CN111706395B - 矿井安全生产风险监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井安全生产风险监测系统，涉及金属矿山地下采矿技术领域，其技术方案要点是种矿井安全生产风险监测系统，包括矿井，矿井的内部开设有主井、矿石装载水平巷和矿石回收巷，主井内设置有箕斗，主井与矿石装载水平巷的交界处设置有过渡料仓，过渡料仓靠近主井的一侧开设有出料口，出料口上滑动连接有挡料板，挡料板上设置有带动挡料板升降的驱动件，还包括监测控制端和报警端。本发明能够对矿井底端的矿石堆积情况进行监测，具有降低生产风险的效果。

Description

矿井安全生产风险监测系统

技术领域

本发明涉及金属矿山地下采矿技术领域，尤其涉及一种矿井安全生产风险监测系统。

背景技术

矿井是形成地下矿产生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑物和构筑物的总称。有时把矿山地下开拓中的斜井、竖井、平硐等也称为矿井。金属矿井下矿山提升大部分采用竖井箕斗提升，由于箕斗与其装、卸配套设施间存在一定间隙，在装、卸矿过程中，不可避免的存在矿石撒落，底卸式箕斗撒落的矿石量一般占装矿量的3‰-6‰，翻转式箕斗撒矿比例更高。撒落到井底的粉矿如不及时清理，堆积达到一定高度严重影响提升作业安全，因此粉矿必须及时处理，需要工人时不时的对矿井的底端进行检查，且人工铲装粉矿、推运粉矿车工作条件差、劳动强度高，自动化程度很低。若工人没有及时对井底的矿石进行处理则容易出现安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种矿井安全生产风险监测系统，能够对矿井底端的矿石堆积情况进行监测，降低生产风险。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种矿井安全生产风险监测系统，包括矿井，矿井的内部开设有主井、矿石装载水平巷和矿石回收巷，主井内设置有箕斗，主井与矿石装载水平巷的交界处设置有过渡料仓，过渡料仓靠近主井的一侧开设有出料口，出料口上滑动连接有挡料板，挡料板上设置有带动挡料板升降的驱动件，还包括监测控制端和报警端；主井的底端设置有接料箱；监测控制端包括控制模块、箕斗位置检测模块、接料箱位置检测模块和图像扫描模块，报警端包括第一报警模块和第二报警模块；箕斗位置检测模块对箕斗的位置进行检测，当箕斗位于出料口的一侧时，箕斗位置检测模块发出箕斗位置信号到控制模块；接料箱位置检测模块对接料箱的位置进行检测，当接料箱位于主井的底端时，接料箱位置检测模块发出接料箱位置信号到控制模块；图像扫描模块对接料箱内的矿料进行拍摄比对，当接料箱内的矿料小于预设值时，发出接料信号到控制模块；控制模块实时接收箕斗位置检测模块、接料箱位置检测模块和图像扫描模块发出的信号，当同时接收到箕斗位置检测模块、接料箱位置检测模块和图像扫描模块的信号时，控制驱动件带动挡料板减少对出料口的阻挡；第一报警模块对接料箱的位置进行检测，当接料箱未处于主井的底端时，发出第一报警信号；第二报警模块对接料箱内的矿料进行检测，当接料箱内的矿料达到预设量时，第二报警模块发出第二报警信号。

通过采用上述技术方案，接料箱对掉落的矿料进行接收，随着矿料的逐渐堆积，图像扫描模块会从接料信号变为第二报警信号，当第二报警信号触发后，控制组件由于缺失触发条件，带动挡料板对出料口进行阻挡，停止进料，同时工作人员得到警示，需要对接料箱内的矿料进行清理；由于矿料堆积后，第二报警信号会发出报警信号，所以不需要工人对主井的底端进行检查，降低工人的工作强度，提高自动化程度，并降低生产风险。

本发明进一步设置为：所述接料箱底端转动连接有行走轮，接料箱的两侧设置有接料箱进行定位的定位组件。

通过采用上述技术方案，行走轮方便对装满矿料的接料箱进行移动，移动到指定位置处对接料箱没的矿料进行清理，清理完成后，通过定位组件能够将接料箱放回原处，减少因接料箱的位置发生变化而导致的接料效率发生偏差的情况出现。

本发明进一步设置为：所述接料箱的两侧开设有定位槽；定位组件包括固定在主井底端的固定柱以及滑动连接固定柱顶端并能置于定位槽内的定位块。

通过采用上述技术方案，定位块能够接料箱放置时插入到定位槽内，对接料箱进行定位的同时进行固定，在接料箱移动的时候从定位槽内滑出，不影响接料箱的移动。

本发明进一步设置为：所述接料箱的底端倾斜设置，且靠近出料板的一端为斜面低的一端；接料箱远离主井一侧的底端固定有铰接块，铰接块上转动连接有出料板，出料板上设置有对转动后的出料板进行固定的固定组件。

通过采用上述技术方案，出料时，转动出料板，出料板的顶端与地面抵接，矿料沿着接倾斜的料箱的底端滑出，方便矿料的出料；固定组件在出料板的顶端与接料箱抵接后对出料板进行固定，能够在接料箱接料时，增加出料板的稳定性。

本发明进一步设置为：所述接料箱的两侧开设有容纳槽，出料板的两侧固定有能够在容纳槽内滑动的侧板。

通过采用上述技术方案，侧板能够在出料板转动时阻挡矿料从出料板与接料箱之间的间隙内滑出，增加出料的效率。

本发明进一步设置为：所述主井内设置有限位组件，所述限位组件的数量为多个分别位于矿石装载水平巷的下方和矿石回收巷的上方。

通过采用上述技术方案，限位组件能够对掉落矿料进行阻挡，使得掉落的矿料能够更好的掉落到接料箱内。

本发明进一步设置为：所述限位组件包括围绕主井侧壁固定的支撑架、与支撑架转动连接的导向板以及带动导向板向远离支撑架方向运动的弹性件；导向板倾斜设置，且靠近主井的一侧为斜面高的一端。

通过采用上述技术方案，矿料掉落的导向板后，能够沿着倾斜的导向板滑落，更容易集中掉落搭配主井的中间，从而便于对掉落的矿料进行集中收集；弹性件能够对矿料与导向板之间的冲击进行缓冲，降低导向板受到的冲击。

本发明进一步设置为：所述导向板靠近主井内壁的一端开设有放置槽，放置槽内插接有阻挡片。

通过采用上述技术方案，阻挡片能够对导向板与主井内壁之间的间隙进行阻挡，减少掉落到阻挡片与导向板之间的矿料，从而减少此处矿料的堆积，增加工作的稳定性。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.接料箱对掉落的矿料进行接收，随着矿料的逐渐堆积，图像扫描模块会从接料信号变为第二报警信号，当第二报警信号触发后，控制组件由于缺失触发条件，带动挡料板对出料口进行阻挡，停止进料，同时工作人员得到警示，需要对接料箱内的矿料进行清理；由于矿料堆积后，第二报警信号会发出报警信号，所以不需要工人对主井的底端进行检查，降低工人的工作强度，提高自动化程度，并降低生产风险；

2.行走轮方便对装满矿料的接料箱进行移动，移动到指定位置处对接料箱没的矿料进行清理，清理完成后，通过定位组件能够将接料箱放回原处，减少因接料箱的位置发生变化而导致的接料效率发生偏差的情况出现；

3.出料时，转动出料板，出料板的顶端与地面抵接，矿料沿着接倾斜的料箱的底端滑出，方便矿料的出料；固定组件在出料板的顶端与接料箱抵接后对出料板进行固定，能够在接料箱接料时，增加出料板的稳定性。

附图说明

图1为实施例的整体逻辑示意图；

图2为实施例的整体结构示意图；

图3为矿渣收集装置的结构示意图；

图4为出料板的结构示意图；

图5为过渡料仓的结构示意图；

图6位限位组件的整体结构示意图；

图7为限位组件的侧视图；

图8为监测控制端和报警端联系的示意图。。

图中：1、矿井；11、主井；12、矿石装载水平巷；13、矿石回收巷；2、监测控制端；21、控制模块；22、箕斗位置检测模块；23、接料箱位置检测模块；24、图像扫描模块；3、报警端；31、第一报警模块；32、第二报警模块；4、提升机；5、箕斗；6、过渡料仓；61、进料口；62、出料口；63、固定架；64、挡料板；65、液压缸；66、位置传感器；7、矿渣收集装置；71、接料箱；711、定位槽；712、容纳槽；72、行走轮；73、出料板；731、铰接块；732、侧板；74、固定组件；741、L形板；742、固定块；75、定位组件；751、固定柱；752、定位块；76、距离传感器；77、图像采集设备；8、限位组件；81、支撑架；82、导向板；821、放置槽；83、阻挡片；84、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种矿井安全生产风险监测系统，参见图1，包括矿井1、监测控制端2和报警端3。

参见图1和图2，矿井1的内部开设有主井11、矿石装载水平巷12和矿石回收巷13。矿井1的地面部分设置有提升机4，主井11内设置有由提升机4带动升降箕斗5。主井11与矿石装载水平巷12的交界处设置有过渡料仓6，过渡料仓6的一端能够与箕斗5配合，将过渡料仓6内的矿石装入到箕斗5内，另一端能够与位于矿石装载水平巷12内的装载机配合，对过渡料仓6内进行装料。主井11的底端设置有对对掉落的矿渣进行收集的矿渣收集装置7。主井11的侧壁还固定有对掉落的矿渣进行限位的限位组件8。限位组件8的数量为多个，分别位于矿石装载水平巷12的下方和矿石回收巷13的上方。

参见图3，矿渣收集装置7包括接料箱71、转动连接在接料箱71底端的行走轮72、铰接在接料箱71靠近矿石回收巷13一侧的出料板73、对转动后的出料板73进行固定的固定组件74、设置在接料箱两侧的定位组件75、设置在接料箱71远离矿石回收巷13一侧的距离传感器76以及设置在接料箱71内壁的图像采集设备77（如工业相机）。

接料箱71的底端倾斜设置，且靠近出料板73的一端为斜面低的一端。接料箱71的两侧开设有定位槽711；定位组件75包括固定在主井11底端的固定柱751以及滑动连接固定柱751顶端的定位块752，定位块752在固定柱751的顶端沿靠近或者远离定位槽711的方向滑动，并且能够置于定位槽711内，当定位块752置于定位槽711内后，接料箱71无法移动。

参见图3和图4，出料板73的底端设置有铰接块731，铰接块731固定在接料箱71的底端并且与出料板73铰接。接料箱71的两侧开设有容纳槽712，出料板73的两侧固定有能够在容纳槽712内滑动的侧板732；侧板732能够在出料板73转动时阻挡矿料从出料板73与接料箱71之间的间隙内滑出。

固定组件74包括转动在出料板73顶端两侧的L形板741以及固定在接料箱71两侧的固定块742。当出料板73的顶端与接料箱71抵接后，固定块742能够卡入L形板741的拐角处，阻挡出料板73向远离接料箱71的方向翻转，对出料板73进行固定。

参见图5，过渡料仓6靠近矿石装载水平巷12一端的顶端开设有进料口61，靠近主井11的一端开设有出料口62。出料口62上固定有固定架63，固定架63上滑动连接有挡料板64，固定架63上固定有带动挡料板64升降的液压缸65。液压缸65的缸体固定在固定架63上，活塞杆与挡料板64固定连接。过渡料仓6的内部倾斜设置，且靠近出料口62的一端为斜面低的一端；出料口62与停置在出料口62一侧的箕斗5配合，将过渡料仓6内的矿料装入到箕斗5内。固定架63的底端固定有位置传感器66。

参见图6和图7，限位组件8包括围绕主井11侧壁固定的支撑架81、与支撑架81转动连接的导向板82、固定在导向板82顶端的阻挡片83以及带动导向板82向远离支撑架81方向运动的弹簧84。

支撑架81的截面为T字形，竖直部与主井11的侧壁固定连接，水平部远离竖直部的一端与导向板82铰接。导向板82倾斜设置，远离主井11内壁一端的高度较低。导向板82靠近主井11内壁的一端开设有放置槽821，放置槽821共阻挡片83插入，并通过螺栓对插入到放置槽821内的阻挡片83进行固定。阻挡片83为具有一定形变能力的橡胶，靠近主井11内壁的一侧能够与主井11的内壁抵接。弹簧84的两端分别与导向板82以及支撑架81的水平部固定连接。

参见图1和图8，监测控制端2包括控制模块21、箕斗位置检测模块22、接料箱位置检测模块23和图像扫描模块24。报警端3包括第一报警模块31和第二报警模块32。

箕斗位置检测模块22，位置传感器66对箕斗5的位置进行检测和比对，当箕斗5与出料口62之间的距离在预设范围值内时，则说明箕斗5位于出料口62的一侧，位置传感器66发出箕斗位置信号到控制模块21。

接料箱位置检测模块23，距离传感器76对接料箱71的位置进行检测和比对，当接料箱71与主井11内壁的距离在预设范围值内时，则说明接料箱71位于主井11的底端，距离传感器76发出接料箱位置信号到控制模块21。

图像扫描模块24，图像采集设备77对接料箱71内的矿料进行扫描和比对，当接料箱71内的矿料未达到预设量时，图像采集设备77发出接料信号到控制模块21。

控制模块21，液压缸65的活塞杆进行控制，从而控制挡料板64的运动，控制出料口62的启闭。当控制模块21同时接收到箕斗位置检测模块22发出的箕斗位置信号、接料箱位置检测模块23发出的接料箱位置信号和接收到图像扫描模块24发出的接料信号时，液压缸65的活塞杆退回，带动出料口62出料；否则，液压缸65的活塞杆伸出，对出料口62进行阻挡。

第一报警模块31，距离传感器76对接料箱71的位置进行检测和比对，当接料箱71与主井11内壁的距离在预设范围值外时，第一报警模块31发出第一报警信号，提示工作人员，接料箱71未放置到指定位置。

第二报警模块32，图像采集设备77对接料箱71内的矿料进行扫描和比对，当接料箱71内的矿料达到预设量时，第二报警模块32发出第二报警信号。提示工作人员，接料箱71内的矿料已满，需要对接料箱71内的矿料进行排放。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种矿井安全生产风险监测系统，包括矿井（1），矿井（1）的内部开设有主井（11）、矿石装载水平巷（12）和矿石回收巷（13），主井（11）内设置有箕斗（5），主井（11）与矿石装载水平巷（12）的交界处设置有过渡料仓（6），过渡料仓（6）靠近主井（11）的一侧开设有出料口（62），出料口（62）上滑动连接有挡料板（64），挡料板（64）上设置有带动挡料板（64）升降的驱动件，其特征在于：还包括监测控制端（2）和报警端（3）；主井（11）的底端设置有接料箱（71）；

监测控制端（2）包括控制模块（21）、箕斗位置检测模块（22）、接料箱位置检测模块（23）和图像扫描模块（24），报警端（3）包括第一报警模块（31）和第二报警模块（32）；

箕斗位置检测模块（22）对箕斗（5）的位置进行检测，当箕斗（5）位于出料口（62）的一侧时，箕斗位置检测模块（22）发出箕斗位置信号到控制模块（21）；

接料箱位置检测模块（23）对接料箱（71）的位置进行检测，当接料箱（71）位于主井（11）的底端时，接料箱位置检测模块（23）发出接料箱位置信号到控制模块（21）；

图像扫描模块（24）对接料箱（71）内的矿料进行拍摄比对，当接料箱（71）内的矿料小于预设值时，发出接料信号到控制模块（21）；

控制模块（21）实时接收箕斗位置检测模块（22）、接料箱位置检测模块（23）和图像扫描模块（24）发出的信号，当同时接收到箕斗位置检测模块（22）、接料箱位置检测模块（23）和图像扫描模块（24）的信号时，控制驱动件带动挡料板（64）减少对出料口（62）的阻挡；

第一报警模块（31）对接料箱（71）的位置进行检测，当接料箱（71）未处于主井（11）的底端时，发出第一报警信号；

第二报警模块（32）对接料箱（71）内的矿料进行检测，当接料箱（71）内的矿料达到预设量时，第二报警模块（32）发出第二报警信号。

2.根据权利要求1所述的矿井安全生产风险监测系统，其特征在于：所述接料箱（71）底端转动连接有行走轮（72），接料箱（71）的两侧设置有接料箱（71）进行定位的定位组件（75）。

3.根据权利要求2所述的矿井安全生产风险监测系统，其特征在于：所述接料箱（71）的两侧开设有定位槽（711）；定位组件（75）包括固定在主井（11）底端的固定柱（751）以及滑动连接固定柱（751）顶端并能置于定位槽（711）内的定位块（752）。

4.根据权利要求1所述的矿井安全生产风险监测系统，其特征在于：所述接料箱（71）的底端倾斜设置，且靠近出料板（73）的一端为斜面低的一端；接料箱（71）远离主井（11）一侧的底端固定有铰接块（731），铰接块（731）上转动连接有出料板（73），出料板（73）上设置有对转动后的出料板（73）进行固定的固定组件（74）。

5.根据权利要求4所述的矿井安全生产风险监测系统，其特征在于：所述接料箱（71）的两侧开设有容纳槽（712），出料板（73）的两侧固定有能够在容纳槽（712）内滑动的侧板（732）。

6.根据权利要求1所述的矿井安全生产风险监测系统，其特征在于：所述主井（11）内设置有限位组件（8），所述限位组件（8）的数量为多个分别位于矿石装载水平巷（12）的下方和矿石回收巷（13）的上方。

7.根据权利要求6所述的矿井安全生产风险监测系统，其特征在于：所述限位组件（8）包括围绕主井（11）侧壁固定的支撑架（81）、与支撑架（81）转动连接的导向板（82）以及带动导向板（82）向远离支撑架（81）方向运动的弹性件；导向板（82）倾斜设置，且靠近主井（11）的一侧为斜面高的一端。

8.根据权利要求7所述的矿井安全生产风险监测系统，其特征在于：所述导向板（82）靠近主井（11）内壁的一端开设有放置槽（821），放置槽（821）内插接有阻挡片（83）。

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