[发明专利]工作面地形检测系统和方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种工作面地形检测传感器，用于煤矿井下综采工作面的监测与控制系统。

 

背景技术

    随着煤炭采掘自动化水平越来越高，在煤矿井下综采工作面中，对采煤设备的状态监测与掌控已成为国内现代化煤矿的迫切需求。随着综采地形的复杂多变，准确的把握采煤机采高来完成与采煤机等其它综采工作面采运煤设备的协调作业犹为重要。

采煤机采高的计算主要通过对采煤机俯仰角、横滚角和前后截割滚筒高度的检测来反映采煤机的姿态。由于采煤机的运行轨迹是沿着刮板运输机的推进变化而变化的，所以工作面底板的起伏变化，采煤机机身姿态会随着变化，主要表现为采煤机的俯仰角、横滚角的变化，通过在机身的适当位置安装倾角传感器来检测采煤机的倾角变化情况，然后根据采煤机的机身尺寸作为参数，计算采煤机的姿态变化的大小。倾角传感器测量时一般以水平面为参考面，采煤机机身俯仰角、机身横滚角的变化也会对测量结果产生影响，所以检测结果反映的是相对水平面的倾角变化。实际中由于煤层的地形起伏多变，这种采集后所得采高精确性有一定局限。

目前，世界上主要的煤炭生产国，采用长壁采煤法的工作面基本上都是以支架电液控制、采煤机与支架联动为特征的综采工作面。但电液控制支架的每次推移步距不可避免地存在累积误差，造成工作面出现弯曲，带来综采生产的一系列问题，如刮板输送机负荷增大，磨损加剧，采煤机通行困难，采煤机行走机构故障率增加等问题。目前必须人工矫正找直，人工找直的方法是：在综采工作面两端头之间或工作面内拉一根绳子作为基准，人工用尺子测量综采工作面弯曲度，然后再由人工操作液压支架进行矫正，这种方法需要多次测量，并且误差较大。另外，由于每隔一段时间，就要对工作面地形进行测量，因此工作量相当大，实时性也很差。这种状况与自动化程度高的工作面装备极不相称。由于综采工作面没有弯曲测量的基准点、基准线和基准面，因此用常规方法不能解决弯曲测量问题。 

发明内容

 本发明是鉴于上述技术问题而产生的。本发明的目的是提出一种工作面地形检测传感器，采用该传感器可以准确、及时的获知采煤机所处的工作面的地形变化。

本发明的实施例提供一种工作面地形检测传感器，该传感器安装于刮板机电缆槽内，并且包括倾角检测模块、A/D转换模块、数据处理模块和发送模块，其中所述倾角检测模块，用于采集工作面俯仰角、倾斜角和翻滚角数据，并对采集到的数据进行相应的补损；所述A/D转换模块，用于将倾角检测模块获得的模拟量数据转换为数字量数据，以供数据处理模块进行处理；所述数据处理模块，用于将采集到的数据进行计算处理，计算出工作面在生产过程中各个角度的变化，并将计算结果传送给发送模块；所述发送模块，用于将计算结果发送给服务器。

进一步地，所述传感器被固定装置固定安装，其中所述固定装置为电缆槽外侧加装的水平护板。

进一步地，所述传感器还包括用于对所述传感器进行供电的供电模块。

本发明的实施例还提供一种用工作面地形检测传感器对工作面地形数据进行采集的方法，包括如下步骤：根据工作面长度将多个传感器均匀安装于刮板机电缆槽内；所述多个传感器对工作面俯仰角、倾斜角和翻滚角等工作面地形数据进行采集；将采集数据放置在具有一固定时间长度的帧中；将该帧发送到服务器；服务器接收多个所述传感器发送的采集数据，对收到的数据进行分析处理，并将处理得到的工作面地形的实际曲线显示在显示装置上。

本发明的实施例还提供一种用工作面地形检测系统，所述系统包括服务器和多个上述工作面地形检测传感器，其中每个所述传感器，用于获取该传感器所处位置的工作面倾角数据，并将该倾角数据发送给服务器；服务器，用于接收多个所述传感器发送的倾角数据，对收到的数据进行分析处理，并将处理得到的工作面地形的实际曲线显示在显示装置上。

进一步地，所述传感器和所述服务器之间采用有线或者无线的通信方式进行通信。