CN116055674A - 一种综采工作面电缆监测系统与方法 - Google Patents
一种综采工作面电缆监测系统与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116055674A CN116055674A CN202210971707.1A CN202210971707A CN116055674A CN 116055674 A CN116055674 A CN 116055674A CN 202210971707 A CN202210971707 A CN 202210971707A CN 116055674 A CN116055674 A CN 116055674A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- monitoring
- coal mining
- cable
- subsystem
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 281
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 178
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 145
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 9
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
- H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
本发明涉及薄煤层综采工作面技术领域，公开了一种综采工作面电缆监测系统与方法，包括视频子系统、网络传输子系统、位置检测子系统和分析处理子系统；所述视频子系统包括数个摄像机；所述位置检测子系统用于确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；所述分析处理子系统用于按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。本发明能够进行实时、准确的综采工作面电缆监测，有助于及时解决电缆脱槽问题，系统设置简洁，运作方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及薄煤层综采工作面技术领域，具体涉及一种综采工作面电缆监测系统与方法。
背景技术
采煤机供电电缆是采煤机的动力来源。现代煤矿机械化综采工作面，采煤机的供电电缆和供水管路均安装在采煤机专用电缆夹中，电缆夹放置在运输机电缆槽内，依靠采煤机进行拖移。在采煤机作业时，电缆需要在刮板运输机电缆槽内随着采煤机的机身行走而往复移动。由于工况复杂，当采煤机反复调向行走时，尤其是斜切进刀和机头机尾割三角煤时，电缆夹极易出现多层叠加，采煤机电缆夹在电缆槽内可以来回折叠3～5层，甚至更多，再加上刮板运输机机械结构的限制，电缆槽高度不能设计很高，当电缆夹叠加高度高出电缆槽时，会出现脱槽现象，脱槽的电缆夹由于自重会掉落到运输机上。这就导致在正常生产中，经常出现采煤机电缆脱槽现象，且这种情况在薄煤层工作面中尤其严重。
而当工作面出现电缆脱槽情况时，会造成工作面停产，影响工作面的正常生产，严重影响生产安全和生产效率，故而通常需要安排专门的电缆巡视工，专门巡视电缆，对采煤机电缆进行人为监控和调整，增加工作面的人员的同时，也增加了巡视工作量，造成了人力和物力上的大量浪费。而还有的通过设置电缆拖拽系统，采用拖缆小车随着采煤机的运动方向而拖拽着电缆进行运动，以保证工作面电缆槽内电缆最多只有2层的方法，虽然可以解决电缆槽内电缆叠加的问题，有效解决电缆脱槽问题，减少了电缆巡视成本，但是，由于整个电缆拖拽系统组成比较复杂，在解决电缆脱槽问题的同时，又增加了拖拽系统内部的链条、小车、驱动部等部件的检查、维修工作，整体工作量不减反增；且，由于整个拖拽系统需要配备驱动电机、小车以及轨道等，结构比较复杂，很多薄煤层工作面无法提供如此多的安装空间，导致此方法无法适配于薄煤层工作面。
发明内容
本发明意在提供一种综采工作面电缆监测系统与方法，能够进行实时的、准确的、动态的综采工作面电缆情况监测，有助于及时解决电缆脱槽问题，且系统设置简洁，运作方法简单。
为达到上述目的，本发明提供以下方案：
方案一：
一种综采工作面电缆监测系统，包括视频子系统、网络传输子系统、位置检测子系统和分析处理子系统；
所述视频子系统包括数个摄像机，且所述摄像机布置于液压支架上；且将所述视频子系统中，设置位置最靠近工作面中部的摄像机定义为固定摄像机；
所述视频子系统和位置检测子系统均通过网络传输子系统与分析处理子系统建立通信连接；所述位置检测子系统用于确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；
所述分析处理子系统用于按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。
本发明的工作原理及优点在于：通过布置于液压支架上的摄像机，对综采工作面进行了充分的监控，按照采煤机所处的工作面区域，再由分析处理子系统按照一定的监测策略，动态组合不同的监测画面，以达到对综采工作面电缆情况的实时、动态监测效果。系统功能运作，在准确判断采煤机所处工作面区域等的实际运作情况的基础上，基于视频子系统、位置检测子系统、分析处理子系统和网络传输系统配合即可实现，系统设置简洁，并且，对于综采工作面而言，监控设备(视频子系统)可直接利用原本安装于液压支架上的监控摄像机，无需额外增设设备，且作为监控设备的摄像机结构简单，易于更换，无需再额外针对监控设备安排复杂的检修流程。相比于常规的人力监测方案，本方案对电缆情况的监测更为完善、及时和准确。并且，由于系统设置简洁，不占用工作面空间，本方案能够与包括薄煤层在内的采煤工作面相适配，适用性较好。
特别的是，本方案采用固定监测画面与动态监测画面相组合的方式，其中，固定监测画面对应为工作面中部位置，为了保证采煤机在工作面的正常运行，采煤机电缆会在工作面中部形成一个“电缆折弯”，而此处由于设置余量，导致采煤机拖行电缆经过此位置时，电缆需要爬行经过折弯，容易导致电缆脱槽，因此，此处作为具有代表性的电缆易脱槽区域，本方案对此处的画面进行固定式的采集显示，监测具有一定的针对性，监控效果较好，对于重点故障情况能够准确监控。并且，动态监测画面跟随采煤机位置移动而实时改变，且监测画面对准的是随采煤机位置变化而变化的采煤机后电缆夹折弯处的画面，对于因采煤机运动而产生的相关运动物能够准确且及时地监控。整体的监控效果较好，相比于常规的固定显示所有监测画面的做法，本方案提供的监控画面的有效度更高，给人的观感较好，无需工作人员从繁多的画面中再次筛选信息，便于及时确认电缆脱槽状态。
进一步，所述网络传输子系统包括交换机；所述交换机用于连接工作面网络和矿井环网；所述视频子系统、位置检测子系统与分析处理子系统通过交换机建立通信连接。
有益效果：采用交换机进行视频子系统、位置检测子系统与分析处理子系统之间的通信传输，能够达到较高的传输效率，并且数据传输的安全程度较高。
进一步，所述工作面上设置的液压支架数量为N，液压支架标号自机头三角煤区域起始按序依次设为1—N号；所述固定摄像机为视频子系统中最靠近第N/2号液压支架的摄像机。
有益效果：借由支架数进一步准确限定了固定摄像机的位置，保证选取的固定摄像机的视角能够准确涵盖工作面中部电缆折弯的位置，对电缆折弯情况的监控可靠。
进一步，所述位置检测子系统包括彼此建立通信连接的信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置设置在采煤机上，所述信号接收装置设置在各个液压支架上；
所述信号发射装置用于向信号接收装置传递采煤机位置信号；所述信号接收装置用于接收采煤机位置信号，并将与采煤机位置信号对应的液压支架标号传递给分析处理子系统。
有益效果：位置检测子系统结构组成简单，信号接收装置对应传递液压支架标号，通过液压支架标号能够有效确认采煤机位置情况，进而能够帮助分析处理子系统更快速地挑选定位需显示的监测画面。且相比于直接分析采煤机的坐标位置以确认采煤机位置情况的做法，本方案中通过标号确认，数据分析难度更低，位置确认更高效。
进一步，在判断采煤机所处的工作面区域时，配合位置检测子系统，按照区域判定策略进行判断；
所述区域判定策略包括：根据位置检测子系统传递的信息，判定所述采煤机处于机头三角煤区域、中部割煤区域或机尾三角煤区域；并在采煤机位置信号处于中部割煤区域时，比对相邻时刻的液压支架标号信息，根据液压支架标号数值变化情况判定采煤机运行方向。
有益效果：在进行区域判定时，还同步对采煤机的运行方向进行判断，有助于保证后续监测视频调用的准确性。
进一步，在动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面时，按照预设采集策略进行采集；所述预设采集策略包括：当采煤机位于机头三角煤区域时，采集覆盖机头三角煤区域的所有摄像机的监测画面；当采煤机位于机尾三角煤区域时，采集覆盖机尾三角煤区域的所有摄像机的监测画面。
有益效果：对于采煤机处于三角煤区域的情况，采集覆盖对应的整个三角煤区域的摄像机监测画面，由于三角煤区域处于综采工作面的两端头，故而处于三角煤区域的电缆相较于处于中部割煤区的电缆更易于脱槽，对于此类易于发生故障的三角煤区域，本方案采取全面监测，能够达到更好地监测效果。
进一步，所述预设采集策略还包括：当采煤机从机头三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，且实时的采煤机位置为Z，采集第Z/2个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面；当采煤机从机尾三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，且实时的采煤机位置为Z，采集第(N-Z2+Z)个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面。
有益效果：对于工作面中占比更大的中部割煤区域，本方案采用跟随式的监控策略，跟随采煤机的位置动态改变采集的监测画面，并根据采煤机实时位置，选取靠近采煤机后电缆夹折弯处实时位置对应的摄像机的画面，由于在此区域中，随采煤机运动，易产生电缆异常的采煤机后的电缆夹折弯处位置即时改变，本方案跟随采集采煤机后的电缆夹折弯处画面更易于捕捉电缆异常现象，监控针对性更强。
进一步，所述分析处理子系统显示监测画面时，将与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面和固定摄像机的监测画面组合为多宫格形式画面进行显示。
有益效果：分析处理子系统显示的监测画面排布规整，便于查看，给人的视觉体验感更好。
进一步，所述分析处理子系统内还设有电缆异常预警模块；所述电缆异常预警模块用于根据监测画面智能识别电缆运作状况；并在识别出电缆与槽道脱离时进行预警。
有益效果：通过电缆异常预警模块能够及时对电缆的异常情况进行预警，便于工作人员及时发现异常情况，以及时安排检修。
方案二：
一种综采工作面电缆监测方法，应用如方案一所述的一种综采工作面电缆监测系统；包括以下步骤：采用视频子系统实时监测综采工作面并通过网络传输系统将监测画面传递给分析处理子系统；采用位置检测子系统确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；分析处理子系统按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。
本方案的效果及优点在于：通过视频子系统、位置检测子系统、分析处理子系统等的配合，能够进行实时的、准确的、动态的综采工作面电缆情况监测，有助于及时解决电缆脱槽问题，且系统设置简洁，运作方法简单。
附图说明
图1为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的系统结构示意性简图；
图2为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的工作面区域划分及液压支架标号示意图；
图3为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的系统结构框图；
图4为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的监测策略运作流程示意图；
图5为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的采煤机位于机头三角煤区域时的监控画面；
图6为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的采煤机位于机尾三角煤区域时的监控画面；
图7为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的采煤机位于中部割煤区域时的第一类监控画面；
图8为本发明一种综采工作面电缆监测系统与方法实施例一的采煤机位于中部割煤区域时的第二类监控画面。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例一：
实施例基本如附图1和附图3所示：一种综采工作面电缆监测系统，包括视频子系统、网络传输子系统、位置检测子系统和分析处理子系统。
所述视频子系统包括数个摄像机，且所述摄像机布置于液压支架上；且将所述视频子系统中，设置位置最靠近工作面中部的摄像机定义为固定摄像机；具体地，所述工作面上设置的液压支架数量为N，液压支架标号自机头三角煤区域起始按序依次设为1—N号；具体地，将处于工作面的机头三角煤区域端头的液压支架定义为1号，本实施例中，机头三角煤区域位于工作面左侧，机尾三角煤区域位于工作面右侧，液压支架从左到右，架号逐渐增大。所述固定摄像机为视频子系统中最靠近第N/2号液压支架的摄像机。
所述视频子系统和位置检测子系统均通过网络传输子系统与分析处理子系统建立通信连接；所述位置检测子系统用于确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统。
所述分析处理子系统用于按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示。本实施例中，分析处理子系统包括视频服务器、显示器等，其中视频服务器完成对监测画面的处理，再通过显示器进行可视化显示。
如附图4所示，所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。
具体地，所述网络传输子系统包括交换机；所述交换机用于连接工作面网络和矿井环网；所述视频子系统和位置检测子系统与分析处理子系统通过交换机建立通信连接。
所述位置检测子系统包括彼此建立通信连接的信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置设置在采煤机上，所述信号接收装置设置在各个液压支架上。
所述信号发射装置用于向信号接收装置传递采煤机位置信号；所述信号接收装置用于接收采煤机位置信号，并将与采煤机位置信号对应的液压支架标号传递给分析处理子系统。具体地，采煤机在移动的过程中，信号发射装置实时发射信号，各个液压支架上的信号接收装置处于接收信号状态，当采煤机对应移动到某一液压支架处时，该液压支架上的信号接收装置即可接收到信号发射装置的信号，并对应将该液压支架的标号传递给分析处理子系统。
在动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面时，首先根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域；且在判断采煤机所处的工作面区域时，配合位置检测子系统，按照区域判定策略进行判断；所述区域判定策略包括：根据位置检测子系统传递的信息，判定所述采煤机处于机头三角煤区域、中部割煤区域或机尾三角煤区域。并在采煤机位置信号处于中部割煤区域时，比对相邻时刻的液压支架标号信息，根据液压支架标号数值变化情况判定采煤机运行方向；具体地，若液压支架标号数值增长则判定为采煤机运行方向为向右运行，若液压支架标号数值降低则判定为采煤机运行方向为向左运行。
通过位置检测子系统完成对采煤机所处的工作面区域的判断及采煤机运行方向的判断后，再按照预设采集策略进行监测画面采集。
具体地，所述预设采集策略包括：当采煤机位于机头三角煤区域时，采集覆盖机头三角煤区域的所有摄像机的监测画面；当采煤机位于机尾三角煤区域时，采集覆盖机尾三角煤区域的所有摄像机的监测画面。其中，三角煤区域具体指，在工作面两端头，通过斜切进刀的方式进行对工作面煤炭进行回采的一种采煤工艺对应的区域。
如附图2所示，根据工作面采煤工艺需要，本实施例中，将三角煤斜切进刀区域长度设定为n个支架长度，即1号～n号液压支架为机头三角煤作业区，N-n号～N号液压支架为机尾三角煤作业区域，n号～N-n号液压支架为中部割煤区域。当采煤机位于机头三角煤区域时，三角煤长度区域为n个支架长度时，此时，将覆盖1号～n号支架的摄像机全部调出，并由分析处理子系统输出显示，输出界面如附图5所示；图中，“#”表示号；1#摄像机表示1号摄像机。n号液压支架(向左)摄像机指n号液压支架左侧最近的摄像机，n号液压支架(向右)摄像机指n号液压支架右侧最近的摄像机，N/2号液压支架(最近)摄像机指第N/2个液压支架最近的摄像机。
当采煤机位于机尾三角煤区域时，则将覆盖n号～N号支架的摄像机全部调出，并由分析处理子系统输出显示，输出界面如附图6所示；图中，N-n号液压支架(向左)号摄像机指N-n号液压支架左侧最近的摄像机，N-n号液压支架(向右)摄像机指N-n号液压支架右侧最近的摄像机，其余类似，在此不做赘述。
所述预设采集策略还包括：当采煤机从机头三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，并且由区域判定策略判断得出采煤机运行方向为向右运行，即采煤机位置方向判断为仍然向右侧割煤，且实时的采煤机位置为Z，采集第Z/2个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面，如附图7所示；当采煤机从机尾三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，并且由区域判定策略判断得出采煤机运行方向为向左运行，即采煤机位置方向判断为仍然向左侧割煤，且实时的采煤机位置为Z，采集第(N-Z/2+Z)个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面，如附图8所示。随采煤机位置Z改变，Z/2、(N-Z/2+Z)的取值对应改变，选取的摄像机对应改变。并且，始终实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，即N/2号液压支架附近的摄像机的监测画面。
此外，可以理解的是，液压支架的标号顺序是可以按需改变的，且相应地，预设采集策略对应改变。具体地：当处于工作面的机头三角煤区域端头的液压支架定义为N号时，当采煤机从机头三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，且实时的采煤机位置为Z，采集第(N-Z/2+Z)个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面；当采煤机从机尾三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，且实时的采煤机位置为Z，采集第Z/2个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面。
在确定调用的监测画面后，所述分析处理子系统在显示监测画面时，将与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面和固定摄像机的监测画面组合为多宫格形式画面进行显示。根据实际的工作面大小、液压支架个数等可对应选择不同数量的多宫格，本实施例中，选用3X3的多宫格形式画面进行显示。
优选地，所述分析处理子系统内还设有电缆异常预警模块；所述电缆异常预警模块用于根据监测画面智能识别电缆运作状况；并在识别出电缆与槽道脱离时进行预警。
本实施例还提供一种综采工作面电缆监测方法，应用如上述的一种综采工作面电缆监测系统；包括以下步骤：采用视频子系统实时监测综采工作面并通过网络传输系统将监测画面传递给分析处理子系统；采用位置检测子系统确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；分析处理子系统按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。
优选地，本监测方法还通过电缆异常预警模块根据监测画面智能识别电缆运作状况；并在识别出电缆与槽道脱离时进行预警。整体方法能够运用摄像机，对电缆槽进行实时的监测，及时判定故障并警报，便于工作人员及时发现异常情况，以及时安排检修。具体地，电缆异常预警模块在根据监测画面进行智能识别时，按一定优先级进行图像识别，其中，第一优先级为电缆夹所在画面；第二优先级为无电缆夹的常规电缆画面；在识别时，首先识别确认电缆夹所在画面，比对电缆夹周边的电缆与槽道的情况；然后识别确认无电缆夹的常规电缆画面，比对电缆夹周边的电缆与槽道的情况。这样设置，在脱槽情况识别上也较具针对性，有助于提升故障识别效率。
本实施例提供的一种综采工作面电缆监测系统与方法，通过视频子系统、位置检测子系统、分析处理子系统等的配合，能够进行实时的、准确的、动态的综采工作面电缆情况监测，有助于及时解决电缆脱槽问题，且系统设置简洁，运作方法简单，较为智能化。并且，本方案的监控方案，结合采煤机位置和运行方向，并结合采煤工艺安排等生产条件，实现了不同区域的分区域监测(包括机头三角煤作业区、中部割煤区和机尾三角煤作业区)和重要故障点的定点监测(电缆折弯点)，监测方案安排细致，且部分监测画面跟随采煤机实时改变，监控具备动态性，采集的监控画面均为有效度较高的画面，监控效果较好。
此外，对于现有的综采工作面工作系统而言，应用本方案进行监控的设置成本较低，经济性较好，也更为适配与薄煤层工作面环境。现今资源环境局势紧张，煤炭资源作为不可再生资源，相对好开采的煤炭资源持续减少，向分布较广、开采较难的薄煤层延伸是现实之需。而薄煤层对于开采空间的限制，使得适用于常规煤层的许多技术手段面临转用困境，在电缆的处理上同样如此；常规煤层处理电缆问题时采用的电缆拖拽系统无法安装，处理重点则需要更多地迁移到监控端，但适配的监控方法又存在空白。本方案则基于此类困境出发，为薄煤层工作面提供了一种适配度高的监控方法，且由于系统的硬件设置主要基于液压支架上已有的摄像机等进行，不增设器件，能够充分匹配开采空间小的薄煤层场景；并且，本方案也能够适用于其他煤层场景，具备较好的通用性。
并且，本方案的监测首先基于准确的采煤机位置判断及采煤机行进方向判断进行，以采煤机本身位置为基础，按照区域判定策略、预设采集策略等进而实现对采煤机后的电缆夹折弯处的动态监测，进而达到较好监控效果；相比于常规的监测方案，即使在普通的监测领域中，有些监控方案能够实现动态监测，但其监测是针对移动的目标物进行的，显示的也是移动目标物的画面，这体现了惯常的监控思路均是直接监控所需的目标物，但这对于综采工作面电缆而言是不适用的。
电缆所跨越的区域较大，跨越区域包括了大段的工作面，在监测电缆时，针对电缆全面铺设并全体展示的监控不具针对性，显示出的监控画面虽然充分展示了电缆的全景情况，但是监控画面同质化严重，相似度较高，这其中相似的画面会对电缆故障确认造成巨大的噪声影响，不便于确认到底是哪部分电缆存在问题，不便于及时排查电缆故障情况。并且若是针对电缆易故障区域进行监测，由于采煤机后的电缆夹折弯位置是跟随采煤机位置改变而变化的，而针对这种变化位置，若是单独监控电缆本身是不易准确确认的，这使得现有的针对移动物监测的方案无法适用于综采工作面电缆监控。
而本方案则克服了上述问题，基于移动的采煤机，实现了对采煤机相关物(即采煤机后的电缆夹折弯位置)的动态监测，通过设置的算法策略，将采煤机与采煤机相关物进行了准确关联，充分利用了综采工作面本身的区域划分特点、采煤机电缆本身的布置折叠方式及运作方式特点，特别选取了采煤机后的电缆夹折弯处作为动态的监测点，并准确确定了采煤机位置与电缆夹折弯处位置的相对关系，利用此相对关系实现了对电缆夹折弯处的动态追踪，使得采集到的监控画面时刻保持高有效度；监控针对性较强，与薄煤层综采工作面电缆的适配度高。
实施例二：
一种综采工作面电缆监测系统，在实施例一的基础上对视频子系统的摄像机做了特别排布。
所述视频子系统中的摄像机每隔X个液压支架设置一个，X为正整数。摄像机排布均匀，可均匀划分工作面。
优选地，根据监控需要，可进一步将视频子系统中的摄像机划分为煤壁摄像机组和支架摄像机组；其中，煤壁摄像机组每隔X/2个液压支架设置一个，支架摄像机组每隔X个液压支架设置一个，X为正整数，X一般可选为4或6。本实施例中，所述X＝6；即，每隔3个支架设置一个煤壁摄像机，每隔6个支架设置一个支架摄像机。其中，作为一种选择，煤壁摄像机组的监测视角可调整为朝向煤壁，支架摄像机组的监测视角可调整为朝向支架。
本实施例还提供一种综采工作面电缆监测方法，同实施例一中所述方法相同，故不作赘述。
本实施例提供的一种综采工作面电缆监测系统与方法，对摄像机的排布做了具体限定，根据监控需要，可选用不同的摄像机排布或划分方式，对工作面的情况监控更为细致，便于及时确认故障情况。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，包括视频子系统、网络传输子系统、位置检测子系统和分析处理子系统；
所述视频子系统包括数个摄像机，且所述摄像机布置于液压支架上；且将所述视频子系统中，设置位置最靠近工作面中部的摄像机定义为固定摄像机；
所述视频子系统和位置检测子系统均通过网络传输子系统与分析处理子系统建立通信连接；所述位置检测子系统用于确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；
所述分析处理子系统用于按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。
2.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述网络传输子系统包括交换机；所述交换机用于连接工作面网络和矿井环网；所述视频子系统、位置检测子系统与分析处理子系统通过交换机建立通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述工作面上设置的液压支架数量为N，液压支架标号自机头三角煤区域起始按序依次设为1—N号；所述固定摄像机为视频子系统中最靠近第N/2号液压支架的摄像机。
4.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述位置检测子系统包括彼此建立通信连接的信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置设置在采煤机上，所述信号接收装置设置在各个液压支架上；
所述信号发射装置用于向信号接收装置传递采煤机位置信号；所述信号接收装置用于接收采煤机位置信号，并将与采煤机位置信号对应的液压支架标号传递给分析处理子系统。
5.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，在判断采煤机所处的工作面区域时，配合位置检测子系统，按照区域判定策略进行判断；
所述区域判定策略包括：根据位置检测子系统传递的信息，判定所述采煤机处于机头三角煤区域、中部割煤区域或机尾三角煤区域；并在采煤机位置信号处于中部割煤区域时，比对相邻时刻的液压支架标号信息，根据液压支架标号数值变化情况判定采煤机运行方向。
6.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，在动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面时，按照预设采集策略进行采集；所述预设采集策略包括：当采煤机位于机头三角煤区域时，采集覆盖机头三角煤区域的所有摄像机的监测画面；当采煤机位于机尾三角煤区域时，采集覆盖机尾三角煤区域的所有摄像机的监测画面。
7.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述预设采集策略还包括：当采煤机从机头三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，且实时的采煤机位置为Z，采集第Z/2个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面；当采煤机从机尾三角煤区域走出并进入中部割煤区域时，且实时的采煤机位置为Z，采集第(N-Z/2+Z)个液压支架的左右两侧的摄像机的监测画面。
8.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述分析处理子系统显示监测画面时，将与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面和固定摄像机的监测画面组合为多宫格形式画面进行显示。
9.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述分析处理子系统内还设有电缆异常预警模块；所述电缆异常预警模块用于根据监测画面智能识别电缆运作状况；并在识别出电缆与槽道脱离时进行预警。
10.一种综采工作面电缆监测方法，其特征在于，应用如权利要求1-9任一项所述的一种综采工作面电缆监测系统；包括以下步骤：采用视频子系统实时监测综采工作面并通过网络传输系统将监测画面传递给分析处理子系统；采用位置检测子系统确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；分析处理子系统按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210971707.1A CN116055674A (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 一种综采工作面电缆监测系统与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210971707.1A CN116055674A (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 一种综采工作面电缆监测系统与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116055674A true CN116055674A (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86127875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210971707.1A Pending CN116055674A (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 一种综采工作面电缆监测系统与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116055674A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117459820A (zh) * | 2023-09-26 | 2024-01-26 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 煤矿综采工作面中摄像头的监测自动化追踪方法和装置 |
-
2022
- 2022-08-12 CN CN202210971707.1A patent/CN116055674A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117459820A (zh) * | 2023-09-26 | 2024-01-26 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 煤矿综采工作面中摄像头的监测自动化追踪方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109212513B (zh) | 多目标在雷达间数据传递、数据融合及连续跟踪定位方法 | |
| CN116055674A (zh) | 一种综采工作面电缆监测系统与方法 | |
| CN210377085U (zh) | 煤矿井下水泵房巡检系统 | |
| CN103217948B (zh) | 电缆敷设远程控制系统 | |
| CN112855266B (zh) | 采煤机智能监测以及自主协同跟机装置及巡检平台系统 | |
| CN105064997A (zh) | 一种煤矿无人化开采的系统和方法 | |
| CN108737790A (zh) | 基于图像信息采集的煤流监控方法 | |
| CN202345718U (zh) | 一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测系统 | |
| CN104912581A (zh) | 液压支架数据采集方法和系统、液压支架集控系统 | |
| CN115909111A (zh) | 用于防御低空无人机的数据处理方法和装置 | |
| CN104499527A (zh) | 电动挖掘机自动收放电缆控制系统 | |
| CN107221193A (zh) | 控制车辆终端变道的方法、道路分段设备、车辆终端 | |
| CN103057569B (zh) | 一种轨道交通线路异物侵限监测装置及方法 | |
| CN116011163B (zh) | 基于水渠检测的双向电缆铺设需求解析系统 | |
| CN111432183A (zh) | 用于对轨道交通设备机房远程巡检的系统及方法 | |
| CN205264000U (zh) | 重型港口机械液压系统远程故障监测与预警系统 | |
| CN102707700A (zh) | 一种可切换模式的工程机械参数监控系统及实现方法 | |
| CN205983192U (zh) | 一种基于ip架构的用于煤矿综采的无线远程集控系统 | |
| CN205959402U (zh) | 一种基于私有云的微地震无线监测系统 | |
| CN110174703B (zh) | 一种用于直流电法水体渗透监测的数据采集器 | |
| CN215679137U (zh) | 一种斗轮机堆料避障系统 | |
| CN210982589U (zh) | 一种内置定位传感模块的电缆运行状态监测装置 | |
| CN211956707U (zh) | 一种多模态交互智能遥控系统 | |
| CN113093684A (zh) | 一种用于智能拖车实验的可视化集中控制系统 | |
| CN204624705U (zh) | 炭块自动堆垛系统 |
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 |