CN111335952A - 煤矿安全管理监测预警系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明煤矿安全管理监测预警系统及其方法公开了一种能够独立布局在岩土钻孔内，通过对钻孔内的环境监测、感知，将数据反馈至矿安系统，进行远端岩土监测预警的系统及工作方法，其特征在于包括数据采集终端、数据接收系统、井上监控平台以及报警系统；数据采集终端分布在岩体内，通过所述数据采集终端自带的无线信号发射器和数据接收系统形成数据传输，数据接收系统将接收数据反馈至井上监控平台，井上监控平台通过数据分析结构，控制报警系统进行预警提示，独立和钻杆安装结合，使用便捷，对钻孔内的数据进行采集反馈，对岩层进行预判。
Description
技术领域
本发明煤矿安全管理监测预警系统及其方法，涉及一种在井下进行安全施工作业时，通过对钻孔内的状况进行检查，与矿安系统结合进行检查预警的系统及其方法，属于煤矿安全领域。特别涉及一种能够独立布局在岩土钻孔内，通过对钻孔内的环境监测、感知，将数据反馈至矿安系统，进行远端岩土监测预警的系统及工作方法。
背景技术
目前，在针对煤矿井下采掘作业时，对作业的安全进行监管控制，是目前煤矿采掘作业的主要问题，也是煤矿采掘中的主要系统，现有的煤矿安全监测系统包括煤矿安全监控、煤矿瓦斯抽采、轨道运输、采掘设备以及人员状况等监测管理，所有的监控都是在运作过程中进行的数据采集、反馈、应对措施，缺少针对采掘环境进行的前端监测预警的设备或系统，其而目前由于各个监控系统相对独立，瓦斯监控只针对瓦斯进行、火灾仅仅监测火源、岩土压力监测也只能够监测岩土压力，由于各部分相对独立，缺少协同性，且各个监测系统之间由于系统版本的差异，兼容性以及数据的整合性差，且其仅仅只能够针对巷道内的状况进行检查，对于钻机工作或者采掘方向的岩土状况缺少监测，尤其是在采掘过程中，岩土内的产生会受到采动影响，出现裂隙或扩大，导致瓦斯、透水等灾害，缺少提前预警。
公告号 CN104898494B公开了一种对煤矿安全监控系统进行数据采集的方法及装置，所述方法包括：发送导入数据命令到煤矿安全监控系统；获取指定的煤矿安全监控系统的数据；将获取的指定的煤矿安全监控系统的数据导入存储到需要密码才能访问的密码隐藏存储区，该装置通过系统优化对数据进行分析，其依旧未解决数据采集监测终端的问题。
公开号 CN204738844U公开了一种煤矿安全监控装置，包括监控终端、数据采集装置、无线通信装置以及内置有煤矿安全监控软件的服务器，监控终端包括处理器以及气体传感器、风量传感器和矿用设备开停传感器，数据采集装置通过无线通信装置与服务器无线连接，该装置的监测终端有多个独立的传感器组成，系统独立，监测单一，不能够形成数据采集的协调。
公开号 CN106761928A公开一种煤矿安全监控系统的数据采集方法及装置，该方法包括：获取煤矿安全监控系统的数据；将获取煤矿安全监控系统的数据：煤矿井下人员位置数据、煤矿井下视频数据、煤矿井下语音数据、煤矿井下警报数据和煤矿井下环境数据分别发送至第一显示装置、视频装置、语音装置、警报装置和第二显示装置，其主要是针对的人员状况进行的监测，对井下作业环境监测缺少前端预判警告的流程。
发明内容
为了改善上述情况，本发明煤矿安全管理监测预警系统及其方法提供了一种能够独立布局在岩土钻孔内，通过对钻孔内的环境监测、感知，将数据反馈至矿安系统，进行远端岩土监测预警的系统及工作方法。
本发明煤矿安全管理监测预警系统及其方法是这样实现的：本发明煤矿安全管理监测预警系统，包括数据采集终端、数据接收系统、井上监控平台以及报警系统；
数据采集终端分布在岩体内，通过所述数据采集终端自带的无线信号发射器和数据接收系统形成数据传输，数据接收系统将接收数据反馈至井上监控平台，井上监控平台通过数据分析结构，控制报警系统进行预警提示；
所述数据采集终端由上盖板、连接套、下盖板、导向头、安装板、无线信号发射器、防护膜、控制电板、传感器、螺套、数据传输线、安装凸台、限位卡板和限位块组成，上盖板置于下盖板上，所述上盖板和下盖板组合形成整盖板，所述上盖板和下盖板的连接位置为卡扣连接，螺套螺接置于整盖板的一端上，导向头置于螺套上，所述导向头为奶嘴状，连接套套置于整盖板另一端上，安装板固定置于连接套内，无线信号发射器置于安装板上，所述安装板上置有防护膜，且将无线信号发射器防护在内，控制电板置于连接套内，且通过螺钉和安装板固定，所述下盖板底部多处向上拱起形成安装凸台，所述安装凸台等距分布，限位卡板置于安装凸台上，所述限位卡板的一侧通过螺钉固定，所述限位卡板的另一侧开有限位槽，限位块置于安装凸台上，且和限位槽卡接，传感器置于限位卡板上，所述传感器检测端伸出下盖板，供电池置于连接套内，所述控制电板上置有信号转换器，所述控制电板上置有数据处理器，所述传感器通过数据传输线和信号转换器相连接，所述信号转换器通过数据传输线和数据处理器相连接，所述数据处理器通过数据传输线和无线信号发射器相连接，供电池通过电源线和数据处理器相连接，所述上盖板为弧形板状结构，且两侧边向外弯折，所述下盖板为弧形板状结构，且两侧边向外弧形弯曲，所述限位卡板表面置有防滑垫，所述限位槽槽壁上置有橡胶卡齿，所述导向头靠近整盖板的一端置有环形挡板；
所述信号转换器能够接收传感器检测的信号，并且进行信号转换；
所述数据处理器和信号转换器进行信息交互，所述数据处理器内存储有计算机程序，该程序被执行时实现以下步骤：
接收信号转换器传输的信号，并且根据内部存储的计算机程度对接收信号进行数据处理；
所述无线信号发射器和数据处理器进行信息交互，将处理信号无线传输至数据接收系统；
本发明煤矿安全管理监测预警方法如下：
1）、在工作面岩壁上预钻钻孔，钻孔分布在采掘作业面外圈；
钻孔深度在15m以上，且在采掘作业面侧壁均设置有钻孔，钻孔间距1m-5m；
2）、将数据采集终端填装至钻孔底部；
3）、填充封堵泥进行数据采集终端的定位；
4）、采掘作业，对岩土内部的数据信息进行采集，对采动频率、瓦斯浓度、温湿度、岩土压力进行数据采集，并将采集的数据和井上监控平台进行数据上传；
5）、井上监控平台进行数据分析监控，并控制报警系统进行报警；
6）、完成监测预警作业。
有益效果。
一、独立和钻杆安装结合，使用便捷。
二、对钻孔内的数据进行采集反馈，对岩层进行预判。
三、传感器拆装更换方便。
四、结合作业施工进行布局，方便井下作业的数据采集。
附图说明
图1本发明煤矿安全数据采集终端的立体结构图。
图2本发明煤矿安全数据采集终端的结构示意图。
图3本发明煤矿安全数据采集终端的结构示意图，其仅仅展示了端面的结构。
图4本发明煤矿安全数据采集终端的立体结构图，其仅仅展示了传感器安装固定的立体结构。
附图中
其中为：上盖板（1），连接套（2），下盖板（3），导向头（4），安装板（5），无线信号发射器（6），防护膜（7），控制电板（8），传感器（9），螺套（10），数据传输线（11），安装凸台（12），限位卡板（13），限位块（14）。
具体实施方式：
本发明煤矿安全管理监测预警系统及其方法是这样实现的：本发明煤矿安全管理监测预警系统，包括数据采集终端、数据接收系统、井上监控平台以及报警系统；
数据采集终端分布在岩体内，通过所述数据采集终端自带的无线信号发射器（6）和数据接收系统形成数据传输，数据接收系统将接收数据反馈至井上监控平台，井上监控平台通过数据分析结构，控制报警系统进行预警提示；
所述数据采集终端由上盖板（1）、连接套（2）、下盖板（3）、导向头（4）、安装板（5）、无线信号发射器（6）、防护膜（7）、控制电板（8）、传感器（9）、螺套（10）、数据传输线（11）、安装凸台（12）、限位卡板（13）和限位块（14）组成，上盖板（1）置于下盖板（3）上，所述上盖板（1）和下盖板（3）组合形成整盖板，所述上盖板（1）和下盖板（3）的连接位置为卡扣连接，螺套（10）螺接置于整盖板的一端上，导向头（4）置于螺套（10）上，所述导向头（4）为奶嘴状，连接套（2）套置于整盖板另一端上，安装板（5）固定置于连接套（2）内，无线信号发射器（6）置于安装板（5）上，所述安装板（5）上置有防护膜（7），且将无线信号发射器（6）防护在内，控制电板（8）置于连接套（2）内，且通过螺钉和安装板（5）固定，所述下盖板（3）底部多处向上拱起形成安装凸台（12），所述安装凸台（12）等距分布，限位卡板（13）置于安装凸台（12）上，所述限位卡板（13）的一侧通过螺钉固定，所述限位卡板（13）的另一侧开有限位槽，限位块（14）置于安装凸台（12）上，且和限位槽卡接，传感器（9）置于限位卡板（13）上，所述传感器（9）检测端伸出下盖板（3），供电池置于连接套（2）内，所述控制电板（8）上置有信号转换器，所述控制电板（8）上置有数据处理器，所述传感器（9）通过数据传输线（11）和信号转换器相连接，所述信号转换器通过数据传输线（11）和数据处理器相连接，所述数据处理器通过数据传输线（11）和无线信号发射器（6）相连接，供电池通过电源线和数据处理器相连接，所述上盖板（1）为弧形板状结构，且两侧边向外弯折，所述下盖板（3）为弧形板状结构，且两侧边向外弧形弯曲，所述限位卡板（13）表面置有防滑垫，所述限位槽槽壁上置有橡胶卡齿，所述导向头（4）靠近整盖板的一端置有环形挡板；
所述信号转换器能够接收传感器（9）检测的信号，并且进行信号转换；
所述数据处理器和信号转换器进行信息交互，所述数据处理器内存储有计算机程序，该程序被执行时实现以下步骤：
接收信号转换器传输的信号，并且根据内部存储的计算机程度对接收信号进行数据处理；
所述无线信号发射器（6）和数据处理器进行信息交互，将处理信号无线传输至数据接收系统；
所述上盖板（1）为弧形板状结构，且两侧边向外弯折，所述下盖板（3）为弧形板状结构，且两侧边向外弧形弯曲的设计，使上盖板（1）侧边和下盖板（3）侧边能够配合进行卡扣连接，且便于对上盖板（1）和下盖板（3）进行拆分；
所述限位卡板（13）表面置有防滑垫的设计，增加和安装凸台（12）间的摩擦力，提高限位卡板（13）的安装稳定性；
所述限位槽槽壁上置有橡胶卡齿的设计，增加和限位块（14）之间的摩擦力，提高卡紧稳固性；
所述导向头（4）靠近整盖板的一端置有环形挡板的设计，在安装导向头（4）时，环形挡板能够包裹在整盖板外，安装更加稳固。
本发明煤矿安全管理监测预警方法如下：
1）、在工作面岩壁上预钻钻孔，钻孔分布在采掘作业面外圈；
钻孔深度在15m以上，且在采掘作业面侧壁均设置有钻孔，钻孔间距1m-5m；
2）、将数据采集终端填装至钻孔底部；
3）、填充封堵泥进行数据采集终端的定位；
4）、采掘作业，对岩土内部的数据信息进行采集，对采动频率、瓦斯浓度、温湿度、岩土压力进行数据采集，并将采集的数据和井上监控平台进行数据上传；
5）、井上监控平台进行数据分析监控，并控制报警系统进行报警；
6）、完成监测预警作业。
需要说明的是，本发明中的具体实施方式，为了简单描述，将数据处理器的数据处理过程，描述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受描述动作的限制，因为依据本发明，某些步骤可以依次进行或者同时进行，其次本领域技术人员也应该知道，说明书中所描述的和涉及的动作，并不一定是本发明所必须的，所述内容仅为本发明的较佳实施案例，不能认为用于限定本发明的实施范围，同时对于本领域的一般技术人员，依据本发明思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书中的内容，不应该理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种煤矿安全管理监测预警系统，包括数据采集终端、数据接收系统、井上监控平台以及报警系统，其特征在于数据采集终端分布在岩体内，通过所述数据采集终端自带的无线信号发射器和数据接收系统形成数据传输，数据接收系统将接收数据反馈至井上监控平台，井上监控平台通过数据分析结构，控制报警系统进行预警提示。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿安全管理监测预警系统，其特征在于所述数据采集终端由上盖板、连接套、下盖板、导向头、安装板、无线信号发射器、防护膜、控制电板、传感器、螺套、数据传输线、安装凸台、限位卡板和限位块组成，上盖板置于下盖板上，螺套螺接置于整盖板的一端上，导向头置于螺套上，连接套套置于整盖板另一端上，安装板固定置于连接套内，无线信号发射器置于安装板上，所述安装板上置有防护膜，且将无线信号发射器防护在内，控制电板置于连接套内，且通过螺钉和安装板固定，所述下盖板底部多处向上拱起形成安装凸台，所述安装凸台等距分布，限位卡板置于安装凸台上，所述限位卡板的一侧通过螺钉固定，所述限位卡板的另一侧开有限位槽，限位块置于安装凸台上，且和限位槽卡接，传感器置于限位卡板上，所述传感器检测端伸出下盖板，供电池置于连接套内，所述控制电板上置有信号转换器，所述控制电板上置有数据处理器，所述传感器通过数据传输线和信号转换器相连接，所述信号转换器通过数据传输线和数据处理器相连接，所述数据处理器通过数据传输线和无线信号发射器相连接，供电池通过电源线和数据处理器相连接，
所述信号转换器能够接收传感器检测的信号，并且进行信号转换；
所述数据处理器和信号转换器进行信息交互，所述数据处理器内存储有计算机程序，该程序被执行时实现以下步骤：
接收信号转换器传输的信号，并且根据内部存储的计算机程度对接收信号进行数据处理；
所述无线信号发射器和数据处理器进行信息交互，将处理信号无线传输至数据接收系统。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿安全管理监测预警系统，其特征在于所述上盖板和下盖板组合形成整盖板，所述上盖板和下盖板的连接位置为卡扣连接。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿安全管理监测预警系统，其特征在于所述导向头为奶嘴状。
5.根据权利要求3所述的一种煤矿安全管理监测预警系统，其特征在于所述上盖板为弧形板状结构，且两侧边向外弯折。
6.根据权利要求3所述的一种煤矿安全管理监测预警系统，其特征在于所述下盖板为弧形板状结构，且两侧边向外弧形弯曲。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿安全管理监测预警系统，其特征在于所述限位卡板表面置有防滑垫，所述限位槽槽壁上置有橡胶卡齿。
8.根据权利要求1所述的一种煤矿安全管理监测预警系统，其特征在于所述导向头靠近整盖板的一端置有环形挡板。
9.一种煤矿安全管理监测预警方法，其特征在于包括以下步骤：
1）、在工作面岩壁上预钻钻孔，钻孔分布在采掘作业面外圈；
钻孔深度在15m以上，且在采掘作业面侧壁均设置有钻孔，钻孔间距1m-5m；
2）、将数据采集终端填装至钻孔底部；
3）、填充封堵泥进行数据采集终端的定位；
4）、采掘作业，对岩土内部的数据信息进行采集，对采动频率、瓦斯浓度、温湿度、岩土压力进行数据采集，并将采集的数据和井上监控平台进行数据上传；
5）、井上监控平台进行数据分析监控，并控制报警系统进行报警；
6）、完成监测预警作业。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220329 Address after: Anhui Hengyuan Coal Power Co., Ltd., 157 Xichang Road, Suzhou City, Anhui Province, 234000 Applicant after: ANHUI HENGYUAN COAL-ELECTRICITY GROUP Co.,Ltd. Address before: 234000 information center of Anhui Hengyuan Coal Power Co., Ltd., 157 Xichang Road, Suzhou City, Anhui Province Applicant before: Li Huayu |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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