CN106870005A - 一种煤矿回采工作面动态监测装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿回采工作面动态监测装置及其控制方法，属于煤矿工作面回采技术领域，包括设置在矿井内的分布式光纤测温主机和布置在矿井外的监测主机，分布式光纤测温主机的一端通过以太网与监测主机连接进行双向通信、另一端与敷设在巷道内的感温光缆连接。还提供上述煤矿回采工作面动态监测装置的控制方法。分布式光纤测温主机实时监测回风巷道内敷设的感温光缆的温度并对回风巷和上隅角处的温度信息进行统计分析，间接获取回采工作面的动态信息。监测主机以回采工作面的动态信息为依据，在不同的回采位置设置不同的回采速度区间，与传统方法相比，提供的方案能实现对煤矿工作面动态的实时在线监测，自动化程度及准确度都非常高。

Description

一种煤矿回采工作面动态监测装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及煤矿工作面回采技术领域，特别涉及一种煤矿回采工作面动态监测装置及其控制方法。

背景技术

回采技术是目前广泛应用的煤矿开采手段，回采速度和位置是回采过程中非常重要的参数，当回采工作面接近或穿过不同煤层赋存条件、不同的隐蔽工程点时，操作规程机安全技术措施均有不同的要求，如果不同位置的实际回采速度和预设的回采速度差异过大，就会带来不良的后果，甚至造成生命财产安全损失。因此，煤矿开采设计人员都非常重视煤矿不同位置回采速度的设置。

目前，在煤矿回采前，采用人工丈量结合填图分析的方法来确定煤矿回采工作面距前方已知断层、变薄层、岩浆岩、钻孔、老巷道、老空区以及收作线的空间关系。在实际回采工作中，通过人工丈量的方法确定工作面位置的改变及其对应的生产时间来反求回采速度，并在煤层赋存条件不同时，采取相应的管理措施，对接近或穿越可能存在的隐患区域时，提前启动排除隐患措施。

但是，上述采用人工丈量的方法存在测量的误差较大、实时性差、信息共享难等问题，很难适应生产管理和安全管理的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿回采工作面动态监测装置及其控制方法，以解决现有的人工丈量方法难以适用煤矿管理生产管理、安全管理的需要的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：第一方面，提供一种煤矿回采工作面动态监测装置，包括：设置在矿井内的分布式光纤测温主机和布置在矿井外的监测主机，分布式光纤测温主机的一端通过以太网与监测主机连接进行双向通信、另一端与敷设在巷道内的感温光缆连接。

第二方面，提供一种上述煤矿回采工作面动态监测装置的控制方法，包括：

分布式光纤测温主机对感温光纤上温度的变化进行实时监测和分析，以得到回采工作面的动态信息；

分布式光纤测温主机通过以太网将回采工作面的动态信息发送至监测主机；

监测主机根据回采工作面的动态信息以及预置的作业规程，在相应的回采位置设置相应的回采速度区间。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：由于受煤矿采空区和回采工作面对空气加热的影响，工作面回采过程中，回风上隅角处的温度比回风巷道内其它位置处的温度要高，因此，回风上隅角附近的温度沿回采方向存在一个相对稳定的温度梯度。通过分布式光纤测温主机实时监测回风巷道内敷设的感温光缆的温度，即能实时监测回风巷和上隅角处的温度信息，分布式光纤测温主机对回风巷和上隅角处的温度信息进行统计分析，间接获取回采工作面的动态信息，包括回采速度以及指定时间内的回采距离。监测主机以回采工作面的动态信息为依据，在不同的回采位置设置不同的回采速度区间，与传统的人工丈量的方法相比，本发明提供的方案能实现对煤矿工作面动态的实时在线监测，自动化程度及准确度都非常高。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种煤矿回采工作面动态监测装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种煤矿回采工作面动态监测装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图2所示，对本发明做进一步详细叙述。

如图1所示，本实施例公开了一种煤矿回采工作面动态监测装置，该装置包括：设置在矿井内的分布式光纤测温主机10和布置在矿井外的监测主机20，分布式光纤测温主机10的一端通过以太网与监测主机20连接进行双向通信、另一端与敷设在巷道内的感温光缆30连接。

其中，本实施例中将分布式光纤测温主机10与感温光缆30作为一个整体放置在矿井内部。分布式光纤测温主机10通过感温光缆30自动检测回风巷中各处的温度分布，并通过对上隅角位置的定位及自动跟踪，从而间接测量回采速度以及指定时间内的回采距离。

进一步地，感温光缆30从分布式光纤测温主机10的另一端开始沿回风巷道至上隅角处的路径进行敷设。

进一步地，感温光缆30与矿井地面平行且位于矿井地面外。

其中，作为本实施例较为优选的方案，感温光缆30与矿井地面平行且与矿井地面保持1-2米的高度。以便于感温光缆30能够快速准确的监测回风巷道中与感温光缆30对应位置处的温度。

进一步地，分布式光纤测温主机10具有至少一个通道以分别与至少一个回采工作面的回风巷道内的感温光缆30连接。

其中，本实施例中的分布式光纤测温主机10具有至少一个通道，能够通过一台分布式光纤测温主机10和一台监测主机20实现多个回采工作平面的动态实时循环监测。

进一步地，回风巷道内布置有悬挂机构40，悬挂机构40与感温光缆30构成悬挂配合。

其中，本实施例中的悬挂机构40具体为挂钩，用于探取、悬挂感温光缆30，本实施例中的多个挂钩设置在同一高度，以保证感温光缆30与矿井地面保持相同高度。

进一步地，包括与监测主机20连接的设备终端50。

其中，监测主机20将回采工作面的位置、回采速度、预设速度、报警信息或警示信息发送至设备终端50以供设备终端50进行显示，从而为用户提供决策依据。

如图2所示，本实施例公开了一种上述煤矿回采工作面动态监测装置的控制方法，该方法包括如下步骤S1至S3：

S1、分布式光纤测温主机10对感温光纤30上温度的变化进行实时监测和分析，以得到回采工作面的动态信息；

S2、分布式光纤测温主机10通过以太网将回采工作面的动态信息发送至监测主机20；

S3、监测主机20根据回采工作面的动态信息以及预置的作业规程，在相应的回采位置设置相应的回采速度区间。

进一步地，上述方法还包括如下步骤：

监测主机20在判断回采工作面当前的回采速度不在预设的回采速度区间内时，发出报警信息和/或警示信息。

其中，监测主机20在回采工作面当前的回采速度高于或者低于预设的回采速度区间时，发出报警信息和/或警示信息。

进一步地，监测主机20将报警信息和/或警示信息发送至设备终端50以供设备终端50进行显示。

本发明提出的利用分布式光纤测温主机实现对上隅角动态实时的在线监测，通过对回采巷道、上隅角的温度进行统计分析，直接反映出回采工作面的动态。监测主机将回采工作面的动态信息与数字化矿山、作业规程以及安全技术措施进行深度融合，可将煤层剖面（依据机巷、风巷、钻孔信息）、煤层赋存情况、采掘工作面平面位置及动态信息等实时在线显示，进而实现启动对策语音提醒智能化、违规开采断电控制自动化等功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种煤矿回采工作面动态监测装置，其特征在于，包括：设置在矿井内的分布式光纤测温主机（10）和布置在矿井外的监测主机（20），分布式光纤测温主机（10）的一端通过以太网与监测主机（20）连接进行双向通信、另一端与敷设在巷道内的感温光缆（30）连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的感温光缆（30）从分布式光纤测温主机（10）的另一端开始沿回风巷道至上隅角处的路径进行敷设。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的感温光缆（30）与矿井地面平行且位于矿井地面外。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的分布式光纤测温主机（10）具有至少一个通道以分别与至少一个回采工作面的回风巷道内的感温光缆（30）连接。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述的回风巷道内布置有悬挂机构（40），悬挂机构（40）与感温光缆（30）构成悬挂配合。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括与监测主机（20）连接的设备终端。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的煤矿回采工作面动态监测装置的控制方法，其特征在于，包括：

S1、分布式光纤测温主机（10）对感温光纤（30）上温度的变化进行实时监测和分析，以得到回采工作面的动态信息；

S2、分布式光纤测温主机（10）通过以太网将回采工作面的动态信息发送至监测主机（20）；

S3、监测主机（20）根据回采工作面的动态信息以及预置的作业规程，在相应的回采位置设置相应的回采速度区间。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

监测主机（20）在判断回采工作面当前的回采速度不在预设的回采速度区间内时，发出报警信息和/或警示信息。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

监测主机（20）将报警信息和/或警示信息发送至设备终端（50）以供设备终端（50）进行显示。