CN109488349A - 一种矿用单体液压支柱压力监测方法和系统 - Google Patents

一种矿用单体液压支柱压力监测方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于煤矿安全监测的技术领域，具体涉及一种矿用单体液压支柱压力监测方法和系统；解决的技术问题为：提供一种智能化程度较高的矿用单体液压支柱压力监测方法和系统；采用的技术方案为：包括，对多个单体液压支柱进行安全区域分组并编号；每个安全区域组内的单体液压支柱上，分别安装压力传感器；将每个安全区域组内的压力传感器，分别连接在同一个井下监测仪；井下监测仪接收压力传感器传来的压力信号，并传送至数据处理平台；设置每个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值；对接收的多个压力信号，进行安全区域组的压力值计算；当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。

Description

一种矿用单体液压支柱压力监测方法和系统
技术领域
本发明属于煤矿安全监测的技术领域，具体涉及一种矿用单体液压支柱压力监测方法和系统。
背景技术
众所周知，单体液压支柱是煤矿井下使用的重要支护设备，单体液压支柱性能的优劣直接关系到井下顶板的支护安全。
目前，国内主流的液压支架压力监测方式为：在单体液压支柱上设置压力传感器，通过监测分站采集压力传感器输出的压力信号，并传送至监测平台进行数据处理，这种方式仅能对单体液压支柱压力进行远程监测及报警，无法综合的分析井下工作面的所有相关液压支柱压力值情况，无法在单体液压支柱压力预警状态下，提供是否继续作业的指示，智能化程度低。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种智能化程度较高的矿用单体液压支柱压力监测方法和系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种矿用单体液压支柱压力监测方法，包括下列步骤：
S10，对多个单体液压支柱进行安全区域分组并编号；
S20，每个安全区域组内的单体液压支柱上，分别安装压力传感器；
S30，将每个安全区域组内的压力传感器，分别连接在同一个井下监测仪；
S40，井下监测仪接收压力传感器传来的压力信号，并传送至数据处理平台；
S50，设置每个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值；
S60，对接收的多个压力信号，进行安全区域组的压力值计算；
S70，当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。
优选地，还包括：建立井下单体液压支柱分布地图；在地图上显示每个单体液压支柱的实时压力值；当实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示。
优选地，还包括：对每个安全区域组的压力值进行存储；分析每个单体液压支柱上的压力值变化情况，对压力值异常变化的压力传感器进行定位并故障标记；发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端。
优选地，所述警戒状态指示指令包括：发出语音提醒指令至井下工作面报警设备；所述危险状态指示指令包括：发出断电闭锁信号至电气设备，发出紧急撤离指令至井下工作面报警设备。
优选地，所述发出断电闭锁信号至电气设备具体为：发出延时断电指令至所有的非本质安全电气设备电源。
相应地，一种矿用单体液压支柱压力监测系统，包括：
压力传感器，为多个，每个压力传感器分别设置在对应的单体液压支柱上，用于采集单体液压支柱的压力信号；
井下监测仪，为多个，每个所述的井下监测仪均连接多个压力传感器，用于接收压力传感器传来的压力信号，对压力信号进行信号处理后，发送至数据处理平台；
所述数据处理平台包括：
建立单元，用于建立安全区域分组并编号，其中：每个安全区域分组内包含有多个单体液压支柱；
设置单元，用于设置每个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值；
接收单元，用于接收井下监测仪传来的压力信号；
计算单元，用于计算安全区域组的压力值；
比对单元，用于将每个安全区域组的压力值与设置单元中设置的压力阈值和报警压力阈值进行比对；
执行单元，用于当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。
优选地，所述数据处理平台还包括：地图建立单元，用于建立井下单体液压支柱分布地图；地图显示单元，用于在地图上显示每个单体液压支柱的实时压力值；当实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示。
优选地，所述数据处理平台还包括：存储单元，用于对安全区域组的压力值进行存储；分析单元，用于分析每个单体液压支柱上的压力值变化情况，对压力值异常变化的压力传感器进行定位并故障标记；发送单元，用于发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端。
优选地，所述警戒状态指示指令包括：发出语音提醒指令至井下工作面报警设备；所述危险状态指示指令包括：发出断电闭锁信号至电气设备，发出紧急撤离指令至井下工作面报警设备。
优选地，所述执行单元中的发出断电闭锁信号至电气设备，具体包括：发出延时断电指令至所有的非本质安全电气设备电源。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明能够根据安全区域分组，对分组内的单体液压支柱进行压力监测，能够综合分析安全区域分组内的相关单体液压支柱的压力值情况，避免了因单个单体液压支柱受力变化引起的报警，进而导致生产中断等情况的发生，智能化程度高，实用性极强。
2、本发明中，设置有井下单体液压支柱分布地图，当每个单体液压支柱的实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示，数据展示方式直观、醒目，便于工作人员对井下单体液压支柱受力情况的实时观测。
3、本发明通过对压力值异常变化的压力传感器进行定位、故障标记，以及发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端，能够使工作人员及时更换压力传感器，保证了系统的可靠性和安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
图1为本发明实施例一提供的一种矿用单体液压支柱压力监测方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种矿用单体液压支柱压力监测方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的一种矿用单体液压支柱压力监测方法的流程图；
图4为本发明实施例一提供的一种矿用单体液压支柱压力监测系统的电路结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种矿用单体液压支柱压力监测系统的电路结构示意图；
图6为本发明实施例三提供的一种矿用单体液压支柱压力监测系统的电路结构示意图；
图中：10为压力传感器，20为井下监测仪，30为数据处理平台；
301为建立单元，302为设置单元，303为接收单元，304为计算单元，305为比对单元，306为执行单元，307为地图建立单元，308为地图显示单元，309为存储单元，310为分析单元，311为发送单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一提供的一种矿用单体液压支柱压力监测方法的流程图；如图1所示，一种矿用单体液压支柱压力监测方法，包括下列步骤：S10，对多个单体液压支柱进行安全区域分组并编号；S20，每个安全区域组内的单体液压支柱上，分别安装压力传感器；S30，将每个安全区域组内的压力传感器，分别连接在同一个井下监测仪；S40，井下监测仪接收压力传感器传来的压力信号，并传送至数据处理平台；S50，设置每个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值；S60，对接收的多个压力信号，进行安全区域组的压力值计算；S70，当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。
本发明中，所述安全区域分组的压力阈值为：组内一个或多个(非全部)单体液压支柱上的受力值超过设定的安全阈值；所述安全区域分组的报警压力阈值为：组内所有的单体液压支柱上的受力值超过设定的安全阈值。
本发明在使用时，能够对井下工作面进行安全区域划分，对每个安全区域组内的单体液压支柱进行安全区域分组并编号，设置在单体液压支柱上的压力传感器实时的对单体液压支柱的受力情况进行监控，并将压力信号通过井下检测仪发送至数据处理平台；数据处理平台设置有个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值，当接收到压力信号后，根据安全区域分组，对每个安全区域分组内的压力信号进行压力值计算，当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。
本发明能够根据安全区域分组，对分组内的单体液压支柱进行压力监测，能够综合分析安全区域分组内的相关单体液压支柱的压力值情况，避免了因单个单体液压支柱受力变化引起的报警，进而导致生产中断等情况的发生，智能化程度高，实用性极强。
图2为本发明实施例二提供的一种矿用单体液压支柱压力监测方法的流程图，如图2所示，在实施例一的基础上，还包括：建立井下单体液压支柱分布地图；在地图上显示每个单体液压支柱的实时压力值；当实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示。
本实施例中，设置有井下单体液压支柱分布地图，当每个单体液压支柱的实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示，数据展示方式直观、醒目，便于工作人员对井下单体液压支柱受力情况的实时观测。
图3为本发明实施例三提供的一种矿用单体液压支柱压力监测方法的流程图，如图3所示，在实施例一的基础上，还包括：对每个安全区域组的压力值进行存储；分析每个单体液压支柱上的压力值变化情况，对压力值异常变化的压力传感器进行定位并故障标记；发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端。
本发明中，所述的压力值异常变化包括的情形有：该压力传感器的压力值超过安全阈值，而安全区域分组内的其他单体液压支柱压力值无变化或无明显变化；或该压力传感器的压力值超过安全阈值，相邻单体液压支柱压力值无变化或无明显变化。
本实施例中，通过对压力值异常变化的压力传感器进行定位、故障标记，以及发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端，能够使工作人员及时更换压力传感器，保证了系统的可靠性和安全性。
具体地，所述警戒状态指示指令包括：发出语音提醒指令至井下工作面报警设备；所述危险状态指示指令包括：发出断电闭锁信号至电气设备，发出紧急撤离指令至井下工作面报警设备。
进一步地，所述发出断电闭锁信号至电气设备具体为：发出延时断电指令至所有的非本质安全电气设备电源。
图4为本发明实施例一提供的一种矿用单体液压支柱压力监测系统的电路结构示意图；如图4所示，一种矿用单体液压支柱压力监测系统，包括：压力传感器10，为多个，每个压力传感器10分别设置在对应的单体液压支柱上，用于采集单体液压支柱的压力信号；井下监测仪20，为多个，每个所述的井下监测仪20均连接多个压力传感器10，用于接收压力传感器10传来的压力信号，对压力信号进行信号处理后，发送至数据处理平台30；
所述数据处理平台30包括：建立单元301，用于建立安全区域分组并编号，其中：每个安全区域分组内包含有多个单体液压支柱；设置单元302，用于设置每个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值；接收单元303，用于接收井下监测仪20传来的压力信号；计算单元304，用于计算安全区域组的压力值；比对单元305，用于将每个安全区域组的压力值与设置单元302中设置的压力阈值和报警压力阈值进行比对；执行单元306，用于当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。
图5为本发明实施例二提供的一种矿用单体液压支柱压力监测系统的电路结构示意图，如图5所示，在实施例一的基础上，所述数据处理平台30还包括：地图建立单元307，用于建立井下单体液压支柱分布地图；地图显示单元308，用于在地图上显示每个单体液压支柱的实时压力值；当实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示。
图6为本发明实施例三提供的一种矿用单体液压支柱压力监测系统的电路结构示意图，如图6所示，在实施例一的基础上，所述数据处理平台30还包括：存储单元309，用于对安全区域组的压力值进行存储；分析单元310，用于分析每个单体液压支柱上的压力值变化情况，对压力值异常变化的压力传感器进行定位并故障标记；发送单元311，用于发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端。
具体地，所述警戒状态指示指令包括：发出语音提醒指令至井下工作面报警设备；所述危险状态指示指令包括：发出断电闭锁信号至电气设备，发出紧急撤离指令至井下工作面报警设备。
进一步地，所述执行单元306中的发出断电闭锁信号至电气设备，具体包括：发出延时断电指令至所有的非本质安全电气设备电源。
更进一步地，所述井下监测仪20的结构可为：包括信号调理电路、V/F转换电路、控制器和通信模块；所述信号调理电路与压力传感器10的输出端电连接，所述信号调理电路将信号进行调理并将信号输入至V/F转换电路，所述V/F转换电路将信号进行V/F转换并将信号输入至控制器，所述控制器将信号进行整理后将压力信号发送至通信模块，所述通信模块与数据处理平台30双向连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种矿用单体液压支柱压力监测方法，其特征在于：包括下列步骤：
S10，对多个单体液压支柱进行安全区域分组并编号；
S20，每个安全区域组内的单体液压支柱上，分别安装压力传感器；
S30，将每个安全区域组内的压力传感器，分别连接在同一个井下监测仪；
S40，井下监测仪接收压力传感器传来的压力信号，并传送至数据处理平台；
S50，设置每个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值；
S60，对接收的多个压力信号，进行安全区域组的压力值计算；
S70，当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。
2.根据权利要求1所述的一种矿用单体液压支柱压力监测方法，其特征在于：还包括：
建立井下单体液压支柱分布地图；
在地图上显示每个单体液压支柱的实时压力值；
当实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示。
3.根据权利要求1所述的一种矿用单体液压支柱压力监测方法，其特征在于：还包括：
对每个安全区域组的压力值进行存储；
分析每个单体液压支柱上的压力值变化情况，对压力值异常变化的压力传感器进行定位并故障标记；
发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端。
4.根据权利要求1所述的一种矿用单体液压支柱压力监测方法，其特征在于：
所述警戒状态指示指令包括：发出语音提醒指令至井下工作面报警设备；
所述危险状态指示指令包括：发出断电闭锁信号至电气设备，发出紧急撤离指令至井下工作面报警设备。
5.根据权利要求1所述的一种矿用单体液压支柱压力监测方法，其特征在于：所述发出断电闭锁信号至电气设备具体为：
发出延时断电指令至所有的非本质安全电气设备电源。
6.一种矿用单体液压支柱压力监测系统，其特征在于：包括：
压力传感器(10)，为多个，每个压力传感器(10)分别设置在对应的单体液压支柱上，用于采集单体液压支柱的压力信号；
井下监测仪(20)，为多个，每个所述的井下监测仪(20)均连接多个压力传感器(10)，用于接收压力传感器(10)传来的压力信号，对压力信号进行信号处理后，发送至数据处理平台(30)；
所述数据处理平台(30)包括：
建立单元(301)，用于建立安全区域分组并编号，其中：每个安全区域分组内包含有多个单体液压支柱；
设置单元(302)，用于设置每个安全区域分组的压力阈值和报警压力阈值；
接收单元(303)，用于接收井下监测仪(20)传来的压力信号；
计算单元(304)，用于计算安全区域组的压力值；
比对单元(305)，用于将每个安全区域组的压力值与设置单元(302)中设置的压力阈值和报警压力阈值进行比对；
执行单元(306)，用于当压力值超出压力阈值时，发出警戒状态指示指令；当压力值超出报警压力阈值时，发出危险状态指示指令。
7.根据权利要求1所述的一种矿用单体液压支柱压力监测系统，其特征在于：所述数据处理平台(30)还包括：
地图建立单元(307)，用于建立井下单体液压支柱分布地图；
地图显示单元(308)，用于在地图上显示每个单体液压支柱的实时压力值；当实时压力值超过压力阈值时，用红色数字进行显示。
8.根据权利要求1所述的一种矿用单体液压支柱压力监测系统，其特征在于：所述数据处理平台(30)还包括：
存储单元(309)，用于对安全区域组的压力值进行存储；
分析单元(310)，用于分析每个单体液压支柱上的压力值变化情况，对压力值异常变化的压力传感器进行定位并故障标记；
发送单元(311)，用于发送更换故障压力传感器指令至外部接收终端。
9.根据权利要求1所述的一种矿用单体液压支柱压力监测系统，其特征在于：所述警戒状态指示指令包括：发出语音提醒指令至井下工作面报警设备；
所述危险状态指示指令包括：发出断电闭锁信号至电气设备，发出紧急撤离指令至井下工作面报警设备。
10.根据权利要求6所述的一种矿用单体液压支柱压力监测系统，其特征在于：所述执行单元(306)中的发出断电闭锁信号至电气设备，具体包括：
发出延时断电指令至所有的非本质安全电气设备电源。
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