一種帶有監測系統的煤礦井下工作面液壓支架的製作方法
2023-05-12 08:46:52
本發明屬於液壓支架安全監控的技術領域，尤其涉及一種帶有監測系統的煤礦井下工作面液壓支架。
背景技術：
目前，由於煤礦綜採設備液壓支架體積大，輕者三、四十噸，重者五、六十噸，受煤礦井下及巷道條件限制無法整機下井，要把液壓支架分解成部件分別運輸下井，通常按部件底座、頂梁、前梁、尾梁四部分分別運輸下井，每個工作面要有上百架液壓支架，在工作面的設備安裝與回撤工作中，液壓支架的拆裝量最大。傳統的液壓支架組裝與拆卸方法是 ：採用絞車配合手拉葫蘆、搬手等方式進行組裝與拆卸，其缺點是 ：勞動強度大、工作效率低、安全隱患多、支架組裝時對銷孔困難、準確率低。
現有公知的液壓支架組裝架有在地面上的左、右兩根水平滑道，每根滑道上有相對的四個滑塊，每個滑塊上有起吊架，起吊架有垂直的方管立柱，方管立柱由長度相等的上、下兩段方管用螺栓連接組成，左、右方管立柱相對的側面分別有縱向縫，方管立柱有與方管立柱的長度方向平行的起重千斤頂，起重千斤頂的下端定位連在方管立柱底部，起重千斤頂上的活塞杆上端連有動滑輪，方管立柱內有與方管立柱內腔相配合的方管滑塊，方管滑塊有伸出縱向縫的側臂，側臂連有掛鏈，方管立柱內的下端和方管滑塊的側臂之間連有繞過動滑輪的鋼絲繩。
這種綜採液壓支架組裝架有如下不足：
1、綜採液壓支架組裝架在轉向時，通過起吊架的方管立柱，方管立柱由長度相等的上、下兩段方管用螺栓連接組成，由於安裝起吊過程中螺栓受橫向力，很容易造成螺紋孔變形，螺栓不能取出，不利於內立柱回縮；
2、這種綜採液壓支架組裝架的支頂裝置上部為平面結構，由於井下頂板不平，在與頂板連接時接觸點比較小，在作業時液壓支架組裝架的穩定性不好。
隨著我國對能源的需求越來越大，煤礦開採規模也逐漸增大，工作面工況條件也越來越複雜，對人員的安全威脅也愈來愈大，現有的綜採設備和開採方式已經不能適應需要，因此，實現煤礦自動化和無人或少人工作面開採成為國內外採煤行業的迫切需要。
在煤礦綜採中，液壓支架是井下重要的採掘設備，綜採工作面採煤時需要操作液壓支架，出於安全性和方便性的考慮，需要對液壓支架的架間監測、架間通訊、架間噴霧、架間照明以及壓力信號的傳遞，進行全方位的監測與控制，上述液壓支架各部分監測是是孤立的，由於鋪設時電纜、液壓膠管相互交織，使得推溜、移架時存在很大的安全隱患。
尤其是對液壓支架的架間監測過程中，如對頂板壓力監測、大立柱壓力監測，目前還主要依靠人工抄表，不僅增加了工人的勞動強度，也使得壓力信號傳遞成為空談，導致分析事故靠經驗判斷，效率低、安全性低。
技術實現要素：
本發明克服現有技術存在的不足，提供一種帶有監測系統的煤礦井下工作面液壓支架，能夠對煤礦綜採工作面液壓支架的架間壓力、架間噴霧、架間照明進行綜合監測，並能夠使該裝置頂板與井下頂板增加接觸面積，提高綜採液壓支架組裝架的穩定性。
為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：一種帶有監測系統的煤礦井下工作面液壓支架，包括行走車、兩個立柱底座、兩個立柱千斤頂、兩個立柱、兩個支頂裝置和綜合監測系統，行走車下部設有輪組，兩個立柱底座分別固定在行走車的兩端，立柱千斤頂設置在立柱底座上，所述的立柱由內立柱、外立柱和立柱伸縮千斤頂組成，立柱伸縮千斤頂設置在內立柱內，內立柱設置在外立柱內，外立柱固定在立柱底座上，立柱千斤頂一端與立柱底座固定連接、另一端與外立柱的內底板鉸接；所述的立柱伸縮千斤頂的上端與內立柱內壁固定連接、下端與外立柱內底板連接；所述綜合監測系統設置在內立柱內。
所述綜合監測系統的結構為：包括液壓支架壓力監測系統、採煤機噴霧降塵系統和遠程控制中心，所述液壓支架壓力監測系統、採煤機噴霧降塵系統分別與所述遠程控制中心相連；所述液壓支架壓力監測系統包括：壓力監控主機和設置在液壓支架立柱控制閥上的多個壓力傳感器，所述每個壓力傳感器均通過網絡交換機與所述壓力監控主機相連。
所述採煤機噴霧降塵系統包括：控制主機、控制器、電磁閥、截止閥、噴霧控制閥和噴霧裝置；所述控制器內設置有信號接收器，所述信號接收器與設置在採煤機上的信號發射器相連，所述控制器分別與電磁閥和控制主機相連，所述電磁閥通過截止閥與噴霧控制閥相連，所述噴霧控制閥與所述噴霧裝置相連，所述截止閥還和供水管路相連；所述壓力監控主機和控制主機均與所述遠程控制中心的監測伺服器相連。
所述的內立柱內設有滑塊，滑塊內有固定在滑塊上的繩輪，繩輪上繞有拉繩，拉繩一端固定在外立柱內底板上、另一端伸出；所述的支頂裝置固定在內立柱上部的外側，支頂裝置包括支柱、頂板和擋環，所述支柱的頂部為球面結構，頂板設置在支柱上，頂板的下部設置成與支柱頂部相配合的凹面結構，擋環設置在支柱的球面結構下方並固定在頂板的下部。
優選地，所述控制器還通過集成線纜連接有LED照明燈。
優選地，所述綜合監測系統還包括：無線通訊系統，所述無線通訊系統包括：無線通訊伺服器、本安無線通訊機站、人員定位卡和本安WIFI手機，所述人員定位卡和本安WIFI手機通過本安無線通訊機站與無線通訊伺服器相連，所述無線通訊伺服器與遠程控制中心相連。
優選地，所述本安無線通訊機站和無線通訊伺服器均與網絡交換機相連。
優選地，所述信號發射器為紅外傳感器，或為微波傳感器。
優選地，本發明還包括車體旋轉機構，所述的車體旋轉機構包括轉盤、固定支座和底座支撐千斤頂，固定支座固定在行走車上，底座支撐千斤頂設置在固定支座上，轉盤設置在固定支座下部並通過螺栓與固定支座固定連接，底座支撐千斤頂的伸出端與轉盤通過銷軸連接。
優選地，所述的拉繩為鋼絲繩。
優選地，在拉繩伸出的端部帶有繩卡。
優選地，所述的立柱伸縮千斤頂下端與外立柱的內底板螺紋連接。
本發明與現有技術相比具有以下有益效果：本發明採用內立柱、外立柱和支頂裝置相結合的方式，由於支頂裝置中的頂板與支柱之間可活動，當進行支護時，該頂板可根據井下頂板不平的趨向，調整接觸面，使接觸面積最大化，這樣就有效地保證了綜採液壓支架組裝架的穩定性，並在內立柱內設置綜合監測系統，該綜合監測系統包括液壓支架壓力監測系統、採煤機噴霧降塵系統和遠程控制中心，通過設置在煤礦各個液壓支架上控制器，就可以將工作面的各種數據傳輸到地面的遠程控制中心，高效實時的反應井下壓力情況，以及工作面抑塵效果，同時，設置在遠程控制中心的監測伺服器可實時顯示監測點的數據和直方圖，當監測數據超限時能自動聲音報警並記錄報警事件；此外，監測伺服器還可進行數據存儲和數據分析，幫助煤礦管理者正確決策減少事故的發生，實用性強。同時本發明中的採煤機噴霧降塵系統，各個液壓支架均設置有控制器，在移動工作的採煤機上設置信號發射器，當採煤機移動至某一位置時，能夠實時跟蹤採煤機，並通過控制主機控制相應位置的控制器，進而打開電磁閥、噴霧控制閥，使噴霧裝置進行噴霧，噴霧時，噴霧噴向煤壁溼潤煤體，減少割煤和垮落衝擊產塵；此外，所述的控制器還通過集成電纜連接有LED照明燈，與傳統進行照明系統相比，減少了電纜的重複鋪設，避免了浪費；本發明能可自動監測採煤機的運行位置，判斷風向，運行速度再確定電磁閥的開關，做到精確降塵，使工人的工作環境得到改善，保護職工的身心健康，同時也減少了安全事故的發生。而且本發明中的無線通訊系統，能夠實現井下無線語音通話功能，並能夠24小時對煤礦出入井人員進行實時跟蹤監測和定位，隨時清楚掌握每個工作人員在礦井下活動軌跡，確保進行工作人員人身安全。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是圖1的右視圖；
圖3是本發明中車體旋轉機構的剖視圖；
圖4是本發明中支頂裝置的剖視圖；
圖5為本發明中綜合監測系統的結構框圖。
圖中：1.行走車，2.立柱底座，3.立柱，4.立柱伸縮千斤頂，5.繩輪，6.拉繩，7.支頂裝置，8.頂板，9.立柱千斤頂，10.底座支撐千斤頂，11.轉盤，12.擋環，13.支柱，14.固定支座、15.綜合監測系統、151.液壓支架壓力監測系統，152.採煤機噴霧降塵系統，153.遠程控制中心，154.壓力監控主機，155.壓力傳感器，156.網絡交換機，157.控制主機，158.控制器，159.電磁閥，1510.截止閥，1511.噴霧控制閥，1512.噴霧裝置，1513.信號接收器，1514.採煤機，1515.信號發射器，1516.供水管路，1517.監測伺服器，1518.LED照明燈，1519.無線通訊系統，1520.無線通訊伺服器，1521.本安無線通訊機站，1522.人員定位卡，1523.本安WIFI手機，1524.液壓支架立柱控制閥。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
如圖1所示，本發明一種帶有監測系統的煤礦井下工作面液壓支架，包括行走車1、兩個立柱底座2、兩個立柱千斤頂9、兩個立柱3、兩個支頂裝置7和綜合監測系統15，行走車1下部設有輪組，兩個立柱底座2分別固定在行走車1的兩端，立柱千斤頂9設置在立柱底座2上，所述的立柱3由內立柱、外立柱和立柱伸縮千斤頂4組成，立柱伸縮千斤頂4設置在內立柱內，內立柱設置在外立柱內，外立柱固定在立柱底座2上，立柱千斤頂9一端與立柱底座2固定連接、另一端與外立柱的內底板鉸接；所述的立柱伸縮千斤頂4的上端與內立柱內壁固定連接、下端與外立柱內底板連接；所述綜合監測系統15設置在內立柱內。
所述綜合監測系統15的結構為：包括液壓支架壓力監測系統151、採煤機噴霧降塵系統152和遠程控制中心153，所述液壓支架壓力監測系統151、採煤機噴霧降塵系統152分別與所述遠程控制中心153相連；所述液壓支架壓力監測系統151包括：壓力監控主機154和設置在液壓支架立柱控制閥1524上的多個壓力傳感器155，所述每個壓力傳感器155均通過網絡交換機156與所述壓力監控主機154相連。
所述採煤機噴霧降塵系統152包括：控制主機157、控制器158、電磁閥159、截止閥1510、噴霧控制閥1511和噴霧裝置1512；所述控制器158內設置有信號接收器1513，所述信號接收器1513與設置在採煤機1514上的信號發射器1515相連，所述控制器158分別與電磁閥159和控制主機157相連，所述電磁閥159通過截止閥1510與噴霧控制閥1511相連，所述噴霧控制閥1511與所述噴霧裝置1512相連，所述截止閥1510還和供水管路1516相連；所述壓力監控主機154和控制主機157均與所述遠程控制中心153的監測伺服器1517相連。
所述的內立柱內設有滑塊，滑塊內有固定在滑塊上的繩輪5，繩輪5上繞有拉繩6，拉繩6一端固定在外立柱內底板上、另一端伸出；所述的支頂裝置7固定在內立柱上部的外側，支頂裝置7包括支柱3、頂板8和擋環12，所述支柱13的頂部為球面結構，頂板8設置在支柱13上，頂板8的下部設置成與支柱13頂部相配合的凹面結構，擋環12設置在支柱13的球面結構下方並固定在頂板8的下部。
所述控制器158還通過集成線纜連接有LED照明燈1518。
所述綜合監測系統15還包括：無線通訊系統1519，所述無線通訊系統1519包括：無線通訊伺服器1520、本安無線通訊機站1521、人員定位卡1522和本安WIFI手機1523，所述人員定位卡1522和本安WIFI手機1523通過本安無線通訊機站1521與無線通訊伺服器1520相連，所述無線通訊伺服器1520與遠程控制中心153相連。
所述本安無線通訊機站1521和無線通訊伺服器1520均與網絡交換機156相連。
所述信號發射器1515為紅外傳感器，或為微波傳感器。
本發明還包括車體旋轉機構，所述的車體旋轉機構包括轉盤11、固定支座14和底座支撐千斤頂4，固定支座14固定在行走車1上，底座支撐千斤頂4設置在固定支座14上，轉盤11設置在固定支座14下部並通過螺栓與固定支座14固定連接，底座支撐千斤頂10的伸出端與轉盤11通過銷軸連接。
所述的拉繩6為鋼絲繩。
本發明在拉繩6伸出的端部帶有繩卡。
所述的立柱伸縮千斤頂4下端與外立柱的內底板螺紋連接。
本發明通過設置在煤礦各個液壓支架上控制器158，就可以將工作面的各種數據傳輸到地面的遠程控制中心153，高效實時的反應井下壓力情況，以及工作面抑塵效果，同時，設置在遠程控制中心153的監測伺服器1517可實時顯示監測點的數據和直方圖，當監測數據超限時能自動聲音報警並記錄報警事件，實用性強。
本實施例中，所述的監測伺服器1517可實時顯示監測點的數據和直方圖，當監測數據超限時能自動聲音報警並記錄報警事件，所述的監測伺服器1517還能將接收的數據存儲到資料庫，所述數據存儲採用動態存儲技術，此外，所述的監測伺服器1517還可連接有監測分析伺服器，所述的監測分析伺服器監可以進行綜合專業化分析，如：液壓支架工作狀態分析、周期來壓分析、壓力分布規律分析、支架故障分析。
具體地，所述控制器158還通過集成線纜連接有LED照明燈1518，本發明中的採煤機噴霧降塵系統152，各個液壓支架均設置有控制器，在移動工作的採煤機1514上設置信號發射器1515，當採煤機1514移動至某一位置時，能夠實時跟蹤採煤機，並通過控制主機157控制相應位置的控制器158，進而打開電磁閥159、噴霧控制閥1511，使噴霧裝置1512進行噴霧，噴霧時，噴霧噴向煤壁溼潤煤體，減少割煤和垮落衝擊產塵；此外，與傳統進行照明系統相比，本發明減少了電纜的重複鋪設，避免了浪費；本發明能可自動監測採煤機1514的運行位置，判斷風向，運行速度再確定電磁閥159的開關，做到精確降塵，使工人的工作環境得到改善，保護職工的身心健康，同時也減少了安全事故的發生。
進一步地，所述綜合監測系統還包括：無線通訊系統1519，所述無線通訊系統1519包括：無線通訊伺服器1520、本安無線通訊機站1521、人員定位卡1522和本安WIFI手機1523，所述人員定位卡1522和本安WIFI手機1523通過本安無線通訊機站1521與無線通訊伺服器1520相連，所述無線通訊伺服器1520與遠程控制中心153相連，所述本安無線通訊機站1521和無線通訊伺服器1520均與網絡交換機156相連，通過無線通訊系統1519，能夠實現井下無線語音通話功能，並能夠1524小時對煤礦出入井人員進行實時跟蹤監測和定位，隨時清楚掌握每個工作人員在礦井下活動軌跡，確保進行工作人員人身安全。
綜上，本發明具有靈活、可靠的操控方式，可以對採煤機和液壓支架等設備實現遠程集中控制，減少採煤機和液壓支架現場操作人員，實現綜採工作面自動化、無人或少人開採，提高煤炭資源的開採效率，避免或減少煤礦重大人員傷亡事故；具有實質性特點和進步，上面結合附圖對本發明的實施例作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。