CN216381371U - 一种具有远距离通信功能的采煤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有远距离通信功能的采煤系统，包括：采煤设备，用于设置在工作面，具有前置刮板机、后置刮板机和转载机，所述前置刮板机包括前置刮板一体机和前置溜槽，后置刮板机包括后置刮板一体机和后置溜槽，所述转载机包括转载一体机和转载溜槽；信息采集设备，用于设置在工作面，并与前置刮板一体机、后置刮板一体机、转载一体机连接，以获取所述前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机的状态信息；主机，用于设置在远端，并与所述信息采集设备通过光缆通信连接，以提高所述主机与所述信息采集装置远距离通信的可靠性。本实用新型所提供的技术方案，能够提高采煤系统的灵活性和通信的可靠性，以实现真正的煤矿远距离通信控制。

Description

一种具有远距离通信功能的采煤系统

技术领域

本实用新型一般地涉及煤矿开采设备技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种具有远距离通信功能的采煤系统。

背景技术

采煤系统是一种用于开采煤矿的系统，一般包括采矿设备和设备列车，其中采矿设备包括刮板机、转载机和顺槽输送机，刮板机包括驱动电机和溜槽，并且驱动电机传动连接溜槽，以将开采的煤矿运送到转载机上；转载机包括转载电机和转载溜槽，转载电机传动连接转载溜槽，以将煤矿转运到顺槽输送机上，顺槽输送机用于将煤矿输送到地面上。

设备列车上放置有变频器、信息采集设备、移动变电站、主机等设备，其中移动变电站连接变频器的输入端，变频器的输出端连接刮板机和转载机中的驱动电机，以刮板机和转载机中的驱动电机的供电进行变频控制；信息采集设备通过信号线连接刮板机和转载机中的驱动电机，以采集刮板机和转载机中的驱动电机的状态信息；主机连接信息采集设备，以获取刮板机和转载机中的驱动电机的状态信息，并对刮板机和转载机进行控制。

由于设备列车上的设备与采矿设备对应连接，因此为了保证两者之间连接的可靠性，需要设备列车与采矿设备一起移动。但是这种方式，一方面设备列车上的设备较多，会造成设备列车的体积和重量较大，不便于在巷道内行驶，因此灵活性较差。特别是对于采煤系统中的通信设备，如果将主机设置在远端而非设备列车上，就会增加信息采集设备与主机之间的通信距离，使得信号在传输过程中由于信号衰减等原因而失真，造成通信可靠性差的问题。

综上所述可知，现有的采煤系统存在灵活性和通信可靠性差的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有远距离通信功能的采煤系统，以至少解决上述采煤系统存在的灵活性和通信可靠性差的问题，以实现真正的煤矿远距离通信控制。

为解决上述问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种具有远距离通信功能的采煤系统，包括：采煤设备，用于设置在工作面，具有前置刮板机、后置刮板机和转载机，所述前置刮板机包括前置刮板一体机和前置溜槽，所述后置刮板机包括后置刮板一体机和后置溜槽，所述转载机包括转载一体机和转载溜槽；信息采集设备，用于设置在所述工作面，并与所述前置刮板一体机、后置刮板一体机、转载一体机连接，以获取所述前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机的状态信息；主机，用于设置在远端，并与所述信息采集设备通过光缆通信连接，以提高所述主机与所述信息采集装置远距离通信的可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，所述前置刮板一体机包括前置机头刮板一体机和前置机尾刮板一体机，所述后置刮板一体机包括后置机头刮板一体机和后置机尾刮板一体机。

根据本实用新型的另一个实施例，所述信息采集设备与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机通信连接，以获取所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机和转载一体机的状态信息。

根据本实用新型的又一个实施例，所述信息采集设备通过级联方式与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机通信连接。

根据本实用新型的另一个实施例，所述转载一体机、前置机头一体机、前置机尾一体机级联后与所述信息采集设备通信连接，所述后置机尾一体机和后置机尾级联后于所述信息采集设备通信连接。

根据本实用新型的又一个实施例，所述信息采集设备与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机通过CAN总线通信连接。

根据本实用新型的另一个实施例，所述信息采集设备与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机之间的通信线缆为本质安全型通信电缆。

根据本实用新型的又一个实施例，所述光缆为矿用阻燃光缆。

根据本实用新型的另一个实施例，所述主机就近连接有集控台，所述集控台用于与所述主机进行信息交互。

根据本实用新型的又一个实施例，所述集控台具有显示屏，显示屏用于显示所述前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体的状态信息。

本实用新型所提供的技术方案，首先前置刮板机中采用前置刮板一体机驱动前置溜槽、后置刮板机中采用后置刮板一体机驱动后置溜槽，由于一体机具有变频器和驱动电机，并且前置刮板一体机和后置刮板一体机都装配在采煤设备上，因此不仅能够保证变频器与驱动电机之间连接的可靠性，还无需将变频器等设备放置在设备列车上，从而可以减少设备列车上的设备数量，使设备列车在巷道内所占用的空间减小。更重要的是，本实用新型中的信息采集设备与主机之间采用光缆通信连接，由于光缆具有抗干扰能力强、信号传输距离远、信号传输速度快的优点，因此将主机设置在与工作面距离较大的远端时，依然可以保证信息采集设备与主机之间信息传输的可靠性，以实现真正的煤矿远距离通信控制。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为根据本实用新型实施例的一种具有远距离通信功能的采煤系统的通信连接示意图；

图2为根据本实用新型实施例的一种具有远距离通信功能的采煤系统的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的另一种具有远距离通信功能的采煤系统的通信连接示意图；

图4为根据本实用新型实施例的一种信息采集设备与各一体机级联的示意图；

图5为根据本实用新型实施例的一种设有集控台的采煤系统的结构示意图；

上述图1至图5包括：刮板机1、信息采集设备2、主机3、集控台4、前置刮板机11、后置刮板机12、转载机13、前置溜槽110、前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131和转载溜槽13。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚和完整地描述。应当理解的是本说明书所描述的实施例仅是本实用新型为了便于对方案的清晰理解和符合法律的要求而提供的部分实施例，而并非可以实现本实用新型的所有实施例。基于本说明书公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1示出的是本实用新型的一种具有远距离通信功能的采煤系统，该采煤系统包括采煤设备、信息采集设备2和主机3，其中采煤设备和信息采集设备2设置在工作面处，主机3设置在远端。下面对采煤设备、信息采集设备2和主机3的结构及工作原理做详细介绍。

如图1所示，采煤设备包括前置刮板机11、后置刮板机12和转载机13，其中前置刮板机11具有前置刮板一体机和前置溜槽，并且前置刮板一体机传动连接前置溜槽，以驱动前置溜槽运动；后置刮板机12包括后置刮板一体机和后置溜槽，后置刮板一体机传动连接后置溜槽，以驱动后置溜槽运动；转载机13包括转载一体机和转载溜槽，转载一体机传动连接转载溜槽。上述前置溜槽和后置溜槽的运动方向相同，并且转载溜槽装配在前置溜槽和后置溜槽出料侧。该出料侧为前置溜槽和后置溜槽运动方向的一侧，例如，以采煤设备采煤时的行进方向为前方，前置溜槽和后置溜槽均向采矿设备的右方运动，则前置溜槽和后置溜槽位于采矿设备右方的一侧为其出料侧。上述前置溜槽和后置溜槽可以将开采到的煤输送到转载溜槽上；转载一体机传动连接转载溜槽，用于驱动转载溜槽运动，以将煤转运到顺槽输送机上，顺槽输送机再将煤矿输送到地面上。

上述前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机均包括相应的变频器和驱动电机，并且各变频器与相应驱动电机一体设置，以减少各一体机的体积。上述前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机中变频器的电源端均用于连接移动变电站，输出端分别连接相应驱动电机的电源端，用于从移动变电站获取电源电压，并对电源电压进行变频处理后输送到相应驱动电机的电源端，以为各驱动电机供电，使各驱动电机能够驱动相应的溜槽运动。

上述信息采集设备2连接前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机，并于主机通信连接，用于获取前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机的状态信息，并将前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机的状态信息发送给主机。以一种实现方式为例，可以在前置刮板一体机、后置刮板一体机各转载一体机上分别设置相应的检测控制器和状态检测传感器，其中检测控制器可以采用单独单片机、PLC等逻辑控制器件实现，也可以与相应一体机的电机控制器集成设置在一起。上述状态检测传感器可以包括电压检测器件、电流检测器件和转速检测器件(如电压互感器、电流互感器和编码器)，电压检测器件可以检测相应一体机供电线路的电压信息，电流检测器件可以检测相应一体机供电线路的电流信息，编码器可以检测相应驱动电机的转速信息。各检测控制器与相应的检测传感器连接，通过相应的检测传感器获取相应一体机的供电电压信息、供电电流信息和转速信息，即一体机的状态信息包括其供电电压信息、供电电流信息和转速信息。

信息采集设备2可以包括采集控制器，该采集控制器也可以采用单片机、PLC等逻辑控制器件实现，并且该采集控制器与各检测控制器连接，各检测控制器通过相应的检测器件得到相应一体机的状态信息后发送给采集控制器。采集控制器还连接有光缆接口，光缆接口通过光缆与主机连接，采集控制器获取前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体的状态信息后，可以将该状态信息通过光缆发送给主机。主机3是可以接收数据并进行数据处理的设备，可以采用工控机、服务器、上位机等，主机3上设置有光缆接口，该光缆接口通过光缆与信息采集设备2中的光缆接口通过光缆连接。

本实用新型所提供的技术方案，前置刮板机中采用前置刮板一体机驱动前置溜槽、后置刮板机中采用后置刮板一体机驱动后置溜槽，其中前置刮板一体机和后置刮板一体机均具有相应的变频器和驱动电机，并且前置刮板一体机和后置刮板一体机均装配在采矿设备上，不需要在设备列车上放置变频器和主机3，因此可以减小设备列车的体积和重量，从而减小设备列车的体积，提高设备列车的灵活性，并使设备列车在巷道内所占的空间减小，便于其它设备在巷道内通行。另一方面，前置刮板一体机和后置刮板一体机中的变频器和驱动电机一体设置，可以提高各变频器与驱动电机之间连接的可靠性。尤其是本实用新型所提供的技术方案中，采用光缆将信息采集设备2与主机3通信连接，由于光缆具有信号传输距离远、信号传递速度快和抗干扰能力强的优点，因此即使信息采集设备2与主机3之间的距离较远，也可以保证采矿设备2与主机3之间信息传输的可靠性。

上文中对本实用新型的具有远距离通信功能的采煤系统做了整体的介绍，下面结合具体应用场景，对采矿设备做详细的阐述。

如图2所示，在一个应用场景中，前置刮板一体机11包括前置机头刮板一体机111和前置机尾刮板一体机112，前置机头刮板一体机111和前置机尾刮板一体机112传动连接前置溜槽110，以驱动前置溜槽110运动。后置刮板一体机12包括后置机头刮板一体机121和后置机尾刮板一体机122，后置刮板机头一体机121和后置机尾刮板一体机122传动连接后置溜槽120，以驱动后置溜槽120运动。转载一体机131传动连接转载溜槽132，以驱动转载溜槽132运动。信息采集设备2连接前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122和转载一体机131，以获取前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122和转载一体机131的状态信息，并发送给主机3。本实施例的设置方式，前置溜槽110可以运输开采的煤矿，后置溜槽120可以运输泄顶煤，因此可以提高对煤矿开采的效率。

进一步地，如图3所示，在另一个实施例中，信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131通信连接。举例来说，信息采集设备2的采集控制器连接有一个通信接口，并且前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122和转载一体机131的检测控制器分别连接有一个相应的通信接口，该通信接口可以采用串行通信接口，如RS232通信接口、RS485通信接口或者CAN接口等实现。上述信息采集设备2中的采集控制器通过其通信接口与各一体机的检测控制器的通信接口通过通信线连接，以实现信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131的通信连接。

下面结合具体应用场景，对信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131之间通信连接的方式做详细说明。

在一个应用场景中，信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131通过级联的方式通信连接。举例来说，可以建立转载一体机131与后置机头刮板一体机121之间的通信连接、后置机头刮板一体机121与后置机尾刮板一体机122之间的通信连接、后置机尾刮板一体机122与前置机尾刮板一体机112之间的通信连接、前置机尾刮板一体机112与前置机头刮板一体机111之间的通信连接，以及前置机头刮板一体机111与信息采集设备2之间的通信连接。本实施例中所采用的级联方式，可以减少信息采集设备2接口的使用数量，并能够减少各一体机与信息采集设备2之间通信线的数量。

如图4所示，在另一个应用场景中，信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131之间可以采用另一种级联方式通信连接。例如，在图4所示出的结构中，后置机尾刮板一体机122与后置机头刮板一体机121通信连接，信息采集设备2与后置机头刮板一体机121通信连接，转载一体机131与前置机头刮板一体机111通信连接，前置机头刮板一体机111与前置机尾刮板一体机112通信连接。后置机尾刮板一体机122将其状态信息发送给后置机头刮板一体机121，后置机头刮板一体机121将其自身以及后置机尾刮板一体机122的状态信息一起发送给信息采集设备2；转载一体机131将其状态信息发送给前置机头刮板一体机111，前置机头刮板一体机111将其自身以及转载一体机131的状态信息发送给前置机尾刮板一体机，前置机尾刮板一体机112将其自身以及转载一体机131、前置刮板一体机111的状态信息发送给信息采集设备2。本实施例的设置方式，可以将采煤设备中的一体机就近级联，从而减少采煤设备中通信线缆的数量，降低信息采集设备2与各一体机之间通信连接的复杂程度。

在另一个应用场景中，信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131通过CAN总线通信连接，即在信息采集设备2的采集控制器以及前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131的检测控制器均设置有CAN总线接口，并且信息采集设备2的CAN总线接口和各一体机的CAN总线接口均CAN总线连接，使信息采集设备2可以与各一体机通过CAN总线进行信息交互。本实施例的设置方式，可以通过CAN总线将信息采集设备2与各一体机通信连接，可以实现各一体机的分布式连接。

在一个应用场景中，信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131之间通过本质安全型通信电缆进行通信连接。本质安全型电缆是一种具有防爆功能的电缆，能够将连接导线可能产生的电火花或热效应能量限制在不可点燃的水平。由于矿井中有大量的煤，甚至存在甲烷等易燃气体，采用本质安全性电缆将信息采集设备2与前置机头刮板一体机111、前置机尾刮板一体机112、后置机头刮板一体机121、后置机尾刮板一体机122、转载一体机131通信连接，可以防止由于电缆温度过高或者接线头出现火花而导致事故的发生，提高采矿设备的安全性。

在另一个应用场景中，信息采集设备2与主机3之间的光缆为矿用阻燃光缆。由于矿井属于易燃环境，设备温度过高或者设备间导线出现电火花都可能引起火灾的发生。本实施例的设置方式，采用矿用阻燃光缆将信息采集设备2与主机3通信连接，矿用阻燃光缆的外层具有阻燃护套，阻燃护套能够起到防火的作用，并且阻燃光缆还具有良好的抗压性能，因此采用矿用阻燃光缆，可以提高信息采集设备2与主机3之间信息传输的可靠性和安全性。

如图5所示，在一个应用场景中，主机3还连接有集控台4，可以与集控台4进行信息交互。举例说明，集控台4可以与主机3通过CAN总线或者RS485总线等有线通信模块有线通信连接，或者通过WIFI模块、ZigBee模块等无线通信模块无线通信连接。集控台4可以包括操作面板，操作面板上具有操作按钮，工作人员可以通过操作按钮向主机3发送控制信息，对采煤设备进行控制。例如，操作按钮可以包括启动按钮、停机按钮和暂停按钮，当工作人员按下启动按钮时，集控台4向主机3发送启动信号，主机3接收到启动信号后向采煤设备中的各一体机发送控制命令，控制采煤设备中的各一体机启动；当工作人员按下停机按钮时，集控台4向主机3发送停机信号，主机3接收到停机信号后向采煤设备中的各一体机发送停机控制命令，使采煤设备中的各一体机停机；当工作人员按下暂停按钮时，集控台4向主机3发送暂停信号，主机3接收到暂停信号后向采煤设备中的各一体机发送停机控制命令，使采煤设备中的各一体机暂停工作。

进一步地，在另一个应用场景中，集控台4还连接有显示屏，当集控台4从主机3接收到采煤设备的状态信息后，将其显示在显示屏上，以供工作人员查看。例如，主机3可以在从信息采集设备接收采煤设备中各一体机的供电电压信息、供电电流信息和转速信息后，将这些状态信息发送给集控台4，集控台4将这些状态信息以表格的形式显示在显示屏上，以便于工作人员能够查看到采煤设备中各一体机的工作状态。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，包括：

采煤设备，用于设置在工作面，具有前置刮板机、后置刮板机和转载机，所述前置刮板机包括前置刮板一体机和前置溜槽，所述后置刮板机包括后置刮板一体机和后置溜槽，所述转载机包括转载一体机和转载溜槽；

信息采集设备，用于设置在所述工作面，并与所述前置刮板一体机、后置刮板一体机、转载一体机连接，以获取所述前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机的状态信息；

主机，用于设置在远端，并与所述信息采集设备通过光缆通信连接，以提高所述主机与所述信息采集装置远距离通信的可靠性。

2.根据权利要求1所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述前置刮板一体机包括前置机头刮板一体机和前置机尾刮板一体机，所述后置刮板一体机包括后置机头刮板一体机和后置机尾刮板一体机。

3.根据权利要求2所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述信息采集设备与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机通信连接，以获取所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机和转载一体机的状态信息。

4.根据权利要求3所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述信息采集设备通过级联方式与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机通信连接。

5.根据权利要求4所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述转载一体机、前置机头一体机、前置机尾一体机级联后与所述信息采集设备通信连接，所述后置机尾一体机和后置机尾级联后于所述信息采集设备通信连接。

6.根据权利要求3所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述信息采集设备与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机通过CAN总线通信连接。

7.根据权利要求3所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述信息采集设备与所述前置机头刮板一体机、前置机尾刮板一体机、后置机头刮板一体机、后置机尾刮板一体机、转载一体机之间的通信线缆为本质安全型通信电缆。

8.根据权利要求1所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述光缆为矿用阻燃光缆。

9.根据权利要求1所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述主机就近连接有集控台，所述集控台用于与所述主机进行信息交互。

10.根据权利要求9所述的具有远距离通信功能的采煤系统，其特征在于，所述集控台具有显示屏，所述显示屏用于显示所述前置刮板一体机、后置刮板一体机和转载一体机的状态信息。

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