一种综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿综采设备技术领域，更具体地说，它涉及一种综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统。


背景技术：

2.煤矿水害防治规定：“坚持有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采，严禁在水文地质资料不清和掘前采前不探的情况下生产作业”。其中“有掘必探
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是水害防治的重中之重，即必须在探放水有效距离范围内进行掘进，一旦掘进长度达到探放水有效距离，必须再次探放水后方可继续掘进作业。目前煤矿掘进生产活动中，通过人工测量的方式测定本次探放水坐标点后的循渐掘进长度，防止掘进长度超过探放水有效距离导致矿井突水、涌水等水害事故隐患的发生。循渐掘进长度采用人工逐次测量系统误差和随机误差较大，测量结果不够精确；并且实际生产时存在监管不到位、追赶生产进度等问题，致使超过探放水有效距离掘进作业的现象时有发生，存在较大的生产安全隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统，能够解决目前存在的超过探放水有效距离掘进作业、水害事故隐患大的技术问题。
4.本实用新型提供了如下技术方案：一种综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统，主要由测距处理发送装置和信号接收断电控制装置构成，测距发送处理装置位于超前探放水坐标点、包括前端单片机芯片、红外测距电路、前端矩阵键盘，前端单片机芯片分别与红外测距电路、前端矩阵键盘电连接，红外测距电路用于实时测量巷道有效掘进长度并传输给前端单片机芯片，前端矩阵键盘用于向前端单片机芯片键入超前探放水有效值；信号接收断电控制装置包括远端单片机芯片、断电信号执行电路，远端单片机芯片与断电信号执行电路电连接，远端单片机芯片与前端单片机芯片型号均为cc2530，断电信号执行电路用于与掘进机连接，远端单片机芯片通过无线通信接收前端单片机芯片传输的断电信号并发送给断电信号执行电路，以使掘进机停机。
5.进一步的，测距发送处理装置还包括前端lcd显示屏、前端电源电路、前端语音报警装置、前端usb转串口电路，前端lcd显示屏、前端语音报警装置、前端usb转串口电路均与前端单片机芯片电连接，前端电源电路用于向前端单片机芯片、前端lcd显示屏、前端矩阵键盘、前端语音报警装置供电，前端lcd显示屏用于显示巷道有效掘进长度值和时间日期，前端语音报警装置用于在巷道有效掘进长度超过超前探放水有效值时进行语音报警，前端usb转串口电路用于读写前端单片机芯片程序。
6.进一步的，信号接收断电控制装置还包括远端lcd显示屏、远端电源电路、远端语音报警装置、远端usb转串口电路、远端矩阵键盘，远端lcd显示屏、远端语音报警装置、远端usb转串口电路、远端矩阵键盘均与远端单片机芯片电连接，远端电源电路用于向远端单片机芯片、远端lcd显示屏、远端矩阵键盘、远端语音报警装置供电，远端lcd显示屏用于显示
巷道有效掘进长度值和时间日期，远端语音报警装置用于在巷道有效掘进长度超过超前探放水有效值时进行语音报警，远端usb转串口电路用于读写远端单片机芯片程序，远端矩阵键盘用于向远端单片机芯片键入超前探放水有效值。
7.进一步的，断电信号执行电路用于与掘进机外置开关上常闭触点的外接线点连接。
8.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统使用时，红外测距电路测量巷道有效掘进长度并传输给前端单片机芯片，前端单片机芯片将巷道有效掘进长度与人工通过前端矩阵键盘电路键入的超前探放水有效值进行比较，如若巷道有效掘进长度超过超前探放水有效值，前端单片机芯片通过无线通讯方式向远端单片机芯片发送断电信号，远端单片机芯片则通过断电信号执行电路控制掘进机停止掘进，达到有效掘进长度一旦超限立即断电的功能。本实用新型通过红外测距取代人工逐次测量检测巷道有效掘进长度，设备选用更适用于煤矿井下，测量结果更加精准；前端、远端控制核心均采用搭载无线射频（nrf）技术的cc2530型号单片机芯片，两者之间可采用无线通信传输数据，避免收放信号线缆带来的不便。本综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统集在线实时测量、超限自动断电为一体，充分遵守“有掘必探”防治水管理规定、防止因超过探放水有效距离违规掘进作业导致较大的水害事故隐患；另外，掘进过程中，不管是井上、井下操作人员，都能够方便的通过前端lcd显示屏或远端lcd显示屏实时在线查看巷道有效掘进长度，巷道有效掘进长度超过超前探放水有效值后前端语音报警装置、后端语音报警电路能够进行及时报警，起到警示作用。
附图说明
9.图1是本实用新型的一种综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统的具体实施例1的控制原理图。
具体实施方式
10.下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
11.本实用新型的一种综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统的具体实施例1：本综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统如图1所示，包括位于井下的测距处理发送装置与距工作面一定距离的信号接收断电控制装置，其中测距处理发送装置位于超前探放水坐标点，测距处理装置包括前端电源电路、前端单片机芯片、前端矩阵键盘、前端lcd显示屏、前端usb转串口电路、红外测距电路、前端语音报警装置。前端单片机芯片型号为cc2530，包括前端核心处理电路与前端无线通信电路；前端单片机芯片分别与前端矩阵键盘、前端lcd显示屏、前端usb转串口电路、红外测距电路、前端语音报警装置电连接，其中红外测距电路包含红外测距装置，可用于实时检测巷道有效掘进长度并传输给前端单片机芯片。操作者可通过前端矩阵键盘人工按键向前端单片机芯片输入超前探放水有效值或更改时间日期。前端lcd显示屏可对巷道有效掘进长度值、时间日期进行显示，前端usb转串口电路用于连接pc电脑端与前端单片机芯片，可通过前端usb转串口电路对前端单片机芯片程序进行读写。前端语音报警装置用于受到前端单片机芯片控制进行报警，前端电源电路分别与前端单片机芯片、前端矩阵键盘、前端lcd显示屏、前端语音报警装置连接，
用于向前端单片机芯片、前端矩阵键盘、前端lcd显示屏、前端语音报警装置供电。
12.信号接收断电控制装置包括远端电源电路、远端矩阵键盘、远端单片机芯片、远端lcd显示屏、远端语音报警装置、远端usb转串口电路、断电信号执行电路。远端单片机芯片型号也为cc2530，包括远端核心处理电路与远端无线通信电路，故前端单片机芯片与远端单片机芯片之间能够通过无线通信手段互传信息。远端单片机芯片分别与远端矩阵键盘、远端lcd显示屏、远端usb转串口电路、断电信号执行电路、远端语音报警装置电连接，其中断电信号执行电路与掘进机外置开关上常闭触点的外接线点连接，远端单片机芯片向断电信号执行电路发送断电信号后，断电信号执行电路向掘进机外置开关上的常闭触点发送停电信号，以达到停止掘进的效果。操作者可通过远端矩阵键盘人工按键向远端单片机芯片输入超前探放水有效值或更改时间日期。远端lcd显示屏可对巷道有效掘进长度值、时间日期进行显示，远端usb转串口电路用于连接pc电脑端与远端单片机芯片，可通过远端usb转串口电路对远端单片机芯片程序进行读写。远端语音报警装置用于受到远端单片机芯片控制进行报警，远端电源电路分别与远端单片机芯片、远端矩阵键盘、远端lcd显示屏、远端语音报警装置连接，用于向远端单片机芯片、远端矩阵键盘、远端lcd显示屏、远端语音报警装置供电。
13.本实用新型用于综掘工作时，红外测距电路实时检测巷道有效掘进长度并向前端单片机芯片传输，前端单片机芯片与人工通过前端矩阵键盘/后端矩阵键盘输入的超前探放水有效值进行对比，当检测到的巷道有效掘进长度值超过超前探放水有效值时，前端单片机芯片向远端单片机芯片发送断电信号，远端单片机芯片通过断电信号执行电路使掘进机停止工作；同时，为达到提醒作用，前端单片机芯片、远端单片机芯片分别控制前端语音报警装置、后端语音报警装置亮红灯并进行语音喊话，喊话内容可为：“超过超前探放水有效长度，立即停止掘进，进行下一次的超前探放水”等警示性语句，之后工作人员重新测定并输入超前探放水有效值，才能够重新启动掘进机工作。在工作过程中，操作人员可以方便的通过前端lcd显示屏、远端lcd显示屏对巷道有效掘进长度值实时进行查看，观测方便；红外线测量更为适用井下环境，测量较传统人工逐次测量更为准确，为前端单片机芯片判断掘进长度是否超限提供精准数据基础。综上，本综掘工作面“有掘必探”掘进长度限定无线控制系统能够在巷道有效掘进长度值超限时立即停机，良好遵循了“有掘必探”防治水原则，有效减小水害安全隐患。
14.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。