[发明专利]矿井移动采掘设备人员接近监测预警装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井设备与人员安全监控领域，具体地说是涉及一种矿井移动采掘设备人员接近监测预警装置及其工作方法。

背景技术

矿井人员位置监测在矿井安全生产方面具有举足轻重的作用。煤矿井下情况复杂，空间狭窄，各类机械及电力设备众多，特别是掘进机、连采机、梭车等矿井移动采掘设备运行中因操作人员视线被遮挡，易造成设备周围人员伤亡事故。精确获取矿井移动采掘设备周围人员位置信息，保证人员及时避开危险，是保障矿井安全生产、减少人员伤亡的迫切需要。

目前，人员定位系统广泛用于井下人员位置监测中。主要分为两类：基于RFID技术的区域定位系统及基于TOF技术的一维精确定位系统。区域定位技术获取人员所在大致区域范围；一维精确定位技术能够得到人员的一维坐标信息，从而获知人在井下巷道中的具体位置。已有人员定位系统多用于人员考勤管理与位置跟踪，在获取人员与矿井移动采掘设备间精确的相对位置方面存在很大不足。而目前针对井下矿井移动采掘设备周围人员接近监测和预警的研究尚属空白，在保障矿井移动采掘设备周围人员安全方面尚未有效果好的产品问世。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中煤矿人员位置监测技术的不足及矿井安全生产对矿井移动采掘设备周围人员安全保障的迫切需求，提供一种能够有效保障矿井内人员安全的矿井移动采掘设备人员接近监测预警装置及其工作方法。

本发明的技术方案是：本发明的矿井移动采掘设备人员接近监测预警装置，包括矿井移动采掘设备，其结构特点是：还包括移动标签、探测器、主控器、显示器、报警器和电控箱；

上述的移动标签由矿井工作人员随身携带；探测器设置在矿井移动采掘设备上，且位于矿井移动采掘设备周围；探测器的数量和在矿井移动采掘设备上的安装位置根据矿井移动采掘设备的外形和大小相应确定；主控器和电控箱固定安装在矿井移动采掘设备内；显示器和报警器固定安装在矿井移动采掘设备的操作室内；

上述的主控器内设有以矿井移动采掘设备的几何中心为坐标原点O，左右向为x轴、前后向为y轴的坐标系，并根据矿井移动采掘设备尺寸形状及工作、行走、转弯过程中各部位摆动角度参数确定矿井移动采掘设备动作过程中的机动范围，坐标系内离矿井移动采掘设备N1米的范围内为停机区，离停机区N2米的范围内为警告区；各探测器在主控器的坐标系内具有确定的位置信息；

上述的移动标签与探测器相互间无线通信测距；各探测器与主控器通信，将实时监测的各移动标签的位置信息上传主控器；

显示器、报警器和电控箱均分别与主控器相连；显示器用于实时显示主控器发送的信息；主控器实时判断各移动标签所处的位置并根据各移动标签是否进入停机区或警告区发出报警和控制信息；报警器用于接收主控器发送的报警信号进行报警；电控箱用于提供电源以及接收主控器的控制信号时切断工作电源控制矿井移动采掘设备停机。

进一步方案的是：上述的移动标签包括第一MCU模块、第一测距模块、报警模块、LED模块和电源模块；

第一MCU模块与第一测距模块双向信号电连接；报警模块和LED模块均分别与第一MCU模块信号电连接；电源模块提供工作电源；报警模块用于提供声音报警；LED模块用于提供闪光报警。

进一步方案的是：上述的探测器包括第二MCU模块、第二测距模块、总线接口、第二电源接口和第二LED模块；

第二MCU模块分别与第二测距模块和总线接口双向信号电连接；总线接口用于通过总线与主控器信号电连接；第二LED模块与第二MCU模块信号电连接；电源接口用于连接电源。

进一步的是：上述的主控器包括第三MCU模块、多路总线接口、多路隔离开关量接口、网口和第三电源接口；

多路总线接口、多路隔离开关量接口和网口分别与第三MCU模块双向信号电连接；主控器通过其多路总线接口与各探测器双向信号电连接；主控器通过其多路隔离开关量接口与报警器和电控箱信号电连接；主控器通过其网口与显示器双向信号电连接。

进一步的方案是：上述的显示器包括第四MCU模块、液晶屏、存储器、按键面板、第四网口和第四电源接口；

液晶屏、存储器和第四网口分别与第四MCU模块双向信号电连接；按键面板与第四MCU模块信号电连接；第四MCU模块用于和主控器双向信号电连接；第四电源接口用于连接电源。

进一步的方案还有：上述的移动标签的电源模块为3.7V电池。

上述的矿井移动采掘设备人员接近监测预警装置的工作方法，包括以下步骤：