【CN110118096A】一种矿井注浆智能化、动态化监测系统及其工作方法【专利】

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煤矿井下智能化监测与控制系统

煤矿井下智能化监测与控制系统随着科技的不断发展，智能化监测与控制技术在煤矿行业得到了广泛应用。

煤矿是一个高风险的行业，传统的监测与控制手段已经难以满足安全和生产效率的需求，因此，煤矿井下智能化监测与控制系统的引入成为了迫切的需求。

一、智能化监测系统的概述煤矿井下智能化监测系统主要包括传感器、数据采集、数据传输和数据分析等核心组件。

传感器负责采集各种信号，如温度、湿度、气体浓度等，并将其转化为电信号。

数据采集模块将传感器采集到的信号进行数字化处理，并通过数据传输模块将数据传送到地面服务器。

地面分析人员可以通过数据分析模块对数据进行处理和分析，以便及时发现异常状况并采取相应的措施。

二、智能化监测系统的优势与传统的人工监测相比，煤矿井下智能化监测系统具有如下优势：1. 高效性：智能化监测系统能够实时地采集和处理大量的数据，为监测人员提供及时准确的信息，从而提高了工作效率。

2. 安全性：通过无人值守的智能设备，避免了人工监测的危险，并能够及时发现和处理潜在的异常情况，保障了矿工的安全。

3. 准确性：传感器具有高精度和高灵敏度的特点，能够对各种参数进行准确的测量，减少了人为因素的干扰，提高了监测数据的可信度。

4. 经济性：对于传统的人工监测方式，需要投入大量的人力物力，而智能化监测系统能够减少监测人员的需求，降低了运营成本。

三、智能化控制系统的概述煤矿井下智能化控制系统是在传感器监测到异常情况后，通过控制模块进行自动控制的一种系统。

该系统包含了监测设备、控制器、执行机构等核心组成部分。

四、智能化控制系统的优势与传统的手动控制方式相比，煤矿井下智能化控制系统具有以下优势：1. 实时性：智能化控制系统能够实时地对监测到的异常情况进行响应，并迅速调整相关设备的状态，从而保证了生产线的连续性和稳定性。

2. 精确性：智能化控制系统通过精确的传感器采集到的数据，能够对设备状态进行准确的判断，并做出相应的控制，避免了人为因素引起的误差。

一种煤矿井下设备在线监测系统及方法[发明专利]

专利名称：一种煤矿井下设备在线监测系统及方法
专利类型：发明专利
发明人：牛军军,赵胜利,茹超军,黄山,李衍伸,慕海涛,翟海涛申请号：CN202011593705.0
申请日：20201229
公开号：CN112763830A
公开日：
20210507
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种煤矿井下设备在线监测系统，包括多个与所述煤矿井下设备对应连接的信息采录装置和与所有信息采录装置通信连接的上位机，其中信息采录装置包括微处理器，微处理器电性连接有存储模块、电源模块、采集模块和通信模块，存储模块包括铁电存储器和固态存储器，采集模块包括A/D转换模块，通信模块与上位机通信连接。

本发明提供一种煤矿井下设备在线监测系统及方法，能够高效且准确地对煤矿井下设备的运行状态进行监测。

申请人：义煤集团宜阳义络煤业有限责任公司
地址：471600 河南省洛阳市宜阳县城关镇解放东路
国籍：CN
代理机构：洛阳九创知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：张龙
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一种用于注浆过程注浆量的智能监测装置及监测方法[发明专利]

专利名称：一种用于注浆过程注浆量的智能监测装置及监测方法
专利类型：发明专利
发明人：杨志全,丁攀,杨溢,张震,张焜,杨文才,贾彬,王渊
申请号：CN201810000414.2
申请日：20180102
公开号：CN107976237A
公开日：
20180501
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种用于注浆过程注浆量的智能监测装置及监测方法，属于岩土工程技术领域。

该智能监测装置包括注浆管、试验箱、称重传感器、数据采集器、计算机，注浆管垂直固定设置在试验箱的顶壁中心并向下延伸至试验箱内，注浆管通过钢环焊接式接头与注浆实验装置的注浆流体管路连通；试验箱下端设置平衡板，平衡板设置在试验台架上，试验台架与平衡板之间设置称重传感器，称重传感器通过数据线与数据采集器连接，数据采集器通过数据线与计算机连接。

本发明不仅能智能检测且同步显示注浆过程中注浆量的实时变化特征，而且可获得精确的注浆量数据。

申请人：昆明理工大学
地址：650093 云南省昆明市五华区学府路253号
国籍：CN
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一种智能深孔定向注浆及监测系统[发明专利]

专利名称：一种智能深孔定向注浆及监测系统
专利类型：发明专利
发明人：邓启华,张金龙,邸立建,姚日高,李新平,王关印,邓洪亮,许海霞
申请号：CN201710728076.X
申请日：20170823
公开号：CN107675696A
公开日：
20180209
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种智能深孔定向注浆及监测系统，包括：浆液定向喷射系统和监控监测系统，其中，浆液定向喷射系统，由钻具及注浆口将按设计要求配制好浆液注入玻璃钢高压注浆管内，浆液在压力作用下，由高压注浆管管壁的注浆喷嘴喷射至孔壁围岩的裂隙中，浆液挤入孔壁围岩的裂隙中并凝固，形成复合地基；所述监控监测系统，用于在注浆时能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力以及注浆管内压力，根据采集数据变化情况随时调整注浆压力、注浆量参数。

申请人：中铁二十二局集团有限公司,北京工业大学
地址：100043 北京市石景山区石景山路35号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：张慧
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矿井煤尘浓度动态检测系统及煤尘浓度动态监测方法[发明专利]

专利名称：矿井煤尘浓度动态检测系统及煤尘浓度动态监测方法
专利类型：发明专利
发明人：于师建,吴海涛,倪冠华,张延松
申请号：CN201611093694.3
申请日：20161202
公开号：CN106855492A
公开日：
20170616
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于超声波的矿井煤尘浓度动态检测系统及煤尘浓度动态监测方法，十六个超声波传感器等角度固定在内环的内壁，每个超声波传感器同时具有发射超声波和接收超声波的功能；所有信号线共同连接于固定在外环上的多芯插头上，多芯插头通过多芯屏蔽电缆与一程控多路切换开关相连接，程控多路切换开关分别与电压脉冲发生器、超声波数据采集装置线路连接，电压脉冲发生器与超声波数据采集装置线路连接，超声波数据采集装置与数据处理中心线路连接。

将目前的单发单收检测方式改进为循环单发多收CT检测模式，采用超声波速度CT和吸收系数CT两种图像反映煤尘浓度分布，提高了其检测的准确性。

申请人：山东科技大学
地址：266590 山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号
国籍：CN
代理机构：青岛智地领创专利代理有限公司
代理人：申传晓
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一种矿用注液自动控制设备及方法[发明专利]

专利名称：一种矿用注液自动控制设备及方法
专利类型：发明专利
发明人：魏国营,娄振,秦宾宾,贾天让,冯阵东,亢方超,慕文俊,郭敬远
申请号：CN201610535343.7
申请日：20160708
公开号：CN106338936A
公开日：
20170118
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种矿用注液自动控制设备及方法，包括测控系统和注液泵。

所述注液泵的启停通过测控系统和连接在信号传输线上的启停装置进行自动控制。

所述测控系统包括瓦斯浓度监测器，浆液压力监测器，瓦斯浓度微处理器，浆液压力微处理器。

通过瓦斯浓度监测器对抽采孔抽采管口瓦斯浓度大小进行监测；通过浆液压力监测器对注液钻孔注液管口浆液压力大小进行监测，并分别以信号形式传输至各微处理器，各微处理器分析接收的数据与设定阈值之间的关系，发送相应指令到启停装置对注液泵进行启停控制，如此往复，完成对钻孔的持续注液。

本发明能够利用测控系统对注液泵运行进行自动控制，实现注液和补液过程的动态化、自动化。

申请人：河南理工大学
地址：454000 河南省焦作市高新区世纪大道2001号
国籍：CN
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一种煤矿用水文动态监测报警系统[实用新型专利]

专利名称：一种煤矿用水文动态监测报警系统专利类型：实用新型专利
发明人：纵兆兵
申请号：CN201320435013.2
申请日：20130716
公开号：CN203347844U
公开日：
20131218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种煤矿用水文动态监测报警系统，包括设于控制中心的监控计算机，所述监控计算机设有RS485通信接口与遥测无线接收器，所述RS485通信接口通过RS485总线分别与用于监测地面排水管路流量的地面监测分站、用于监测井下水文的井下监测分站连接；所述遥测无线接收器与用于监测水文观测钻孔的水位遥测仪进行无线通讯。

大大提高了矿井防治水害方面的科技含量，实现了煤炭开采中水文参数的实时监测和超限预警管理，并可使矿井安全负责人第一时间掌握矿井水位、水温及流量数据，对指导煤矿安全生产和防治水害意义重大，确保矿井生产安全。

申请人：安徽恒源煤电股份有限公司
地址：234000 安徽省宿州市埇桥区安徽恒源煤电股份有限公司
国籍：CN
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一种矿山安全动态监测管理系统[发明专利]

专利名称：一种矿山安全动态监测管理系统
专利类型：发明专利
发明人：杨超宇,李慧宗,王向前,程宇卿,赵仁凤,马万祺,彭杨申请号：CN201810615305.1
申请日：20180614
公开号：CN108757041A
公开日：
20181106
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种矿山安全动态监测管理系统，涉及矿山安全技术领域，包括地面监控模块、无线传输模块和地下监测模块，所述地面监控模块包括中央处理器、人机操作模块、数据存储模块、液晶显示屏、地面报警器和紧急救援模块，所述中央处理器与人机操作模块、数据存储模块、液晶显示屏、地面报警器和紧急救援模块均为电连接。

本发明不仅实时监测煤矿巷道内部的各项环境数据信息，使地面安全生产人员及时了解到煤矿巷道内部的具体情况，而且根据煤矿巷道内部的环境变化信息进行及时报警，提醒煤矿工人尽快撤离或在发生紧急事故后，及时向救援中心发出救援信号，使救援中心尽快安排救援，提高救援效率，非常适合用于对矿山安全进行动态监控管理。

申请人：安徽理工大学
地址：232001 安徽省淮南市舜耕中路168号
国籍：CN
代理机构：西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：俞晓明
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矿井远距离动压灌浆防灭火监控系统设计

矿井远距离动压灌浆防灭火监控系统设计
任晓东;薛永利;刘磊;王志伟;王伟峰
【期刊名称】《煤炭工程》
【年(卷),期】2014(046)012
【摘要】在分析鲍店煤矿灌浆防灭火系统的基础上,设计了矿井远距离动压灌浆防灭火监控系统,提出了适合于鲍店煤矿的远距离动压灌浆监控系统组成结构,指出了设计系统实现的功能,对动压灌浆系统的PLC控制系统和上位机监测系统进行了设计,该系统可实现矿井远距离动压灌浆的智能化控制,有效解决了远距离灌浆引起的出口压力小、局部压力分布不均匀而导致的压力过大损坏灌浆管路等问题.
【总页数】3页(P138-140)
【作者】任晓东;薛永利;刘磊;王志伟;王伟峰
【作者单位】兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿,山东邹城273500;兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿,山东邹城273500;中煤科工集团西安研究院,陕西西安710054;兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿,山东邹城273500;西安科技大学能源学院,陕西西安710054
【正文语种】中文
【中图分类】TP75+3;TP273+5
【相关文献】
1.粉煤灰用作矿井防灭火灌浆材料的研究和应用 [J], 林森;郁振洋;陈义勇
2.粉煤灰矿井灌浆防灭火对地下水的影响 [J], 祁鹏飞;康静文
3.粉煤灰作为矿井防灭火灌浆材料的可行性 [J], 荆凯
4.海石湾矿井防灭火灌浆系统改造钻探施工技术 [J], 时玉祥
5.监控系统在煤矿井下防灭火灌浆中的应用 [J], 渠禹川
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注浆站注浆过程实时监测系统

注浆站注浆过程实时监测系统
邱爱斌;任宝宏;于远成
【期刊名称】《上海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2000(006)001
【摘要】介绍了一种采用MCS-51单片机的注浆参数实时测试系统,由于采用了微机技术对注浆浆量、浆中含土量进行检测,较好地实现了对注浆过程的准确计量,为管理人员对注浆站工作考核提供了科学依据.
【总页数】3页(P44-46)
【作者】邱爱斌;任宝宏;于远成
【作者单位】上海大学,机械电子工程与自动化学院,上海,200072;大屯煤电公司,江苏,221611;大屯煤电公司,江苏,221611
【正文语种】中文
【中图分类】TP216.1
【相关文献】
1.注浆过程中压水吸水率与注浆效果关系探讨 [J], 郑军
2.北京地铁十号线呼家楼站超前小导管注浆材料试验及注浆工艺 [J], 窦培申
3.注浆过程实时监测系统的研究 [J], 陈丽兵;史丽萍;徐国洪;贾堃
4.利用地面注浆站圆形巷道的壁后注浆 [J], 唐健; 周正濂
5.注浆站注浆参数监测系统 [J], 邱爱斌;何一卿
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基于ARM的矿用注浆在线监测系统设计

基于ARM的矿用注浆在线监测系统设计李鹏;姜琳;董庆余【摘要】基于ARM的矿用注浆在线监测系统是基于工业以太网和CAN总线,使用ARM系列STM32F103单片机开发下位机,实现多通道数据自动采集和上传.上位机监测软件采用.NET平台C#语言设计开发,实现实时数据读取存储、曲线显示、实时控制、历史查询、注浆统计、压力计算等.下位机硬件电路数据采集效率高、稳定性强,上位机监测软件界面友好、操作灵活,实现了数据传输准确性、稳定性及监测系统的人机交互性,并通过工程实践验证了系统的各项功能.%The online grouting monitoring systemis a network control systembased on Industrial CAN bus and Ethernet. Slave computer hardware developed by ARMmicro-controller realizes multi-channel automatic data acquisition and uploading. Mater computer software developed by C# of .NET framework achieves remote real-time data reading and storage, curve display, real-time control, historical inquiry, grouting statistics, pressure calculation and other functions. In this system, the hardware circuit of slave computer for data acquisition is efficient and stable. The software monitoring system of mater computer has friendly interface and flexible operation. The entire system which achieves data accuracy , transmission capability and good man-machine conversation capability is verified by engineering practice.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)009【总页数】4页(P128-131)【关键词】注浆;在线监测;ARM单片机;.NET【作者】李鹏;姜琳;董庆余【作者单位】济宁高新技术产业开发区管委会山东济宁 272000;山东理工职业学院建筑工程学院山东济宁272000;济宁六合工程机械有限公司山东济宁272000【正文语种】中文【中图分类】TP274注浆技术是一种具有很强实用性的工程技术，主要应用于防治水灾害和加固地层。

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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910224613.6
(22)申请日 2019.03.23
(71)申请人新汶矿业集团有限责任公司孙村煤
矿
地址 271229 山东省泰安市新泰新汶办事
处新矿路401号新矿集团孙村煤矿
申请人新汶矿业集团有限责任公司　
山东大学
(72)发明人辛恒奇　王维　张殿振　李术才　
王琦　吕长刚　蒋振华　颜磊　
郑兴博　褚恒滨　江贝　曾昭楠　
周明　庞继禄　孙焕磊　陈广友　
王帅　王新稳　张朋　黄玉兵　
(51)Int.Cl.
E21D 20/02(2006.01)
E21F 17/18(2006.01)
G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称
一种矿井注浆智能化、
动态化监测系统及其工作方法
(57)摘要
本发明公开了一种矿井注浆智能化、动态化
监测系统及其工作方法，包括注浆管、球阀、浆液
回收泵、高精度本安型压力传感器、高精度本安
型流量传感器、注浆锚杆定位系统、注浆锚杆、搅
拌装置、采区浆液泵站、数据传输系统、地面数据
采集系统和煤矿调度中心，采区浆液泵站的四周
设置有多个注浆接口，每个所述注浆接口背离采
区浆液泵站的一侧设置有注浆管。

本发明，通过
球阀、高精度本安型压力传感器、高精度本安型
流量传感器、注浆锚杆定位系统、注浆锚杆和地
面数据采集系统的相互作用，使得注浆的过程准
确的采集注浆参数，对注浆的效果实时检测，可
以对不达标的注浆锚杆及时补救。

权利要求书1页说明书4页附图2页CN 110118096 A 2019.08.13
C N 110118096
A
权　利　要　求　书1/1页CN 110118096 A
1.一种矿井注浆智能化、动态化监测系统，包括注浆管(1)、球阀(2)、浆液回收泵(3)、高精度本安型压力传感器(4)、高精度本安型流量传感器(5)、注浆锚杆定位系统(6)、注浆锚杆(7)、搅拌装置(8)、采区浆液泵站(10)、数据传输系统(11)、地面数据采集系统(12)和煤矿调度中心(13)其特征在于，采区浆液泵站(10)的四周设置有多个注浆接口(9)，每个所述注浆接口(9)背离采区浆液泵站(10)的一侧设置有注浆管(1)，所述高精度本安型压力传感器(4)和高精度本安型流量传感器(5)均固定在注浆接口(9)内，所述球阀(2)、注浆锚杆定位系统(6)均设置在注浆接口(9)外部，数据传输系统(11)与高精度本安型压力传感器(4)、高精度本安型流量传感器(5)、注浆锚杆定位系统(6)、地面数据采集系统(12)均相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿井注浆智能化、动态化监测系统，其特征在于，所述采区浆液泵站(10)为柱体密闭空间，内部安装搅拌装置、加压装置，顶部安装泄压阀门、进料口。

3.根据权利要求2所述的一种矿井注浆智能化、动态化监测系统，其特征在于，所述采区浆液泵站(10)的底端面设置有浆液回收泵(3)，所述浆液回收泵与注浆管(1)的端部相连，浆液回收泵(3)、泄压阀与加压装置的控制开关实现互锁。

4.根据权利要求1所述的一种矿井注浆智能化、动态化监测系统的工作方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1：注浆前注浆锚杆定位系统(6)对注浆锚杆(7)的位置进行采集，将精确定位信息通过数据传输系统(11)传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统(12)对每根注浆锚杆(7)位置定位；
S2：注浆过程中高精度本安型流量传感器(5)、高精度本安型压力传感器(4)采集到注浆压力和流量数据，通过数据传输系统传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统(12)采集保存；
S3:地面数据采集系统(12)将采集到的注浆锚杆(7)位置信息与注浆压力、流量数据进行匹配存档，存储于矿山注浆参数数据库，地面数据采集系统(12)设置注浆压力警戒值，监测数据低于警戒值，立即报警；
S4:注浆过程中，浆液回收泵(3)、泄压阀门、进料口关闭，加压装置在密闭空间加压，通过注浆管(1)给注浆锚杆(7)注浆。

S5:注浆过程结束，加压装置关闭，泄压阀、浆液回收泵(3)开启，将注浆管(1)中的浆液回收至采区浆液泵站(10)，防止注浆管(1)堵塞和浆液浪费。

2。