉绳（6）伸出的端部带有绳卡。

9.根据权利要求8所述的一种带有监测系统的煤矿井下工作面液压支架，其特征在于，所述的立柱伸缩千斤顶（4）下端与外立柱的内底板螺纹连接。