CN109869192B - 综采工作面端头推移状态监测装置及方法 - Google Patents
综采工作面端头推移状态监测装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109869192B CN109869192B CN201910241275.7A CN201910241275A CN109869192B CN 109869192 B CN109869192 B CN 109869192B CN 201910241275 A CN201910241275 A CN 201910241275A CN 109869192 B CN109869192 B CN 109869192B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- scraper conveyor
- shaft
- sliding block
- personal computer
- industrial personal
- 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.)
- Active
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种综采工作面端头推移状态监测装置及方法，属于煤矿安全状态监测技术领域。在刮板输送机机头安装两轴电动滑台，电动滑台上的滑块可以沿水平轴和垂直轴自由运动。在滑块上安装电动旋转台，电动旋转台上安装超宽带雷达信号发生接收模块和喇叭天线。超宽带雷达信号发生接收模块和喇叭天线连接。工控机安装在顺槽控制中心。在刮板输送机移动前后，雷达对巷道煤壁同一区域进行两次聚束式干涉合成孔径成像。运用基于灰度和特征点的图像匹配算法，得到刮板输送机机头的三维移动距离及姿态变化。相较于现有技术，该方法更适用于煤矿井下煤粉尘和水汽等的恶劣环境。
Description
技术领域
本发明属于煤矿安全状态监测技术领域，具体涉及一种综采工作面端头推移状态监测装置及方法。
背景技术
在回采过程中，刮板输送机经常会出现上窜下滑的现象，造成支架挤架、垛架、倒架等，严重时甚至会引起冒顶事故。综采工作面端头推移状态监测是煤矿实现安全生产的关键技术。目前实现工作面端头推移状态监测的方法主要是用激光扫描仪。但激光受煤矿井下的煤粉尘，水汽等环境条件影响大，会使激光光束衰减急剧加大、发生畸变，直接影响激光扫描仪的测量精度。因此，综采工作面端头的推移状态监测是亟待解决的难题之一。
发明内容
发明目的：为了解决激光扫描仪在煤矿井下易受环境条件影响的问题，本发明提供一种综采工作面端头推移状态监测装置及方法，实现工作面端头的推移状态监测。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种综采工作面端头推移状态监测装置，包括刮板输送机机头、两轴电动滑台、超宽带雷达信号发生接收模块、角锥喇叭天线、电动旋转台和工控机；在刮板输送机机头的外侧表面安装两轴电动滑台，所述两轴电动滑台包括水平轴、垂直轴、电机、联轴器、水平滑块和垂直滑块，所述水平轴固定在刮板输送机机头的外侧表面上，垂直轴通过水平滑块安设在水平轴上，垂直轴上安设有上下滑动的垂直滑块；在垂直滑块上安装电动旋转台，电动旋转台上安装相互连接的超宽带雷达信号发生接收模块和角锥喇叭天线，并连接安装在顺槽控制中心的工控机。
进一步的，所述水平轴上设水平滑槽，水平滑块嵌入其中并水平滑动；垂直轴用螺丝固定在水平滑块上；垂直轴设垂直滑槽，垂直滑块嵌入其中并垂直滑动。
进一步的，在水平轴和垂直轴分别安装电机，电机通过同步带驱动滑块滑动；电机通过串口连接工控机，实现远程控制运动。
进一步的，电动旋转台通过连接板用螺丝固定在垂直滑块上。
进一步的，电动旋转台通过串口连接工控机，实现远程控制运动。
上述的一种综采工作面端头推移状态监测装置的监测方法，在刮板输送机移动前后，两轴电动滑台带动其滑块上的雷达沿水平轴和垂直轴自由运动，对巷道煤壁同一区域进行两次聚束式干涉合成孔径成像；再运用基于灰度和特征点的图像匹配算法，得到刮板输送机机头的三维移动距离及姿态变化。
本装置的监测方法具体包括如下步骤：
(1)随着煤矿工作面的推进，刮板输送机沿回采方向不断向前移动；在刮板输送机机头移动之前，工控机控制滑块在两轴电动滑台的垂直轴的不同高度处沿水平轴多次匀速移动；同时，工控机控制电动旋转台转动，使安装在电动旋转台上的角锥喇叭天线一直扫描巷道中同一区域；
(2)超宽带雷达信号发生接收模块将接收到的回波信号传输给工控机，工控机使用聚束式成像算法对扫描区域成像；
(3)在刮板输送机机头移动之后，重复(1)(2)步骤，对该扫描区域再次成像；
(4)工控机对刮板输送机移动前后雷达扫描形成的多幅图像进行图像匹配，从而得到刮板输送机机头的三维移动距离及姿态变化。
有益效果：本发明提供的综采工作面端头推移状态监测装置及方法，相较于现有技术，可大大减小环境因素对移动状态监测的影响，该方法更适用于煤矿井下煤粉尘和水汽等的恶劣环境。本发明提供的综采工作面端头推移状态监测装置及方法，一方面有利于煤矿的安全生产，另一方面，可为采煤机惯性导航定位在端头提供校正基准。
附图说明
图1为综采工作面端头推移状态监测装置
图2为两轴电动滑台
图3为综采工作面端头推移状态监测方法流程图
图4为煤矿工作面示意图
图中：1为刮板输送机机头，2为两轴电动滑台，3为超宽带雷达信号发生接收模块，4为角锥喇叭天线，5为电动旋转台，6为工控机，7为二轴电动滑台的水平轴，8为二轴电动平台的垂直轴，9为电机，10为联轴器，11为水平滑块，12为垂直滑块，13为采煤机，14为刮板输送机，15为液压支架，16为煤层，17为巷道，18为采空区。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，综采工作面端头推移状态监测装置包括刮板输送机机头1、两轴电动滑台2、超宽带雷达信号发生接收模块3、角锥喇叭天线4、电动旋转台5和工控机6；在刮板输送机机头1的外侧表面安装两轴电动滑台2，所述两轴电动滑台2包括水平轴7、垂直轴8、电机9、联轴器10、水平滑块11和垂直滑块12，所述水平轴7固定在刮板输送机机头1的外侧表面上，垂直轴8通过水平滑块11安设在水平轴7上，垂直轴8上安设有上下滑动的垂直滑块12；在垂直滑块12上安装电动旋转台5，电动旋转台5上安装相互连接的超宽带雷达信号发生接收模块3和角锥喇叭天线4，并连接安装在顺槽控制中心的工控机6。
如图2，所述水平轴7上设水平滑槽，水平滑块11嵌入其中并水平滑动；垂直轴8用螺丝固定在水平滑块11上；垂直轴8设垂直滑槽，垂直滑块12嵌入其中并垂直滑动。
在水平轴7和垂直轴8分别安装电机9，电机9通过联轴器10和同步带驱动滑块滑动；电机9通过串口连接工控机6，实现远程控制运动。
电动旋转台5通过连接板用螺丝固定在垂直滑块12上。
电动旋转台5通过串口连接工控机6，实现远程控制运动。
在刮板输送机14移动前后，两轴电动滑台2带动其滑块上的雷达沿水平轴7和垂直轴8自由运动，对巷道煤壁同一区域进行两次聚束式干涉合成孔径成像；再运用基于灰度和特征点的图像匹配算法，得到刮板输送机机头1的三维移动距离及姿态变化。
一种综采工作面端头推移状态监测装置的监测方法，包括如下步骤：
(1)如图4所示，采空区18内由液压支架15支撑放置采煤机13和刮板输送机14，进行煤层16的开采。随着煤矿工作面的推进，刮板输送机14沿回采方向不断向前移动；在刮板输送机机头1移动之前，工控机6首先通过电机9控制水平滑块11匀速移动，达到水平轴行程后，工控机6通过电机9控制垂直滑块12上下移动，改变垂直滑块12的高度位置，水平滑块11再次匀速移动。重复多次此过程，同时，工控机6控制电动旋转台5转动，使安装在电动旋转台5上的角锥喇叭天线4一直扫描巷道中同一区域；
(2)超宽带雷达信号发生接收模块3将接收到的回波信号传输给工控机6。工控机6使用聚束式成像算法对扫描区域成像。
(3)在刮板输送机机头1移动之后，重复(1)(2)步骤，对该扫描区域再次成像。
(4)工控机6对刮板输送机14移动前后雷达扫描形成的多幅图像进行图像匹配，从而得到刮板输送机机头1的三维移动距离及姿态变化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种综采工作面端头推移状态监测装置，其特征是：包括刮板输送机机头、两轴电动滑台、超宽带雷达信号发生接收模块、角锥喇叭天线、电动旋转台和工控机；在刮板输送机机头的外侧表面安装两轴电动滑台，所述两轴电动滑台包括水平轴、垂直轴、电机、联轴器、水平滑块和垂直滑块，所述水平轴固定在刮板输送机机头的外侧表面上，垂直轴通过水平滑块安设在水平轴上，垂直轴上安设有上下滑动的垂直滑块；在垂直滑块上安装电动旋转台，电动旋转台上安装相互连接的超宽带雷达信号发生接收模块和角锥喇叭天线，并连接安装在顺槽控制中心的工控机；
该综采工作面端头推移状态监测装置的监测方法是：在刮板输送机移动前后，两轴电动滑台带动其滑块上的雷达沿水平轴和垂直轴自由运动，对巷道煤壁同一区域进行两次聚束式干涉合成孔径成像；再运用基于灰度和特征点的图像匹配算法，得到刮板输送机机头的三维移动距离及姿态变化。
2.根据权利要求1所述的一种综采工作面端头推移状态监测装置，其特征是：所述水平轴上设水平滑槽，水平滑块嵌入其中并水平滑动；垂直轴用螺丝固定在水平滑块上；垂直轴设垂直滑槽，垂直滑块嵌入其中并垂直滑动。
3.根据权利要求1所述的一种综采工作面端头推移状态监测装置，其特征是：在水平轴和垂直轴分别安装电机，电机通过同步带驱动滑块滑动；电机通过串口连接工控机，实现远程控制运动。
4.根据权利要求1所述的一种综采工作面端头推移状态监测装置，其特征是：电动旋转台通过连接板用螺丝固定在垂直滑块上。
5.根据权利要求1所述的一种综采工作面端头推移状态监测装置，其特征是：电动旋转台通过串口连接工控机，实现远程控制运动。
6.根据权利要求1所述的一种综采工作面端头推移状态监测装置的监测方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）随着煤矿工作面的推进，刮板输送机沿回采方向不断向前移动；在刮板输送机机头移动之前，工控机控制滑块在两轴电动滑台的垂直轴的不同高度处沿水平轴多次匀速移动；同时，工控机控制电动旋转台转动，使安装在电动旋转台上的角锥喇叭天线一直扫描巷道中同一区域；
（2）超宽带雷达信号发生接收模块将接收到的回波信号传输给工控机，工控机使用聚束式成像算法对扫描区域成像；
（3）在刮板输送机机头移动之后，重复（1）（2）步骤，对该扫描区域再次成像；
（4）工控机对刮板输送机移动前后雷达扫描形成的多幅图像进行图像匹配，从而得到刮板输送机机头的三维移动距离及姿态变化。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910241275.7A CN109869192B (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 综采工作面端头推移状态监测装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910241275.7A CN109869192B (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 综采工作面端头推移状态监测装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109869192A CN109869192A (zh) | 2019-06-11 |
| CN109869192B true CN109869192B (zh) | 2020-03-27 |
Family
ID=66921495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910241275.7A Active CN109869192B (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 综采工作面端头推移状态监测装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109869192B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110261871B (zh) * | 2019-06-18 | 2023-09-22 | 中国矿业大学 | 一种基于激光雷达成像的综采工作面快速巡检装置 |
| CN111425709B (zh) * | 2020-03-30 | 2021-08-10 | 江苏科技大学 | 一种综采工作面用现场图像获取装置及图像获取方法 |
| CN111997679B (zh) * | 2020-09-09 | 2022-08-30 | 重庆工程职业技术学院 | 一种综采工作面端头推移状态监测装置 |
| CN112269170B (zh) * | 2020-10-21 | 2024-04-26 | 重庆梅安森科技股份有限公司 | 一种采煤工作面检测系统及其检测方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015055236A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | Indurad Gmbh | RADARGESTÜTZTE POSITIONIERUNG VON GROßGERÄTEN |
| CN103576152B (zh) * | 2013-11-22 | 2016-04-06 | 中国科学院电子学研究所 | 一种滑动聚束合成孔径雷达及其实现方法和装置 |
| CN204462376U (zh) * | 2014-12-24 | 2015-07-08 | 中国安全生产科学研究院 | 一种矿山边坡位移监测合成孔径雷达地基平台 |
| RU173448U1 (ru) * | 2017-04-06 | 2017-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Углеметан Групп" | Мобильное устройство позиционирования в шахте для ведения геологоразведочных работ при добыче полезных ископаемых |
| CN207406339U (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-25 | 山东东山新驿煤矿有限公司 | 一种采煤机端头作业预警装置 |
| CN207813654U (zh) * | 2017-12-01 | 2018-09-04 | 中国矿业大学(北京) | 基于测距和测速的采煤工作面灾害报警系统 |
| CN108756887A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-06 | 天地科技股份有限公司 | 露天矿边帮巨厚煤层l型综放开采方法及预警监测方法 |
| CN108687505A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-23 | 合肥巨智能装备有限公司 | 变速箱轴系轴承外圈转运装置 |
-
2019
- 2019-03-28 CN CN201910241275.7A patent/CN109869192B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109869192A (zh) | 2019-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109869192B (zh) | 综采工作面端头推移状态监测装置及方法 | |
| CN110703266A (zh) | 一种掘进机精准定位及导航系统 | |
| CN102337891A (zh) | 一种薄煤层无人自动化开采模式 | |
| CN206552736U (zh) | 煤矿带式输送机巡检系统 | |
| CN112901198B (zh) | 一种基于图像识别的智能悬臂式掘锚机及施工方法 | |
| CN108798664B (zh) | 一种露天矿端帮开采连续采煤机 | |
| CN203184560U (zh) | 一种自动上料装置及全自动搓丝机 | |
| CN111268393A (zh) | 一种煤流检测用皮带调速控制系统 | |
| CN206539342U (zh) | 高效采煤机 | |
| CN108562895A (zh) | 煤壁片帮实时预测方法 | |
| CN115488056A (zh) | 一种基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置 | |
| CN110578518A (zh) | 一种适用于薄煤层综采工作面的垂直进刀式开采工艺 | |
| CN112033986B (zh) | 一种tbm渣片射线背散射实时扫描成像装置及方法 | |
| CN210068149U (zh) | 一种采煤机采高和卧底量数据远程采集、显示装置 | |
| CN111577272A (zh) | 一种支架辅助的采煤工艺及采煤系统 | |
| CN204657707U (zh) | 3d扫描式管道全方位自动焊接机 | |
| CN111162369A (zh) | 一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置 | |
| CN101201004B (zh) | 一种采煤方法 | |
| CN114753845A (zh) | 一种综采工作面的自动化采煤系统装置及采煤方法 | |
| CN113279753A (zh) | 一种应用于采煤机的自动跟架系统及方法 | |
| CN217327431U (zh) | 一种煤矿综采工作面开采直线度的控制系统装置 | |
| CN114506212B (zh) | 梭车的空间定位辅助驾驶系统和方法 | |
| CN113062736A (zh) | 一种基于机器视觉的掘进机自适应截割系统及方法 | |
| CN206523210U (zh) | 一种用于料场的盘料装置 | |
| CN107587843B (zh) | 一种多向高载重隧道施工物料车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |