一种综采工作面电缆监测系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及薄煤层综采工作面技术领域，公开了一种综采工作面电缆监测系统与方法，包括视频子系统、网络传输子系统、位置检测子系统和分析处理子系统；所述视频子系统包括数个摄像机；所述位置检测子系统用于确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；所述分析处理子系统用于按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。本发明专利技术能够进行实时、准确的综采工作面电缆监测，有助于及时解决电缆脱槽问题，系统设置简洁，运作方法简单。运作方法简单。运作方法简单。

【技术实现步骤摘要】
一种综采工作面电缆监测系统与方法


[0001]本专利技术涉及薄煤层综采工作面
，具体涉及一种综采工作面电缆监测系统与方法。

技术介绍

[0002]采煤机供电电缆是采煤机的动力来源。现代煤矿机械化综采工作面，采煤机的供电电缆和供水管路均安装在采煤机专用电缆夹中，电缆夹放置在运输机电缆槽内，依靠采煤机进行拖移。在采煤机作业时，电缆需要在刮板运输机电缆槽内随着采煤机的机身行走而往复移动。由于工况复杂，当采煤机反复调向行走时，尤其是斜切进刀和机头机尾割三角煤时，电缆夹极易出现多层叠加，采煤机电缆夹在电缆槽内可以来回折叠3～5层，甚至更多，再加上刮板运输机机械结构的限制，电缆槽高度不能设计很高，当电缆夹叠加高度高出电缆槽时，会出现脱槽现象，脱槽的电缆夹由于自重会掉落到运输机上。这就导致在正常生产中，经常出现采煤机电缆脱槽现象，且这种情况在薄煤层工作面中尤其严重。
[0003]而当工作面出现电缆脱槽情况时，会造成工作面停产，影响工作面的正常生产，严重影响生产安全和生产效率，故而通常需要安排专门的电缆巡视工，专门巡视电缆，对采煤机电缆进行人为监控和调整，增加工作面的人员的同时，也增加了巡视工作量，造成了人力和物力上的大量浪费。而还有的通过设置电缆拖拽系统，采用拖缆小车随着采煤机的运动方向而拖拽着电缆进行运动，以保证工作面电缆槽内电缆最多只有2层的方法，虽然可以解决电缆槽内电缆叠加的问题，有效解决电缆脱槽问题，减少了电缆巡视成本，但是，由于整个电缆拖拽系统组成比较复杂，在解决电缆脱槽问题的同时，又增加了拖拽系统内部的链条、小车、驱动部等部件的检查、维修工作，整体工作量不减反增；且，由于整个拖拽系统需要配备驱动电机、小车以及轨道等，结构比较复杂，很多薄煤层工作面无法提供如此多的安装空间，导致此方法无法适配于薄煤层工作面。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种综采工作面电缆监测系统与方法，能够进行实时的、准确的、动态的综采工作面电缆情况监测，有助于及时解决电缆脱槽问题，且系统设置简洁，运作方法简单。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供以下方案：
[0006]方案一：
[0007]一种综采工作面电缆监测系统，包括视频子系统、网络传输子系统、位置检测子系统和分析处理子系统；
[0008]所述视频子系统包括数个摄像机，且所述摄像机布置于液压支架上；且将所述视频子系统中，设置位置最靠近工作面中部的摄像机定义为固定摄像机；
[0009]所述视频子系统和位置检测子系统均通过网络传输子系统与分析处理子系统建立通信连接；所述位置检测子系统用于确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分
析处理子系统；
[0010]所述分析处理子系统用于按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。
[0011]本专利技术的工作原理及优点在于：通过布置于液压支架上的摄像机，对综采工作面进行了充分的监控，按照采煤机所处的工作面区域，再由分析处理子系统按照一定的监测策略，动态组合不同的监测画面，以达到对综采工作面电缆情况的实时、动态监测效果。系统功能运作，在准确判断采煤机所处工作面区域等的实际运作情况的基础上，基于视频子系统、位置检测子系统、分析处理子系统和网络传输系统配合即可实现，系统设置简洁，并且，对于综采工作面而言，监控设备(视频子系统)可直接利用原本安装于液压支架上的监控摄像机，无需额外增设设备，且作为监控设备的摄像机结构简单，易于更换，无需再额外针对监控设备安排复杂的检修流程。相比于常规的人力监测方案，本方案对电缆情况的监测更为完善、及时和准确。并且，由于系统设置简洁，不占用工作面空间，本方案能够与包括薄煤层在内的采煤工作面相适配，适用性较好。
[0012]特别的是，本方案采用固定监测画面与动态监测画面相组合的方式，其中，固定监测画面对应为工作面中部位置，为了保证采煤机在工作面的正常运行，采煤机电缆会在工作面中部形成一个“电缆折弯”，而此处由于设置余量，导致采煤机拖行电缆经过此位置时，电缆需要爬行经过折弯，容易导致电缆脱槽，因此，此处作为具有代表性的电缆易脱槽区域，本方案对此处的画面进行固定式的采集显示，监测具有一定的针对性，监控效果较好，对于重点故障情况能够准确监控。并且，动态监测画面跟随采煤机位置移动而实时改变，且监测画面对准的是随采煤机位置变化而变化的采煤机后电缆夹折弯处的画面，对于因采煤机运动而产生的相关运动物能够准确且及时地监控。整体的监控效果较好，相比于常规的固定显示所有监测画面的做法，本方案提供的监控画面的有效度更高，给人的观感较好，无需工作人员从繁多的画面中再次筛选信息，便于及时确认电缆脱槽状态。
[0013]进一步，所述网络传输子系统包括交换机；所述交换机用于连接工作面网络和矿井环网；所述视频子系统、位置检测子系统与分析处理子系统通过交换机建立通信连接。
[0014]有益效果：采用交换机进行视频子系统、位置检测子系统与分析处理子系统之间的通信传输，能够达到较高的传输效率，并且数据传输的安全程度较高。
[0015]进一步，所述工作面上设置的液压支架数量为N，液压支架标号自机头三角煤区域起始按序依次设为1—N号；所述固定摄像机为视频子系统中最靠近第N/2号液压支架的摄像机。
[0016]有益效果：借由支架数进一步准确限定了固定摄像机的位置，保证选取的固定摄像机的视角能够准确涵盖工作面中部电缆折弯的位置，对电缆折弯情况的监控可靠。
[0017]进一步，所述位置检测子系统包括彼此建立通信连接的信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置设置在采煤机上，所述信号接收装置设置在各个液压支架上；
[0018]所述信号发射装置用于向信号接收装置传递采煤机位置信号；所述信号接收装置用于接收采煤机位置信号，并将与采煤机位置信号对应的液压支架标号传递给分析处理子系统。
[0019]有益效果：位置检测子系统结构组成简单，信号接收装置对应传递液压支架标号，通过液压支架标号能够有效确认采煤机位置情况，进而能够帮助分析处理子系统更快速地挑选定位需显示的监测画面。且相比于直接分析采煤机的坐标位置以确认采煤机位置情况的做法，本方案中通过标号确认，数据分析难度更低，位置确认更高效。
[0020]进一步，在判断采煤机所处的工作面区域时，配合位置检测子系统，按照区域判定策略进行判断；
[0021]所述区域判定策略包括：根据位置检测子系统传递的信息，判定所述采煤机处于机头三角煤区域、中部割煤区域或机尾三角煤区域；并在采煤机位置信号处于中部割煤区域时，比对相邻时刻的液压支架标号信息，根据液压支架标号数值变化情况判定采煤机运行方向。
[0022]有益效果：在进行区域判定时，还同步对采煤机的运行方向进行判断，有助于保证后续监测视频调用的准确性。
[0023]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，包括视频子系统、网络传输子系统、位置检测子系统和分析处理子系统；所述视频子系统包括数个摄像机，且所述摄像机布置于液压支架上；且将所述视频子系统中，设置位置最靠近工作面中部的摄像机定义为固定摄像机；所述视频子系统和位置检测子系统均通过网络传输子系统与分析处理子系统建立通信连接；所述位置检测子系统用于确认采煤机位置并将采煤机位置信号实时传递至分析处理子系统；所述分析处理子系统用于按照监测策略接收视频子系统的监测画面并显示；所述监测策略为实时固定采集并显示固定摄像机的监测画面，并根据采煤机实时位置，判断采煤机所处的工作面区域，动态采集并显示与采煤机所处的工作面区域对应的电缆夹折弯处的摄像机的监测画面。2.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述网络传输子系统包括交换机；所述交换机用于连接工作面网络和矿井环网；所述视频子系统、位置检测子系统与分析处理子系统通过交换机建立通信连接。3.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述工作面上设置的液压支架数量为N，液压支架标号自机头三角煤区域起始按序依次设为1—N号；所述固定摄像机为视频子系统中最靠近第N/2号液压支架的摄像机。4.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，所述位置检测子系统包括彼此建立通信连接的信号发射装置和信号接收装置；所述信号发射装置设置在采煤机上，所述信号接收装置设置在各个液压支架上；所述信号发射装置用于向信号接收装置传递采煤机位置信号；所述信号接收装置用于接收采煤机位置信号，并将与采煤机位置信号对应的液压支架标号传递给分析处理子系统。5.根据权利要求1所述的一种综采工作面电缆监测系统，其特征在于，在判断采煤机所处的工作面区域时，配合位置检测子系统，按照区域判定策略进行判断；所述区域判定策略包括：根据位置检测子系统传递的信息，判定所述采煤机处于机头三角煤区域、中部割煤区域或机尾三角煤区域；并在采煤机位置信号处于中部割煤区域时，比对相邻时刻的液压支架标号信息，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁成金，杨士军，范勤英，刘军锋，刘爱明，李重重，谢荣，叶志超，李有平，刘清，刘永刚，刘炳俊，
申请(专利权)人：北京天玛智控科技股份有限公司北京煤科天玛自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：