一種煤礦回採工作面動態監測裝置及其控制方法與流程

2023-08-08 07:27:06

本發明涉及煤礦工作面回採技術領域，特別涉及一種煤礦回採工作面動態監測裝置及其控制方法。

背景技術：

回採技術是目前廣泛應用的煤礦開採手段，回採速度和位置是回採過程中非常重要的參數，當回採工作面接近或穿過不同煤層賦存條件、不同的隱蔽工程點時，操作規程機安全技術措施均有不同的要求，如果不同位置的實際回採速度和預設的回採速度差異過大，就會帶來不良的後果，甚至造成生命財產安全損失。因此，煤礦開採設計人員都非常重視煤礦不同位置回採速度的設置。

目前，在煤礦回採前，採用人工丈量結合填圖分析的方法來確定煤礦回採工作面距前方已知斷層、變薄層、巖漿巖、鑽孔、老巷道、老空區以及收作線的空間關係。在實際回採工作中，通過人工丈量的方法確定工作面位置的改變及其對應的生產時間來反求回採速度，並在煤層賦存條件不同時，採取相應的管理措施，對接近或穿越可能存在的隱患區域時，提前啟動排除隱患措施。

但是，上述採用人工丈量的方法存在測量的誤差較大、實時性差、信息共享難等問題，很難適應生產管理和安全管理的需要。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種煤礦回採工作面動態監測裝置及其控制方法，以解決現有的人工丈量方法難以適用煤礦管理生產管理、安全管理的需要的問題。

為實現以上目的，本發明採用的技術方案為：第一方面，提供一種煤礦回採工作面動態監測裝置，包括：設置在礦井內的分布式光纖測溫主機和布置在礦井外的監測主機，分布式光纖測溫主機的一端通過乙太網與監測主機連接進行雙向通信、另一端與敷設在巷道內的感溫光纜連接。

第二方面，提供一種上述煤礦回採工作面動態監測裝置的控制方法，包括：

分布式光纖測溫主機對感溫光纖上溫度的變化進行實時監測和分析，以得到回採工作面的動態信息；

分布式光纖測溫主機通過乙太網將回採工作面的動態信息發送至監測主機；

監測主機根據回採工作面的動態信息以及預置的作業規程，在相應的回採位置設置相應的回採速度區間。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：由於受煤礦採空區和回採工作面對空氣加熱的影響，工作面回採過程中，迴風上隅角處的溫度比迴風巷道內其它位置處的溫度要高，因此，迴風上隅角附近的溫度沿回採方向存在一個相對穩定的溫度梯度。通過分布式光纖測溫主機實時監測迴風巷道內敷設的感溫光纜的溫度，即能實時監測迴風巷和上隅角處的溫度信息，分布式光纖測溫主機對迴風巷和上隅角處的溫度信息進行統計分析，間接獲取回採工作面的動態信息，包括回採速度以及指定時間內的回採距離。監測主機以回採工作面的動態信息為依據，在不同的回採位置設置不同的回採速度區間，與傳統的人工丈量的方法相比，本發明提供的方案能實現對煤礦工作面動態的實時在線監測，自動化程度及準確度都非常高。

附圖說明

圖1是本發明一實施例提供的一種煤礦回採工作面動態監測裝置的結構示意圖；

圖2是本發明一實施例提供的一種煤礦回採工作面動態監測裝置的控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖2所示，對本發明做進一步詳細敘述。

如圖1所示，本實施例公開了一種煤礦回採工作面動態監測裝置，該裝置包括：設置在礦井內的分布式光纖測溫主機10和布置在礦井外的監測主機20，分布式光纖測溫主機10的一端通過乙太網與監測主機20連接進行雙向通信、另一端與敷設在巷道內的感溫光纜30連接。

其中，本實施例中將分布式光纖測溫主機10與感溫光纜30作為一個整體放置在礦井內部。分布式光纖測溫主機10通過感溫光纜30自動檢測迴風巷中各處的溫度分布，並通過對上隅角位置的定位及自動跟蹤，從而間接測量回採速度以及指定時間內的回採距離。

進一步地，感溫光纜30從分布式光纖測溫主機10的另一端開始沿迴風巷道至上隅角處的路徑進行敷設。

進一步地，感溫光纜30與礦井地面平行且位於礦井地面外。

其中，作為本實施例較為優選的方案，感溫光纜30與礦井地面平行且與礦井地面保持1-2米的高度。以便於感溫光纜30能夠快速準確的監測迴風巷道中與感溫光纜30對應位置處的溫度。

進一步地，分布式光纖測溫主機10具有至少一個通道以分別與至少一個回採工作面的迴風巷道內的感溫光纜30連接。

其中，本實施例中的分布式光纖測溫主機10具有至少一個通道，能夠通過一臺分布式光纖測溫主機10和一臺監測主機20實現多個回採工作平面的動態實時循環監測。

進一步地，迴風巷道內布置有懸掛機構40，懸掛機構40與感溫光纜30構成懸掛配合。

其中，本實施例中的懸掛機構40具體為掛鈎，用於探取、懸掛感溫光纜30，本實施例中的多個掛鈎設置在同一高度，以保證感溫光纜30與礦井地面保持相同高度。

進一步地，包括與監測主機20連接的設備終端50。

其中，監測主機20將回採工作面的位置、回採速度、預設速度、報警信息或警示信息發送至設備終端50以供設備終端50進行顯示，從而為用戶提供決策依據。

如圖2所示，本實施例公開了一種上述煤礦回採工作面動態監測裝置的控制方法，該方法包括如下步驟S1至S3：

S1、分布式光纖測溫主機10對感溫光纖30上溫度的變化進行實時監測和分析，以得到回採工作面的動態信息；

S2、分布式光纖測溫主機10通過乙太網將回採工作面的動態信息發送至監測主機20；

S3、監測主機20根據回採工作面的動態信息以及預置的作業規程，在相應的回採位置設置相應的回採速度區間。

進一步地，上述方法還包括如下步驟：

監測主機20在判斷回採工作面當前的回採速度不在預設的回採速度區間內時，發出報警信息和/或警示信息。

其中，監測主機20在回採工作面當前的回採速度高於或者低於預設的回採速度區間時，發出報警信息和/或警示信息。

進一步地，監測主機20將報警信息和/或警示信息發送至設備終端50以供設備終端50進行顯示。

本發明提出的利用分布式光纖測溫主機實現對上隅角動態實時的在線監測，通過對回採巷道、上隅角的溫度進行統計分析，直接反映出回採工作面的動態。監測主機將回採工作面的動態信息與數位化礦山、作業規程以及安全技術措施進行深度融合，可將煤層剖面（依據機巷、風巷、鑽孔信息）、煤層賦存情況、採掘工作面平面位置及動態信息等實時在線顯示，進而實現啟動對策語音提醒智能化、違規開採斷電控制自動化等功能。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。