一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,包括PLC主控制器,包括PLC主控制器,所述PLC主控制器上連接激光防冒頂模塊、故障檢測模塊和預(yù)警模塊;所述激光防冒頂模塊包括激光發(fā)射器1、支架金屬網(wǎng)2、激光接收器3、分秒計時器4、漏冒、壓垮和光電轉(zhuǎn)換器5;所述故障檢測模塊包括壓力傳感器6、振動傳感器7和設(shè)定值;所述預(yù)警模塊包括液晶顯示器、語音報警器8、閃光報警器9和擴展口。本實用新型制作簡單、價格便宜、牢固可靠、控制穩(wěn)定,且可有效防止掘進頂板出現(xiàn)漏冒、壓垮和振動坍塌現(xiàn)象,實現(xiàn)井下事故有效識別與安全預(yù)控的目的。
【專利說明】
一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于井下安全預(yù)警領(lǐng)域,具體涉及一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦作為高危行業(yè)之一,隨著開采深度的增加和巖性的改變,礦山壓力的顯現(xiàn)愈來愈明顯,巷道支護的方式以及支護材料的剛度、柔度、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量難以滿足需求。就頂板事故而言,它不同于瓦斯煤塵爆炸,群死群傷的重特大惡性事故通常比較少見,而零散事故卻頻繁發(fā)生,凡是有人工作的地點,都有可能發(fā)生這類事故,分布范圍也特別廣泛。據(jù)國家安全監(jiān)管總局統(tǒng)計,2015年11月,煤礦發(fā)生較大事故4起、死亡17人,同比增加I起、5人;采煤工作面頂板事故占頂板事故總數(shù)的比例有所下降,但依然達到了66 %,巷道頂板事故則上升到34%;科技日報2015年12月27日稱,平邑石膏礦發(fā)生坍塌導(dǎo)致大面積礦巖層冒頂,造成I人遇難,17人被困井下。
[0003]由于我國煤礦開采存在著員工作業(yè)環(huán)境差、礦工安全意識偏低、企業(yè)安全管理水平有限和支護設(shè)備漏洞百出等不安全現(xiàn)狀,從而導(dǎo)致礦難事故屢屢發(fā)生,究其原因,主要是礦用支護設(shè)備在井下頂板出現(xiàn)漏冒、壓垮和振動坍塌時不能有效識別和預(yù)控。目前關(guān)于煤礦防冒頂?shù)念A(yù)警裝置甚少,現(xiàn)有的預(yù)警裝置僅可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與存儲,卻無法實現(xiàn)必要的故障診斷及預(yù)警功能,不能及時判斷和預(yù)控現(xiàn)存的或可能發(fā)生的故障。因此,在礦井復(fù)雜環(huán)境下亟需構(gòu)建一種智能防冒頂安全預(yù)警裝置,以有效識別和監(jiān)控煤礦冒頂事故。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,用于防止井下掘進頂板出現(xiàn)漏冒、壓垮和振動坍塌現(xiàn)象,實現(xiàn)井下事故有效識別與安全預(yù)控的目的。
[0005]為了達到上述目的,本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,包括PLC主控制器,所述PLC主控制器上連接激光防冒頂模塊、故障檢測模塊和預(yù)警模塊;所述激光防冒頂模塊包括激光發(fā)射器1、支架金屬網(wǎng)2、激光接收器3、分秒計時器4、漏冒、壓垮和光電轉(zhuǎn)換器5;所述故障檢測模塊包括壓力傳感器6、振動傳感器7和設(shè)定值;所述預(yù)警模塊包括液晶顯示器、語音報警器
8、閃光報警器9和擴展口。
[0007]所述激光發(fā)射器I和激光接收器3采用多組并排方式安裝于支架金屬網(wǎng)兩側(cè),當(dāng)激光接收器接收不到激光發(fā)射器發(fā)出的激光信號時,分秒計時器開始計時,信號回復(fù)時自動清零,若計時不足10秒或信號斷斷續(xù)續(xù),則為礦井工作區(qū)頂板上出現(xiàn)漏冒現(xiàn)象,并可根據(jù)安裝編號和語音報警器確定漏冒位置,若計時超過10秒并持續(xù)計時,則為支架金屬網(wǎng)被頂板壓彎而導(dǎo)致的激光信號中斷現(xiàn)象,并可根據(jù)安裝編號和語音報警器確定壓垮位置;所述支架金屬網(wǎng)2采用強度較硬的粗鋼絲編織而成,網(wǎng)孔為36cm2,并由若干只支架金屬桿10支撐于掘進地面上,且貼近礦井頂板水平放置;所述壓力傳感器6安裝于支架金屬網(wǎng)下側(cè)正中心位置,用于檢測礦井頂板對支架金屬網(wǎng)2的壓力;所述振動傳感器7安裝于礦井頂板11表面,用于采集因鉆探、采掘而產(chǎn)生的礦井頂板振動頻率,可預(yù)防振動塌方事故;所述液晶顯示器采用雙排大屏12864液晶顯示器,用于顯示檢測到的礦井頂板11壓力值和振動頻率;所述語音報警器8和閃光報警器9安裝于掘進面支架金屬桿10上,當(dāng)檢測值達到或超出設(shè)定值時,語音報警器8和閃光報警器9同時發(fā)出報警信號。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果體現(xiàn)在:
[0009]本實用新型采用PLC作為主控制器,不僅價格優(yōu)惠、編程簡潔、控制精確,而且還可以保證整個系統(tǒng)在井下復(fù)雜工作環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性;采用多組并排方式的激光探測技術(shù)和分秒計時器可有效預(yù)防掘進面頂板出現(xiàn)碎石漏冒或支架金屬網(wǎng)壓垮坍塌事故,實現(xiàn)事故識別與預(yù)控的目的;采用壓力傳感器和振動傳感器,可達到多重預(yù)防與事故識別的目的;采用雙排大屏12864液晶顯示器,可同時顯示檢測到的壓力值和振動頻率,便于地面操作人員及時掌握井下掘進面頂板的實時動態(tài),縮短事故預(yù)判時間。
[0010]本實用新型設(shè)計出一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,所用PLC主控制器、激光探測技術(shù)、壓力傳感器和振動傳感器均屬于現(xiàn)有成熟技術(shù),這種成熟技術(shù)之間的合理運用與組合,不僅降低了該裝置的制作難度、縮減了生產(chǎn)資本投入,而且又可使組合后的新產(chǎn)品具有多重預(yù)警、事故識別、控制穩(wěn)定、牢固可靠的良好效果。
[0011]本裝置制作簡單、經(jīng)濟實惠、牢固可靠、控制穩(wěn)定,在井下現(xiàn)場測試中,可有效防止掘進頂板出現(xiàn)漏冒、壓垮和振動坍塌現(xiàn)象,實現(xiàn)井下事故有效識別與安全預(yù)控的目的。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置系統(tǒng)框圖;
[0013]圖2為本實用新型模擬現(xiàn)場安裝簡圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型做詳細的說明:
[0015]如圖1所示,一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,包括PLC主控制器,所述PLC主控制器上連接激光防冒頂模塊、故障檢測模塊和預(yù)警模塊;所述激光防冒頂模塊包括激光發(fā)射器1、支架金屬網(wǎng)2、激光接收器3、分秒計時器4、漏冒、壓垮和光電轉(zhuǎn)換器5;所述故障檢測模塊包括壓力傳感器6、振動傳感器7和設(shè)定值;所述預(yù)警模塊包括液晶顯示器、語音報警器8、閃光報警器9和擴展口。
[0016]所述激光發(fā)射器I和激光接收器3采用多組并排方式安裝于支架金屬網(wǎng)兩側(cè),當(dāng)激光接收器接收不到激光發(fā)射器發(fā)出的激光信號時,分秒計時器開始計時,信號回復(fù)時自動清零,若計時不足10秒或信號斷斷續(xù)續(xù),則為礦井工作區(qū)頂板上出現(xiàn)漏冒現(xiàn)象,并可根據(jù)安裝編號和語音報警器確定漏冒位置,若計時超過10秒并持續(xù)計時,則為支架金屬網(wǎng)被頂板壓彎而導(dǎo)致的激光信號中斷現(xiàn)象,并可根據(jù)安裝編號和語音報警器確定壓垮位置;所述支架金屬網(wǎng)2采用強度較硬的粗鋼絲編織而成,網(wǎng)孔為36cm2,并由若干只支架金屬桿10支撐于掘進地面上,且貼近礦井頂板水平放置;所述壓力傳感器6安裝于支架金屬網(wǎng)下側(cè)正中心位置,用于檢測礦井頂板對支架金屬網(wǎng)2的壓力;所述振動傳感器7安裝于礦井頂板11表面,用于采集因鉆探、采掘而產(chǎn)生的礦井頂板振動頻率,可預(yù)防振動塌方事故;所述液晶顯示器采用雙排大屏12864液晶顯示器,用于顯示檢測到的礦井頂板11壓力值和振動頻率;所述語音報警器8和閃光報警器9安裝于掘進面支架金屬桿10上,當(dāng)檢測值達到或超出設(shè)定值時,語音報警器8和閃光報警器9同時發(fā)出報警信號。
【主權(quán)項】
1.一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,包括PLC主控制器,所述PLC主控制器上連接激光防冒頂模塊、故障檢測模塊和預(yù)警模塊;所述激光防冒頂模塊包括激光發(fā)射器(I)、支架金屬網(wǎng)(2)、激光接收器(3)、分秒計時器(4)、漏冒、壓垮和光電轉(zhuǎn)換器(5);所述故障檢測模塊包括壓力傳感器(6)、振動傳感器(7)和設(shè)定值;所述預(yù)警模塊包括液晶顯示器、語音報警器(8)、閃光報警器(9)和擴展口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,其特征在于:所述激光發(fā)射器(I)和激光接收器(3)采用多組并排方式安裝于支架金屬網(wǎng)兩側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,其特征在于:所述支架金屬網(wǎng)(2)采用強度較硬的粗鋼絲編織而成,網(wǎng)孔為36cm2,并由若干只支架金屬桿(1)支撐于掘進地面上,且貼近礦井頂板水平放置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,其特征在于:所述壓力傳感器(6)安裝于支架金屬網(wǎng)下側(cè)正中心位置,用于檢測礦井頂板對支架金屬網(wǎng)(2)的壓力;所述振動傳感器(7)安裝于礦井頂板(11)表面,用于采集因鉆探、采掘而產(chǎn)生的礦井頂板振動頻率,可預(yù)防振動塌方事故。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光探測技術(shù)的煤礦防冒頂預(yù)警裝置,其特征在于:所述液晶顯示器采用雙排大屏12864液晶顯示器,用于顯示檢測到的礦井頂板(11)壓力值和振動頻率;所述語音報警器(8)和閃光報警器(9)安裝于掘進面支架金屬桿(10)上,當(dāng)檢測值達到或超出設(shè)定值時,語音報警器(8)和閃光報警器(9)同時發(fā)出報警信號。
【文檔編號】E21F17/18GK205477749SQ201620032713
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月12日
【發(fā)明人】何剛, 朱艷娜, 張貴生, 朱俊培, 喬國通, 衡連偉
【申請人】安徽理工大學(xué)