[发明专利]一种煤矿工作面带式输送机高效安全运行监控方法

说明书

本发明公开了一种煤矿工作面带式输送机高效安全运行监控方法，包括步骤：一、布置用于监控的硬件设备；二、数据采集及传输；三、数据处理及带式输送机高效安全运行控制。本发明方法步骤简单，通过激光雷达检测煤流外轮廓的特征点数据、利用旋转编码器检测传送带的实时带速，再通过计算机上对数据进行分析处理与计算就可以高效、准确检测到煤流量；采用视觉传感器高效、准确检测输送带上煤的轮廓，从而实现工作面大块煤准确自动识别；煤流检测效率高、精度高，大块煤识别方法简单可靠，误差较小，对煤矿井下带式输送机高效、安全运行有着重要的意义，便于推广使用。

技术领域

本发明属于煤矿生产过程监控技术领域，具体涉及一种煤矿工作面带式输送机高效安全运行监控方法。

背景技术

煤炭作为我国的主体能源之一,其所占据的地位在相当长的时间不会发生变化。虽然随着我国甚至整个世界煤炭存储量的不断减少，各个国家越发在意一次能源的开发与利用，但我国目前煤炭地下气化或是其他技术还是比较薄弱，而且某些行业依旧依赖于煤炭。因此在未来的一段时间内，煤炭的开采依旧会不断进行。

目前在煤矿的综采工作面或掘进工作面，煤经刮板运输机、转载机转至皮带主运输系统的过程中，对于大块煤检测方面，自动化程度低，依旧采用的是人在转载机旁边盯着看大块煤是否存在；目前大多数对煤流量的检测，往往忽略了皮带与托辊之间的间隙，认为皮带完全与托辊接触，即在煤流截面积计算中将皮带当作直线处理，而实际的皮带是弧形，不能与托辊完全接触，导致现有技术中对瞬时截面积计算精度不高，从而影响了煤流的检测精度。而现有技术中对于带式输送机高效运行方面，探索了基于煤流监测的带式输送机高效运行方法，煤流检测主要采用图像检测方法，该方法提取皮带上煤的轮廓比较复杂，往往忽略煤的轮廓波动，导致检测精度不高。现有技术中的各种方法都无法高效且有效地实现煤矿工作面带式输送机高效安全运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供煤矿工作面带式输送机高效安全运行监控方法，其方法步骤简单，通过激光雷达检测煤流外轮廓的特征点数据、利用旋转编码器检测传送带的实时带速，再通过计算机上对数据进行分析处理与计算就可以高效、准确检测到煤流量；采用视觉传感器高效、准确检测输送带上煤的轮廓，从而实现工作面大块煤准确自动识别；煤流检测效率高、精度高，大块煤识别方法简单可靠，误差较小，对煤矿井下带式输送机高效、安全运行有着重要的意义，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿工作面带式输送机高效安全运行监控方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、布置用于监控的硬件设备，具体过程为：

步骤101、在煤矿工作面转载机上布置视觉传感器和破碎机，并使视觉传感器直面转载机上的煤块被测区域，使破碎机位于视觉传感器与带式输送机的中间；将印有正方形黑白格的标定板放置于视觉传感器正前方，并使标定板与煤块被测区域平面平行；

步骤102、将激光雷达安装在带式输送机传送带的中间位置上方高为H的位置处，并使激光雷达的扫描平面与带式输送机传送带行进的方向垂直；

步骤103、在旋转编码器上安装一个滚轮，再将旋转编码器安装到带式输送机传送带的下方并使滚轮与带式输送机传送带相接触，使滚轮能够跟随带式输送机传送带的运动而旋转；

步骤二、数据采集及传输：视觉传感器对煤矿工作面转载机上的煤块图像进行周期性采集，并将标定板拍到同一图像中，得到多幅包含有标定板的煤块图像并传输给上位计算机；激光雷达扫描煤流外轮廓，得到煤流外轮廓各个特征点与激光雷达之间的距离并传输给上位计算机，上位计算机记录各个特征点的编号和其与激光雷达之间的距离；其中，第i个特征点与激光雷达之间的距离记为l_ik；旋转编码器对带式输送机传送带的带速进行检测并将检测到的带速传输给上位计算机；

步骤三、数据处理及带式输送机高效安全运行控制，具体过程为：