[實用新型]煤礦用頂板離層監測裝置

有效

• 申請號: 200920103012.1
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN201412190Y
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 宋玉峰;姜鐵明;趙瑋燁;張晉偉;陳永峰
• 申請（專利權）人: 山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 朱 源;鄭晉周

技術領域

本實用新型涉及煤礦井下頂板監測裝置，具體為煤礦用頂板離層監測裝置。

背景技術

目前，國內外現有的頂板離層監測儀器主要有兩種，一種是機械式的，另一種是機電一體化式的。機械式頂板離層監測儀需人工讀數，精度不高；機電一體化式存在著傳感器量程小，傳輸速率低，實時性差，監測數據連續性差等不足之處。

發明內容

本實用新型為了解決現有頂板離層監測儀器存在的精度不高、傳感器量程小、傳輸速率低、實時性差、監測數據連續性差等問題，提供一種煤礦用頂板離層監測裝置。該監測裝置具有量程大、精度高、傳輸速率快、實時性強的優點。

本實用新型是采用如下技術方案實現的：煤礦用頂板離層監測裝置，包括間隔分布于巷道的各監測單元、沿巷道分布且延伸至井上的CAN總線、直流電源，監測單元由固定于巷道頂板上的位移傳感器和與位移傳感器相連的包括模-數轉換電路(器)、單片機(MCU)、電源電路、顯示電路、通信電路(模塊)的信號處理裝置構成，各監測單元中的信號處理裝置與CAN總線相連，直流電源為各監測單元中的信號處理裝置供電。使用時，延伸至井上的CAN總線可以經以太網與上位計算機相連。工作時，各監測單元負責各自所處位置的頂板離層監測，即監測單元中的固定于巷道頂板上的位移傳感器將巷道頂板離層變化的物理位移信號轉變為模擬電信號變量并傳送給信號處理裝置，此變量在信號處理裝置內經A/D轉換電路轉換成數字信息并經單片機(MCU)處理后，就地顯示數據，同時進行數據的上傳。數據傳輸時，各信號處理裝置經CAN總線響應上位計算機命令，將數據發送給上位機，地面計算機接收到井下各位移傳感器的數據后，保存到數據庫中，生成圖形、文本，為巷道支護設計人員進行巷道支護的動態設計提供可靠的基礎數據。如果該數據信息需要進一步做較為復雜的處理，則可通過上位機來處理，如有重要信息可通過與上位PC機相連的打印機記錄打印?？梢钥闯觯盘柼幚硌b置的作用是對位移傳感器的輸出信號進行處理(包括A/D轉換、顯示等)并與CAN總線實現信號相互傳輸。信號處理裝置中的電源電路的作用是將直流電源提供的電壓轉換成信號處理裝置各構成部件或構成電路所需的工作電源電壓，同時為位移傳感器提供所需的工作電源電壓；信號處理裝置中的通信電路是為了信號處理裝置與CAN總線之間實現正常的信號傳輸而所需的常規電路。對本領域技術人員來講，信號處理裝置中的各電路的具體結構以及各電路相互之間的連接關系是容易實現的，并且可容易地有多種結構變型。

本實用新型所述的煤礦用頂板離層監測裝置采用現代電子、單片機技術并利用網絡通信技術將其聯網，形成系統，最終能夠實現巷道頂板的實時在線監測。利用該裝置構建系統后，由地面計算機即可了解監測巷道或區域頂板的支護狀況，從而為礦井安全生產創造良好的外部條件，進一步可為優化巷道支護設計提供基礎數據，進而降低巷道支護費用，提高掘進速度，提高礦井經濟效益。

本實用新型所述的煤礦用頂板離層監測裝置基于CAN總線技術，實現了多點實時監測、遠程數據傳輸及數據處理；具有量程大、精度高、傳輸速率快、實時性強的優點。該裝置采用CAN現場總線，結構簡單，組網靈活，擴展方便，可靠性高，抗干擾性好，帶載能力強，易于安裝調試。該裝置主要適用于具有爆炸性氣體(甲烷)和煤塵的礦井中，對煤礦井下各類巷道、工作面切眼或其他礦山、隧道等需要安裝使用的地點進行頂板離層量的實時監測。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的煤礦用頂板離層監測裝置的結構示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖中：1-CAN總線，2-直流電源，3-位移傳感器，4-信號處理裝置，5-通信電纜用三通。

具體實施方式

煤礦用頂板離層監測裝置，包括間隔分布于巷道的各監測單元、沿巷道分布且延伸至井上的CAN總線1、直流電源2，監測單元由固定于巷道頂板上的位移傳感器3和與位移傳感器3相連的包括模-數轉換電路(器)、單片機(MCU)、電源電路、顯示電路、通信電路(模塊)的信號處理裝置4構成，各監測單元中的信號處理裝置4與CAN總線相連，直流電源2為各監測單元中的信號處理裝置4供電。具體實施時，CAN總線(采用通信電纜)經通信電纜用三通5與各監測單元中的信號處理裝置4相連，使連接結構更合理。安裝時，各監測單元中的信號處理裝置4及通信電纜用三通5固定于巷道側壁上(如附圖2所示)，使整個監測裝置在巷道內的安裝布局更合理。具體使用時，當巷道距井上距離較遠時，CAN總線上間隔地串接中繼器，以防止距離過長傳輸信號的衰減。所述的位移傳感器3可選用現有公知產品，安裝時可采用錨桿或其它方法將其固定于巷道頂板上。直流電源可采用現有的KDW51型本安電源或其它直流供電電源，KDW51型電源供電電壓AC127V；本安電源輸出2*(12V，0.78A)/(5V，0.35A)；最大短路電流2*0.83A/0.42A。