一種煤礦礦壓分析系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦礦壓分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，安全生產(chǎn)問題已成為煤礦生產(chǎn)過程中的焦點和難點。在各類礦井事故中，礦山壓力所造成的事故位居前列，主要體現(xiàn)在巷道壁穩(wěn)定性，頂板支撐受力范圍，液壓支架穩(wěn)定性等方面，其主要原因因為巷道內(nèi)部礦壓，巷壁壓以及周期來壓等參數(shù)未及時準確地采集、處理和預警。
[0003]目前煤礦上對于頂板事故防治主要是礦壓監(jiān)測，礦壓監(jiān)測有以下監(jiān)測手段，包括在煤礦井下綜采工作面液壓支架上安裝綜采支架壓力傳感器、在巷道頂板上安裝頂板里層傳感器、在煤巖體中安裝承載應力傳感器、在巷道圍巖支護錨桿上安裝錨桿應力傳感器。上述監(jiān)測手段都是獨立布置或是人工讀取，所以自動化程度低，數(shù)據(jù)采集不便，且處理繁瑣、容易出錯、信息反饋周期長等原因，未能從根本上達到及時指導生產(chǎn)的要求。為克服上述不足，還有一種礦壓監(jiān)測系統(tǒng)，該礦壓監(jiān)測系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是對礦壓數(shù)據(jù)進行收集和顯示，但是沒有完善的數(shù)據(jù)庫，且并不能對數(shù)據(jù)進行各種統(tǒng)計分析和預警，不能回看歷史數(shù)據(jù)，再現(xiàn)歷史狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種煤礦礦壓分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)綜采工作面實時信息監(jiān)控、搜索與預警，對信息的存儲及歷史查詢，同時可對歷史數(shù)據(jù)進行分析以及回看歷史數(shù)據(jù)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:包括井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、井上礦壓管理子系統(tǒng)以及通信模塊，所述井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)通過通信模塊接收井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)解析再通過通信模塊傳輸給井上礦壓管理子系統(tǒng)；
[0006]所述井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括傳感器、控制器以及支架電液控主機，控制器用于接收傳感器所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至支架電液控主機，支架電液控主機用于集中采集所有控制器的數(shù)據(jù)；
[0007]所述井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括監(jiān)測分析服務(wù)器，用于接收井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)解析存入數(shù)據(jù)庫；
[0008]所述井上礦壓管理子系統(tǒng)包括在計算機上運行的礦壓分析客戶端，所述礦壓分析客戶端對礦壓數(shù)據(jù)進行圖形化處理，設(shè)有用戶管理模塊、工作面管理模塊、實時監(jiān)測模塊、歷史數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)回放模塊以及數(shù)據(jù)報表模塊，所述用戶管理模塊用于客戶端用戶信息及權(quán)限的管理，所述工作面管理模塊用于對工作面以及工作面信息的管理，所述實時工況監(jiān)測模塊用于實時展現(xiàn)井下支架電液控主機傳回的傳感器數(shù)據(jù)，所述歷史數(shù)據(jù)分析模塊用于分析服務(wù)器在時間段T1內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)信息，所述數(shù)據(jù)回放模塊用于動態(tài)重演服務(wù)器在時間段T2內(nèi)接收到的狀態(tài)信息，所述數(shù)據(jù)報表模塊用于生成服務(wù)器在時間段Τ3內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)信息報表。
[0009]優(yōu)選地，所述歷史數(shù)據(jù)分析模塊用于分析服務(wù)器上儲存的傳感器數(shù)據(jù)，分析的內(nèi)容包括工作面支架壓力、單一支架壓力、工作面支架行程、單一支架行程、煤機位置、推進距離、支架壓力，所述工作面支架壓力是指在時刻t工作面所有支架的壓力數(shù)據(jù)，所述單一支架壓力是指在時間段T1內(nèi)單一支架的壓力數(shù)據(jù)和變化情況，所述工作面支架行程是指在時間段T1內(nèi)工作面所有之間的行程數(shù)據(jù)和變化情況，所述單一支架行程是指在時間段T1內(nèi)單一支架的行程數(shù)據(jù)和變化情況，所述煤機位置是指煤機在時間段T1內(nèi)的運動位置和變化情況，所述推進距離是指時間段T1內(nèi)工作面推進距離數(shù)值和變化情況，所述支架壓力是指在工作面推進距離S內(nèi)，單一支架壓力數(shù)值和變化情況。
[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)報表模塊報表用于將服務(wù)器上選定支架在時間段T3內(nèi)的壓力變化數(shù)值生成壓力報表。
[0011]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)回放模塊用于動態(tài)重演服務(wù)器在時間段T2內(nèi)接收到的工作面支架壓力值和工作面支架行程值。
[0012]優(yōu)選地，所述傳感器包括壓力傳感器、紅外傳感器以及行程傳感器，所述壓力傳感器用于采集工作面支架壓力，所述行程傳感器用于采集工作面支架行程，所述紅外傳感器用于采集煤機運動趨勢以及累積推進距離。
[0013]優(yōu)選地，所述用戶管理模塊用于管理客戶端上用戶的登錄、新用戶注冊、用戶密碼修改以及用戶權(quán)限，所述登錄是指對用戶的合法身份進行驗證，所述新用戶注冊是指注冊新的賬號，所述用戶密碼修改是指設(shè)置新的密碼，所述用戶權(quán)限是指用戶的系統(tǒng)權(quán)限。
[0014]優(yōu)選地，所述工作面管理模塊用于管理工作面參數(shù)設(shè)置、工作面增加/刪除、工作面選擇以及工作面的切換。
[0015]優(yōu)選地，所述工作面參數(shù)包括傳感器類型、支架數(shù)、壓力上限、壓力下限、IP地址以及端口。
[0016]優(yōu)選地，所述井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)與井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)間通過以太環(huán)網(wǎng)進行通
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[0017]優(yōu)選地，所述通信模塊包括設(shè)置于井下的交換機以及設(shè)置于井上與交換機相連的路由器，所述支架電液控主機連接于交換機，所述井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和井上礦壓管理子系統(tǒng)連接于路由器。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]1、本發(fā)明通過傳感器、控制器以及支架電液控主機監(jiān)測并采集煤礦液壓支架各個方面的數(shù)據(jù)，涉及支架壓力、支架行程、煤機運動趨勢、推進距離等，而不僅僅是壓力數(shù)據(jù)的采集，全面的數(shù)據(jù)采集能實現(xiàn)更準確的礦壓分析以及預警，有利于井上工作人員掌握全面礦壓情況并指導煤礦作業(yè)。
[0020]2、本發(fā)明的井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和井上礦壓管理子系統(tǒng)采用典型的C/S結(jié)構(gòu)，即客戶端和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，充分利用兩端的硬件環(huán)境的優(yōu)勢，監(jiān)測分析服務(wù)器負責解析井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所上傳的數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫，客戶端負責分析數(shù)據(jù)，既可永久保存歷史數(shù)據(jù)，又可隨時調(diào)出監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，且客戶端響應速度快，對煤礦礦壓的監(jiān)測更加及時，一旦有情況有利于井上工作人員及時采取措施指導生產(chǎn)。
[0021]3、本發(fā)明的井上礦壓管理子系統(tǒng)提供了實時監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)回放以及數(shù)據(jù)報表等功能模塊，采用圖形界面直觀形象的進行展示，能有效能夠?qū)崿F(xiàn)綜采工作面實時信息監(jiān)控、搜索與預警，對信息歷史查詢，同時可對歷史數(shù)據(jù)進行分析以及回看歷史數(shù)據(jù)，大大提高礦壓監(jiān)測與分析工作的效率和準確率。此外，未來還可繼續(xù)擴展這些模塊，以期實現(xiàn)對斷層的斷裂面走向、落差、傾斜角、重大褶曲構(gòu)造；煤壁前方“內(nèi)應力場”出現(xiàn)的地點和時間及隨采場推進擴展的規(guī)律；直接頂?shù)谝淮慰迓浜椭芷谛宰杂煽迓涞牟骄?，老頂?shù)谝淮瘟褦嗪椭芷谛粤褦嗖骄嗟刃畔⒕C合評估。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明煤礦礦壓分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明:
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的煤礦礦壓分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、井上礦壓管理子系統(tǒng)以及通信模塊，井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)通過通信模塊接收井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)解析再通過通信模塊傳輸給井上礦壓管理子系統(tǒng)。井下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括傳感器、控制器以及支架電液控主機，傳感器、控制器、支架電液控主機設(shè)置于井下并依次相連接。井上數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括監(jiān)測分析服務(wù)器，設(shè)置于井上機房。井上礦壓管理子系統(tǒng)包括在計算機上運行的礦壓分析客戶端，設(shè)置于井上調(diào)度室中，礦壓分析客戶端通過計算機實現(xiàn)與監(jiān)測分析服務(wù)器的通信，客戶端提供與用戶交互的所有功能，這些功能將在下文詳細描述。通信模塊包括交換機和路由器，交換機和路由器相連接，交換機設(shè)置于井下，路由器設(shè)置于井上機房。支架電液控主機連接于交換機，監(jiān)測分析服務(wù)器和運行礦壓分析客戶端的計算機連接于路由器。
[0025]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解并且實施本發(fā)明煤礦礦壓監(jiān)測系統(tǒng)，下面以具體實施例對本發(fā)明的組成和工作過程進行詳細的說明，以進一步顯示本發(fā)明的工作原理和優(yōu)點:在本發(fā)明中，傳感器包括壓力傳感器、紅外傳感器以及行程傳感器，壓力傳感器用于采集工作面支架壓力，行程傳感器用于采集工作面支架行程，紅外傳感器用于采集煤機運動趨勢以及累積推進距離，一組壓力傳感器、紅外傳感器和行程傳感器分別監(jiān)測不同的數(shù)據(jù)，且將數(shù)據(jù)發(fā)送至與其連接控制器。每個支架都配置有控制器，因此控制器的數(shù)量由支架的數(shù)量所決定，而控制器的數(shù)量由采煤工作面的長度和支架的寬度所決定，工作面的長度除以支架寬度就是工作面所設(shè)置的支架數(shù)量。支架電液控主機與監(jiān)測分析服務(wù)器之間通過以太環(huán)網(wǎng)進行通信。監(jiān)測分析服務(wù)器優(yōu)選硬件配置:CPU四核、主頻2.6GHz以上、E3-1230V2以上，內(nèi)存4GB以上，硬盤可用空間150GB以上，優(yōu)選固態(tài)硬盤；軟件配置:操作系統(tǒng)WindowsServer 2008/Windows Server 2008R2，數(shù)據(jù)庫 SQL Server 2005/SQL Server 2008，其他Net Framework 4.0?？蛻舳藘?yōu)選硬件配置:CPU雙核、主頻2.6GHz以上、G620以上，內(nèi)存2GB以上，硬盤可用空間20G以上，優(yōu)選固態(tài)硬盤，顯示器分辨率在1366*768以上；軟件配置:操作系統(tǒng)Windows XP以上版本的Windows操作系統(tǒng)，其他Net Framework 4.0、MicrosoftReportViewer 2010。監(jiān)測分析服務(wù)器需開放19999和1433端口，客戶端與監(jiān)測分析服務(wù)器端口之間采用TCP通信協(xié)議?？刂破鹘邮諅鞲衅魉O(jiān)測到的數(shù)據(jù)，并發(fā)送至支架電液控主機，支架電液控主機集中采集所有控制器的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過交換機和路由器上傳至監(jiān)測分析服務(wù)器，監(jiān)測分析服務(wù)器接收支架電液控主機上傳的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)解析存入數(shù)據(jù)庫中，并在礦壓分析客戶端使用數(shù)據(jù)時通過路由器上傳至礦壓分析客戶端，礦壓分析客戶端對礦壓數(shù)