[發明專利]遠程煤礦井下工作面可視化采煤流程環節監管系統及方法

有效

• 申請號: 201310067518.2
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103334753A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 李玉良;李晶;劉廣軍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F17/18;E21C35/24;E21C35/22;H04N7/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

????本發明涉及一種采煤安全生產監管系統及方法，特別是一種遠程煤礦井下工作面可視化采煤流程環節監管系統及方法。?

背景技術

目前，利用采煤機采煤時，產生的礦難有三種形式，一是，由于地質斷層壓力原因，造成井下工作面發生大面積垮塌冒頂事故；二是，高瓦斯礦井的煤層聚集大量瓦斯氣體，瞬間出現瓦斯氣體涌出造成大面積煤炭突出事故；三是水文地址或老塘廢水位置不清楚，造成井下工作面透水事故。這三種類型事故均與采煤流程環節有關，其中采煤機滾筒截煤深度有關。?

采煤機運行的工作面位置、液壓支架和頂板支撐狀態、煤壁和采煤滾筒割煤情景、落煤與運載機運行方向、割煤灰塵與噴水降塵以及采煤工作面平行通視情況六個生產環節在煤礦一直是處在工作面采煤管理不到位的監管盲區。正是這些環節始終處于工作面盲區，為增加產量而忽視操作規程，造成違規操作現象，特別是有些采煤操作動作缺少細化判別標準。在采煤工作面盲區內，支架行走、頂板支撐、采煤滾筒割煤、煤壁落煤、運載機運輸狀態、采煤機運行速度、和移動工作面位置等這些機械采煤動作環節都威脅著井下采煤過程的生產安全，井下采煤是多機械進行動作、多功能進行配合的綜合采煤過程。?

由于這些機械采煤過程長時間處在缺位監管狀態，造成采煤流程環節的違章作業，當井下工作面發生各種礦難事故后，對上瞞報和謊報事故，這就是采煤流程環節管理不到位而造成的。?

發明內容

本發明的目的在于：提供一種遠程煤礦井下工作面可視化采煤流程環節監管系統及其使用方法，解決煤礦井下工作面采煤機采煤過程的移動監管問題。?

本發明的目的是這樣實現的：該可視化采煤流程環節監管包括：系統及其使用方法；?

所述的系統包括：上采煤滾筒和下采煤滾筒、采煤機、發射基站、工作面無線接收基站、泵站順槽基站、煤礦信息化網、地面調度中心和支架群中線；上采煤滾筒和下采煤滾筒位于采煤機上，液壓支架以支架群中線為基準一字排列安裝，支撐著頂板獲得的采煤工作面空間；發射基站安裝在采煤機上，并位于上采煤滾筒和下采煤滾筒之間，所述的發射基站包括二個無線攝像儀和無線發射裝置，二個無線攝像儀與無線發射裝置連接，其中一個無線攝像儀的鏡頭對著上采煤滾筒取景，另一個無線攝像儀的鏡頭對著下采煤滾筒取景；在工作面上有工作面無線接收基站；在采煤巷道內安裝有泵站順槽基站和煤礦信息化網；在地面設置有地面調度中心，發射基站通過工作面無線接收基站、泵站順槽基站和煤礦信息化網與地面調度中心通信。

所述的無線攝像儀是采煤機機載無線視頻發射裝置和無線攝像頭構成，采煤機機載無線視頻發射器結合二個無線攝像頭完成采煤流程環節信息場景讀取，向工作面發出電磁波無線信號，所述的電磁波無線信號是載波信號，將圖像信息傳遞給工作面支架接收基站；工作面支架中安裝的工作面無線接收基站收到的電磁波無線信號，通過電纜或者光纜傳輸到泵站順槽基站，泵站順槽基站通過光纜連接到煤礦信息化網網口，視頻信號通過煤礦信息化網傳輸到地面調度中心，所述的地面調度中心為井下調度室或者地面調度室，通過地面視頻采集卡，在計算機上實時的顯示工作面采煤流程環節工作情況。?

所述的使用方法：在采煤機上安裝兩個無線攝像儀，無線攝像儀的無線攝像頭始終對著采煤滾筒和煤壁作業方向取景，將采集到的現場圖像信息通過電磁波無線信號逐級傳遞到地面調度中心，位于地面的地面調度中心的計算機上顯示現場采煤過程場景；?

根據無線攝像儀傳送的攝像畫面的清晰程度，對采煤機實施控制，采煤機截煤深度通常有兩種630/800mm，工作面液壓支架群靠從上至下一條中線作為支架群的標線該標線受采煤機截煤深度的限制，支架群整體移動的步幅也就是630/800毫米；

當滾筒截煤深度為0毫米時，此時滾筒與煤壁不接觸，滾筒靜止或空轉但不截煤碳；工作面的支架、頂板、煤壁、運載機、采煤機設備處在空載狀態，采煤工作面環境沒有煤塵，滾筒降塵噴水嘴可正常清晰可見，頂板支護正常支撐，瓦斯含量在正常數量級；

當滾筒截煤深度在300毫米之內時，煤壁與滾筒接觸摩擦、煤炭滑落及滾筒降塵采煤過程工作正常；采煤工作面場景圖象仍可清晰的看到采煤各個環節工作情況，煤炭落下產生的煤塵被滾筒噴水降塵壓制住，采煤工作面空氣中煤塵和有害氣體即瓦斯隨通風被帶走，圖象仍然十分清晰；