[发明专利]一种煤矿超层越界开采问题的实时监测系统与方法

说明书

本发明公开了一种煤矿超层越界开采问题的实时监测系统与方法，属于煤矿开采检测技术领域。本发明采用能耗计量系统实时计量井下配电节点和用电设备的电能数据，采用定位系统实时计量井下用电设备的位置数据，后台管理系统根据定位系统和能耗计量系统上传的数据，推算采矿权范围内用电设备总能耗与井下配电节点能耗，获取井下综采工作面的实时位置，判断是否出现超层越界开采违法行为，监测系统终端进行超层越界违法开采预警和报警。利用本发明能实时监测井下综采工作面的位置，即时发现超层越界开采违法行为并示警。

技术领域

本发明属于煤矿开采检测技术领域，具体涉及一种煤矿超层越界开采问题的实时监测系统与方法。

背景技术

超层越界现象在我国小煤矿和濒临枯竭的矿山普遍存在。在煤炭超层越界开采过程中，巷井穿插交错，与上报的工程设计、生产调度等完全不符，破坏环境、引发与附近采矿权人的资源纠纷的同时带来重大的安全隐患，严重威胁人民的生命财产安全。近年来，我国发生的多起矿山安全事故均存在超层越界现象，但因为种种利益关系，完全依靠管制手段并不能达到根治超层越界开采问题的目的，运用技术管理手段对超层越界开采问题进行监测防治便成为待发掘的有效途径。

原始超层越界检测采用全站仪人工测量或视频监控、人员定位，信息滞后且人为干扰因素大，为了对超层越界违法开采行为进行及时的监管和处理，超层越界检测逐渐向实时监测方向发展，目前的实时监测主要依据采掘振动波形采集，易受环境因素干扰，进而影响监测的准确度。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种煤矿超层越界开采问题的实时监测系统与方法。利用本发明能实时监测井下综采工作面的位置，即时发现超层越界开采违法行为并示警。本发明采用能耗计量系统实时计量井下配电节点和用电设备的电能数据，采用定位系统实时计量井下用电设备的位置数据，后台管理系统根据定位系统和能耗计量系统上传的数据，推算采矿权范围内用电设备总能耗与井下配电节点能耗，获取井下综采工作面的实时位置，判断是否出现超层越界开采违法行为，监测系统终端进行超层越界违法开采预警和报警。

本发明所述井下供电系统是指矿井井筒及地面以下的供电系统；本发明所述井下配电节点是指井下供电系统中与用电设备有直接电力连接关系的末级配电设备；本发明所述煤矿的电力连接关系是指井下供电系统中电力设备在网架拓扑上的连接，而不是设备之间的电气连通，与开关刀闸的状态无关。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：

一种煤矿超层越界开采问题的实时监测系统，包括定位系统、能耗计量系统、后台管理系统和监测系统终端；

定位系统包括定位标签、定位基站和定位系统通信设备，用于获取井下用电设备的实时位置数据，实时位置数据带有时间标签；定位标签固定在井下用电设备上，用于获取井下用电设备的实时位置数据，定位标签带有电子身份信息；定位基站固定在井下，通过测量定位标签与定位基站的距离关系，得到井下用电设备的实时位置数据；定位系统通信设备用于定位基站与后台管理服务器之间的通信，将定位基站获取的井下用电设备的实时位置数据上传给后台管理系统；

能耗计量系统包括能耗计量标签和能耗计量通信设备，用于获取井下用电设备和配电节点的实时电能数据，电能数据带有时间标签；能耗计量标签固定在井下用电设备和配电节点上，用于实时计量井下用电设备和配电节点的电能数据，能耗计量标签带有与电子身份信息；能耗计量通信设备用于能耗计量标签与后台管理系统之间的通信，将能耗计量标签获取的井下用电设备和配电节点的实时电能数据上传给后台管理系统；