[发明专利]一种煤矿井下离层智能监测装置及方法

说明书

本发明涉及一种煤矿井下离层智能监测装置，包括一体化防护工装、用于对离层施工监测孔的孔深进行精确测量的微型激光测距传感模块、信号采集及无线传输模块、基站和上位机；所述微型激光测距传感模块的输出端与信号采集及无线传输模块的输入端相连，信号采集及无线传输模块与基站无线双向通讯，基站与上位机双向通讯；所述微型激光测距传感模块、信号采集及无线传输模块固设在一体化防护工装上，一体化防护工装固定安装在煤层上。本发明还公开了一种煤矿井下离层智能监测装置的监测方法。本发明可以实时监控各个离层变化，若离层变化超过阈值时，对应微型激光测距传感模块节点进行报警，在相应的地图位置闪烁提示，能够及时应对危害。

技术领域

本发明涉及煤矿安全防范技术领域，尤其是一种煤矿井下离层智能监测装置及方法。

背景技术

近年来煤矿事故的频繁发生，煤矿安全问题日益引起了人们的广泛关注，成为了一件关系国计民生的大问题。随着科技的发展，应用于煤矿现场的技术手段也不断的进步，国内对煤矿井下顶板离层检测系统的研制发展主要有机械式直读离层位移指示仪和智能化自动检测报警系统。其中，机械式直读离层位移指示仪采用的是简单的机械结构，存在较大的机械误差，且指示仪的检测值需要人员现场目力读取，导致了很大的认为误差，并且智能化程度几乎没有，在科技高度发展的今天，被淘汰是一种必然趋势。而智能化自动检测报警系统是将位移量转变为相应的电信号、磁信号等，再由数据采集设备将这些信号还原为位移值，从而进一步进行分析，自动完成数据的存储，报表，报警等数据分析，目前现有产品主要缺陷为：传感器可靠性低；没有电脑自动分析功能；通讯方式单一；系统的成本较高。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种可以实时监控各个离层变化情况，安装方便，能够在煤炭开采第一现场可靠稳定工作的煤矿井下离层智能监测装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种煤矿井下离层智能监测装置，包括一体化防护工装、用于对离层施工监测孔的孔深进行精确测量的微型激光测距传感模块、信号采集及无线传输模块、基站和上位机；所述微型激光测距传感模块的输出端与信号采集及无线传输模块的输入端相连，信号采集及无线传输模块与基站无线双向通讯，基站与上位机双向通讯；所述微型激光测距传感模块、信号采集及无线传输模块固设在一体化防护工装上，一体化防护工装固定安装在煤层上。

所述微型激光测距传感模块由激光测距探头和调理模块组成，所述激光测距探头的输出端与调理模块的输入端相连，调理模块的输出端与信号采集及无线传输模块的输入端相连。

所述一体化防护工装包括外罩、底盘和卡扣，所述底盘的底部设置圆盘，圆盘向上设置固定支架，固定支架的两侧面板上均开设第一安装孔，固定支架的一侧通过卡扣安装微型激光测距传感模块，固定支架的另一侧通过卡扣安装信号采集及无线传输模块，卡扣的两端开设与第一安装孔相配合的第二安装孔，圆盘的盘面上沿周向均匀开设第三安装孔；所述外罩为中空圆柱体状，外罩底部沿周向开设第四安装孔，底盘的圆盘安装在外罩的底部上，外罩的上方设置导向管，导向管位于固定盘的中心位置，固定盘的边沿处开设用于将外罩安装在煤层上的第五安装孔，所述微型激光测距传感模块上设有用于发射激光光束的发射孔以及用于接收激光光束的接收孔，所述发射孔发射的激光光束和接收孔接收的激光光束从导向管内通过。

本发明的另一目的在于提供一种煤矿井下离层智能监测装置的监测方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)根据井下分布图，合理选择离层智能监测装置的安装位置，并在上位机的地图界面相应位置标出；

(2)系统初始化，上位机设置各离层智能监测装置的参数值，包括激光测距预警值、工作时间、无线传输时间间隔和工作模式；

(3)离层智能监测装置开始工作，工作于调试模式、低功耗模式及正常模式：

调试模式下，离层智能监测装置每隔几秒传输一次测距信息；

低功耗模式下，离层智能监测装置进入待机工作；