[發明專利]一種煤礦井下用頂管救援裝備控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201911035793.X
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110671122A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 王新銘;王雷;王冠雄;李梁;劉佳;王宇名;朱玉芹
• 申請（專利權）人: 煤科集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11;E21F11/00;E21F17/18
• 代理公司: 21116 沈陽易通專利事務所
• 代理人: 王建男

本發明涉及煤礦井下災后救援技術，一種煤礦井下用頂管救援裝備控制系統，包括數據交換總線、以及分別和數據交換總線信號連接以形成數據交換的主頂控制器、機內控制器、中繼控制器、監控單元和無線遙控單元，用于解決傳統頂管裝備應用于煤礦災后救援領域其控制系統水土不服的問題，是煤礦井下坍塌巷道救援通道快速構建技術的重要的組成部分。本發明還提供一種煤礦井下用頂管救援裝備控制方法。

技術領域

本發明涉及煤礦井下災后救援技術，特別是煤礦井下災后救援通道快速構建頂管裝備用安全、高效控制系統。

背景技術

煤礦瓦斯爆炸、頂板垮塌等煤礦常見災害均具有突發性、災難性、破壞性等特點，一旦事故發生，礦井系統遭受嚴重破壞，會造成安全通道堵塞、通風系統破壞、嚴重缺氧，導致大量人員傷亡。坍塌巷道的災后救援本身不僅在時間上具有緊迫性，還需要考慮安全、快速、高效等多方面影響因素。目前，國內外還沒有應用頂管機在煤礦井下垮塌巷道構建救援通道的案例，傳統頂管裝備控制系統應用于煤礦救援領域時，存在諸多缺陷。

其一，傳統頂管裝備控制系統不具備環境監測和救援人員生命體征監測功能，無法保證救援行動的安全性。

其二，由于傳統圍巖界面與垮塌巷道環境的巨大差異，傳動頂管裝備控制系統不具備煤礦井下垮塌巷道異常工況快速識別能力。

其三，傳動頂管裝備控制系統采集數據量少，通訊實時性低，抗干擾能力差，無法滿足頂管救援裝備整機高度信息化實時通訊和魯棒性的要求。

傳統頂管裝備應用于煤礦，其控制系統不具備環境監測功能、生命體征監測功能、異常工況識別功能，無法滿足快速、安全、高效的救援需求，同時傳統頂管裝備控制系統網絡架構層次較低，數據通訊多采用輪詢類通訊方式，傳輸數據量小，實時性低，抗干擾能力差，極易出現故障。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出的一種煤礦井下用頂管救援裝備控制系統解決傳統頂管機無法實時監測環境參數、無法監測救援人員生命體征、無法識別異常工況、數據傳輸速率慢、抗干擾能力差等問題。同時本發明還提供了一種煤礦井下用頂管救援裝備控制方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種煤礦井下用頂管救援裝備控制系統，其用于控制設置在工作巷道內的煤礦井下用頂管救援裝備，煤礦井下用頂管救援裝備具有主頂油缸、用于驅動主頂油缸工作的主頂液壓泵站、中繼環、用于驅動中繼油缸工作的中繼液壓泵站、用于驅動中繼環工作的中繼液壓油缸、機頭、用于驅動機頭工作的機內液壓泵站和用于驅動機頭頂入方向的糾偏油缸；煤礦井下用頂管救援裝備控制系統包括數據交換總線、以及分別和數據交換總線信號連接以形成數據交換的主頂控制器、機內控制器、中繼控制器、監控單元和無線遙控單元，其中

主頂控制器具有分別與其信號連接的監控單元的操作面板、環境參數檢測單元、主頂狀態檢測單元、巷道電機驅動單元、主頂液壓控制單元和刀盤調速單元；

機內控制器具有分別與其信號連接的環境參數檢測單元、機內狀態檢測單元、機頭姿態檢測單元、生命體征檢測單元、機內電機驅動單元、機內液壓控制單元；

中繼控制器具有分別與其信號連接的環境參數檢測單元、中繼電機驅動單元、中繼狀態檢測單元、中繼液壓控制單元；

監控單元，其包括操作面板和顯示器，監控單元用于獲取主頂控制器、機內控制器、中繼控制器的檢測數據，所述操作面板的輸入信號與主頂控制器連接；主頂控制器將操作面板發出對中繼環和機頭的控制指令發送到總線上，機內控制器、中繼控制器通過總線接收到相應的指令后對煤礦井下用頂管救援裝備進行控制；

無線遙控單元，由信號發射器和信號接收器組成，無線遙控單元用于無線遙控煤礦井下用頂管救援裝備工作。