CN207177893U - 综掘工作面探放水自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及掘进工程自动控制技术领域，具体涉及一种综掘工作面探放水自动控制系统；包括设置在井上的调度室计算机、调度室报警系统、井上与井下通讯系统、固定于掘进工作面顶板上且位于基准点正上方的激光测距指向仪、设置在综掘机机身内部的综掘机机载计算机及、设置在综掘机驾驶位左侧的综掘机报警系统、与综掘机相连接的综掘机供电变压器开关；本实用新型可自动确定掘进机的位置、掘进距离，掘进距离超出最大允许掘进距离时，控制系统计算机向综掘机供电变压器发送指令，以实现其紧急停机；本实用新型提高了综掘机掘进的安全性和工作效率，降低了工人的劳动强度，使煤矿企业获得更大的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及掘进工程自动控制技术领域，具体涉及一种综掘工作面探放水自动控制系统。
背景技术
目前煤矿井下的综掘机在掘进过程中的探放水工作，只能利用钻机在掘进开始前探明工作面前方水情，确定水体的具体位置。综掘机在掘进过程中的探测装置，仅能利用红外指向仪实现指向功能，不具备测距功能，而且整个指向过程为开环控制，需要井下工作人员来人工判断和控制掘进机的掘进距离。这不仅严重地影响井下工作面的掘进效率，而且掘进的准确性、安全性也无法得到保证。
发明内容
本实用新型现有掘进机的探测装置无法自动判断和控制掘进机的掘进距离，提供一种集指向、测距及闭环控制功能为一体的综掘工作面探放水自动控制系统。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种综掘工作面探放水自动控制系统，包括设置在井上的调度室计算机、调度室报警系统、井上与井下通讯系统、固定于掘进工作面顶板上且位于基准点正上方的激光测距指向仪、设置在综掘机机身内部的综掘机机载计算机、设置在综掘机驾驶位左侧的综掘机报警系统、与综掘机相连接的综掘机供电变压器开关；所述激光测距指向仪、综掘机机载计算机和综掘机供电变压器开关均具备防爆和无线通讯功能；激光测距指向仪通过井上与井下通讯系统与调度室计算机和综掘机机载计算机保持实时通讯，调度室计算机向调度室报警系统发出报警指令，综掘机机载计算机向综掘机报警系统发出的报警指令，综掘机供电变压器开关调度室计算机或综掘机机载计算机发出的报警信号以切断综掘机的供电。
本实用新型综掘工作面探放水自动控制系统各部分的功能作用为：
调度室计算机，负责收集综掘机的实时掘进距离，并利用其控制软件，计算出综掘机在巷道内的实时位置，并以此发出相应地控制指令，调度室计算机还具备实时显示综掘机各项数据与运动轨迹功能。
调度室报警系统，负责接收调度室计算机发出的报警指令，发出不同级别的灯光、声音信号。
井上与井下通讯系统，负责井上调度室与井下掘进工作面间的数据传输。
激光测距指向仪，固定于工掘进作面的顶板之上，其下方正对于测量基准点（该点的位置信息通过前期测量得以确定），具备防爆和无线通讯功能（采用防爆蓄电池供电）。它主要负责为综掘机的掘进工作进行指向,实时测定综掘机的掘进距离，并将该数据实时传输给调度室计算机、综掘机机载计算机。
综掘机机载计算机，封装于综掘机机身内部（预留数据输入、存储与输出接口-SUB接口），具备防爆和无线通讯功能，能够实时显示综掘机各项数据与运动轨迹功能，根据数据和轨迹的变化，向综掘机报警系统发送相应的报警指令。综掘机机载计算机通过井上、井下通讯系统，与调度室计算机进行实时的数据传递（双向传递）。
综掘机报警系统，安装于综掘机驾驶位左侧，在接收到综掘机机载计算机或调度室计算机发出的报警指令后，能够发出不同级别的灯光、声音信号。
综掘机供电变压器开关，负责控制综掘机的启动与停机，当收到调度室计算机或综掘机机载计算机发出的报警信号时，切断综掘机的供电，以实现其紧急停机。
所述综掘工作面探放水自动控制系统的控制过程为：
首先，确定巷道掘进的测量基准点，基于此点确定综掘机的掘进方向，由探放水钻机探测巷道前方水体的具体位置，得到基准点到水体的距离，确定综掘机的最大允许掘进距离和预留安全距离，剩余可掘进距离=最大允许掘进距离-实际掘进距离，向调度室计算机和综掘机机载计算机输入最大允许掘进距离和预留安全距离的数据信息；
然后，启动激光测距指向仪，复位；激光测距指向仪测定综掘机的掘进距离，并将该数据通过井上与井下通讯系统实时传输给调度室计算机、综掘机机载计算机；
最后，度室计算机或综掘机机载计算机在控制软件的支持下，利用收到的数据和已知数据进行计算，实时显示综掘机的各项数据与运动轨迹，根据数据和轨迹的变化，向调度室计算机向调度室报警系统发出不同的报警指令，综掘机机载计算机向综掘机报警系统发出的不同报警指令：
当剩余可掘进距离>10m时，报警灯光为绿色，无声音报警，
当5m<剩余可掘进距离<10m时，报警灯光为黄色，有间歇式声音报警；
当0m<剩余可掘进距离<5m时，报警灯光为红色，有连续式声音报警，并给出实时的距离播报，
当剩余可掘进距离≤0m时, 调度室计算机或综掘机机载计算机向综掘机供电变压器开关发送指令，切断综掘机的供电，以实现其紧急停机，报警系统给出持续红灯与声音报警；停机情况通过现场人员确认，重新调整综掘机位置，使其处于安全位置之内，再重新开机。
本实用新型所使用的控制软件为现有的公知的软件。
与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：
综掘工作面探放水自动控制系统可自动确定掘进机的位置、掘进距离，并能实时地与钻机给出的目标距离作出判断，给出安全距离读数和预警信息（灯光和声音），当掘进机掘进距离接近或达到设定的危险距离时发出不同级别报警信号。掘进距离超出最大允许掘进距离时，控制系统计算机向综掘机供电变压器发送指令，以实现其紧急停机。
本实用新型提高了综掘机掘进的安全性，并相应地提高了掘进工作效率，降低了工人的劳动强度，适用于各种井下掘进工作面的掘进工作，使煤矿企业获得更大的经济效益，同时推动煤矿井下的自动化设备升级。本实用新型采用模块化设计思想，系统的各组成部分均为独立个体，可适用于不同掘进要求的工作面，并采用无线信号传输，计算机信号处理，实时性好、精度高、噪音低，能够实现精密控制，易于升级。
附图说明
图1为综掘工作面探放水自动控制系统结构示意图。
图2为本实用新型的工作流程图。
图中标记如下：
1-调度室计算机，2-调度室报警系统，3-井上与井下通讯系统，4-激光测距指向仪，5-综掘机机载计算机，6-综掘机报警系统，7-综掘机供电变压器开关，8-煤层，9-水，10-基准点，L-基准点到水体距离，L1-最大允许掘进距离，L2-实际掘进距离，L3-剩余可掘进距离，L4-预留安全距离。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种综掘工作面探放水自动控制系统，包括设置在井上的调度室计算机1、调度室报警系统2、井上与井下通讯系统3、固定于掘进工作面顶板上且位于基准点正上方的激光测距指向仪4、设置在综掘机机身内部的综掘机机载计算机5、设置在综掘机驾驶位左侧的综掘机报警系统6、与综掘机相连接的综掘机供电变压器开关7；所述激光测距指向仪4和综掘机机载计算机及其控制软件5均具备防爆和无线通讯功能。
综掘机开始工作前，确定巷道掘进的测量基准点，基于此点确定综掘机的掘进方向（与巷道的设计方向一致），并由探放水钻机探测巷道前方水体的具体位置，进而可以得到基准点到水体的距离为L。并由距离L确定综掘机的最大允许掘进距离：L1（L1=L-L4），L4为预留安全距离（30～50m）。综掘机的实际掘进距离（综掘机相对于测量基准点的距离）为L2。L3为综掘机剩余可掘进距离（以上距离，如图1所示）。当调度室计算机1和综掘机机载计算机5获取以上距离后，综掘机可开机进行工作。综掘机在激光测距指向仪4的指引下，按照设计的掘进轨迹进行工作。综掘机的实际掘进距离L2，通过激光测距指向仪4进行实时监测，并将该数据传送给调度室计算机1和综掘机机载计算机5。在控制软件的支持下，利用收到的数据和已知数据进行计算，实时显示综掘机的各项数据与运动轨迹，根据数据和轨迹的变化，向调度室与综掘机报警系统发送相应的报警指令。当L2接近L1（即：L3接近于0）时，向调度室报警系统2和综掘机报警系统6发出接近报警指令，调度室报警系统2和综掘机报警系统6发出不同级别的灯光和声音信号：
当L3>10m时，报警灯光为绿色，无声音报警；
当5m<L3<10m时，报警灯光为黄色，有间歇式声音报警；
当0m<L3<5m时，报警灯光为红色，有连续式声音报警，并给出实时的距离播报；
当L2等于或超过L1（即：L3≤0m）时, 调度室计算机1和综掘机机载计算机5的控制软件向综掘机供电变压器开关7发送指令，切断综掘机的供电，以实现其紧急停机，报警系统给出持续红灯与声音报警。停机情况通过现场人员确认，重新调整综掘机位置（处于安全位置之内），才能重新开机。
如图2所示的本实用新型的工作流程图，包括以下步骤：
1、向调度室计算机1和综掘机机载计算机5输入数据信息（L、L4）；
2、启动激光测距指向仪4，复位；
3、综掘机开机工作；
4、激激光测距指向仪4探测综掘机实时位置信息（L2）；
5、数据L2传送给调度室计算机1和综掘机机载计算机5；
6、控制软件显示综掘机的实时运动轨迹，发送相应的控制指令；
7、当L3>10m时，报警灯光为绿色，无声音报警；
8、当5m<L3<10m时，报警灯光为黄色，有间歇式声音报警；
9、当L3<5m时，报警灯光为红色，有连续式声音报警，并给出实时的距离播报；
10、当L3≤0m时，控制软件将向综掘机供电变压器开关7开关发送指令，切断综掘机的供电，以实现其紧急自动停机，报警系统给出持续红灯与声音报警；
11、停机情况通过现场人员确认，重新调整综掘机位置（处于安全位置之内），才能重新工作。
Claims (1)
1.一种综掘工作面探放水自动控制系统，其特征在于：包括设置在井上的调度室计算机（1）、调度室报警系统（2）、井上与井下通讯系统（3）、固定于掘进工作面顶板上且位于基准点正上方的激光测距指向仪（4）、设置在综掘机机身内部的综掘机机载计算机（5）、设置在综掘机驾驶位左侧的综掘机报警系统（6）、与综掘机相连接的综掘机供电变压器开关（7）；所述激光测距指向仪（4）、综掘机机载计算机（5）和综掘机供电变压器开关（7）均具备防爆和无线通讯功能；激光测距指向仪（4）通过井上与井下通讯系统（3）与调度室计算机（1）和综掘机机载计算机（5）保持实时通讯，调度室计算机（1）向调度室报警系统（2）发出报警指令，综掘机机载计算机（5）向综掘机报警系统（6）发出的报警指令，综掘机供电变压器开关（7）接收调度室计算机（1）或综掘机机载计算机（5）发出的报警信号以切断综掘机的供电。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107476805A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-15 | 山西焦煤集团有限责任公司 | 综掘工作面探放水自动控制系统及其控制方法 |
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2017
- 2017-09-22 CN CN201721222375.8U patent/CN207177893U/zh not_active Expired - Fee Related
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