本发明涉及矿山开采技术领域，尤其涉及一种矿山放矿过程综合监控系统。
背景技术：
自然崩落法是一种依靠岩体内部的自然力实现矿石的崩落，依靠重力实现崩落矿石运搬的高效率、低成本、大规模采矿方法，但由于其适用条件、开采工艺、生产过程控制与管理的复杂性，必须在开采前期制定科学合理的放矿管理控制技术措施，才能确保整个开采过程的成功。
自然崩落法放矿管理的重点是处理好放矿速度和崩落速度之间的协调关系、满足矿山生产对矿石品位和产量的要求、合理控制矿岩接触面的形状和大小、减少矿石的损失和贫化、确保生产严格按计划进行。
然而目前国内采用人工计数的方式对自然崩落法开采矿山的出矿量等信息进行统计，统计结果误差大，导致崩落面和松散矿堆之间空间大小无法进行控制，可能引发各类安全生产事故。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决因自然崩落法开采矿山的工作极具复杂性，现有的生产过程控制与管理方式无法完成合理控制管理，对于各项放矿工作，无法进行即时有效的监控管理，可能引发各类安全生产事故的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矿山放矿过程综合监控系统，包括井下检测通讯系统、井下监控系统和地表调度中心，所述井下检测通讯系统用于发送井下放矿信息至所述井下监控系统并接收所述井下监控系统发送的作业反馈信息，所述地表调度中心用于接收所述井下监控系统发送的井下放矿信息并发送作业反馈信息至所述井下监控系统。
其中，所述井下检测通讯系统包括设置于铲运机上的智能车载终端，以及智能无线终端和综合通讯基站；所述智能车载终端用于发送井下放矿信息至所述智能无线终端并接收所述智能无线终端发送的作业反馈信息；所述综合通讯基站用于接收所述智能无线终端发送的井下放矿信息并发送至所述井下监控系统，同时接收所述井下监控系统发送的作业反馈信息并发送至所述智能无线终端。
其中，所述井下监控系统包括接入层交换机，所述地表调度中心包括汇聚层交换机，所述接入层交换机用于接收所述综合通讯基站发送的井下放矿信息并发送至所述汇聚层交换机，同时接收所述汇聚层交换机发送的作业反馈信息并发送至所述综合通讯基站。
其中，所述智能车载终端包括作业信息采集单元，所述作业信息采集单元包括IP网络摄像机，所述IP网络摄像机用于拍摄铲运机的运行过程并将视频信息发送至所述智能无线终端。
其中，所述智能车载终端还包括井下定位单元，所述井下检测通讯系统还包括智能定位桩，所述智能定位桩用于发射供所述井下定位单元读取的信号，以使所述智能车载终端确定其搭载的铲车机的确切位置。
其中，所述地表调度中心还包括服务储存器和第一监控主机，所述服务储存器用于接收储存所述汇聚层交换机发送的井下放矿信息并发送至所述第一监控主机，所述第一监控主机用于接收所述服务储存器发送的井下放矿信息并处理显示。
其中，所述服务储存器包括视频服务器和监控服务器，所述视频服务器用于储存处理视频信息并将视频信息发送至所述第一监控主机，所述监控服务器用于储存处理监控信息并将监控信息发送至所述第一监控主机。
其中，所述井下监控系统还包括第二监控主机，所述第二监控主机与所述接入层交换机连接以显示所述接入层交换机接收的井下放矿信息。
其中，所述智能车载终端还包括广播单元，所述广播单元与所述智能无线终端连接，以接收所述智能无线终端发送的作业反馈信息，向井下工作人员进行信息广播。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明的矿山放矿过程综合监控系统适用于对采用自然崩落法开采矿山的放矿过程进行远程监控，本发明的井下检测通讯系统实时获取铲运机位置信息、铲运机的出矿量、出矿地点及卸矿地点等信息进行获取，工作人员通过井下监控系统和地表调度中心对井下检测通讯系统发送的现场采集的各类数据有一个全面准确的掌握，并对井下放矿过程进行监控，实现放矿管理的信息化与智能化，可以通过地表调度中心及井下监控系统向井下检测通讯系统发送作业反馈信息，以向现场作业人员发送生产计划及紧急事故撤离等命令，确保了矿井开采作业顺利的进行，降低了矿井安全事故发生的概率，实现生产、调度与安全的联动，系统稳定可靠，功能齐全。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例矿山放矿过程综合监控系统的结构示意图。
图中：1：井下检测通讯系统；2：井下监控系统；3：地表调度中心；11：作业信息采集单元；12：智能车载终端；13：智能无线终端；14：综合通讯基站；15：智能定位桩；16：广播单元；17：井下定位单元；21：接入层交换机；22：第二监控主机；31：汇聚层交换机；32：服务储存器；33：第一监控主机；321：视频服务器；322：监控服务器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
如图1所示，本发明实施例提供的矿山放矿过程综合监控系统，包括井下检测通讯系统1、井下监控系统2和地表调度中心3，井下检测通讯系统1用于发送井下放矿信息至井下监控系统2并接收井下监控系统2发送的作业反馈信息，地表调度中心3用于接收井下监控系统2发送的井下放矿信息并发送作业反馈信息至井下监控系统2。
本发明的矿山放矿过程综合监控系统适用于对采用自然崩落法开采矿山的放矿过程进行远程监控，本发明的井下检测通讯系统实时获取铲运机位置信息、铲运机的出矿量、出矿地点及卸矿地点等信息进行获取，工作人员通过井下监控系统和地表调度中心对井下检测通讯系统发送的现场采集的各类数据有一个全面准确的掌握，并对井下放矿过程进行监控，实现放矿管理的信息化与智能化，可以通过地表调度中心及井下监控系统向井下检测通讯系统发送作业反馈信息，以向现场作业人员发送生产计划及紧急事故撤离等命令，确保了矿井开采作业顺利的进行，降低了矿井安全事故发生的概率，实现生产、调度与安全的联动，系统稳定可靠，功能齐全。
其中，井下检测通讯系统1包括设置于铲运机上的智能车载终端12，以及智能无线终端13和综合通讯基站14；智能车载终端12用于发送井下放矿信息至智能无线终端13并接收智能无线终端13发送的作业反馈信息；综合通讯基站14用于接收智能无线终端13发送的井下放矿信息并发送至井下监控系统2，同时接收井下监控系统2发送的作业反馈信息并发送至智能无线终端13。矿山运输大巷及沿脉巷道根据图纸安装综合通讯基站，综合通讯基站同时具有无线和有线通信功能，因此相邻综合通讯基站间距离需满足无线通信的需求。由于矿块尺寸原因导致穿脉中放矿漏斗经常发生堵塞而需进行二次爆破，使得穿脉中不宜布设任何线缆，因此，需在每条穿脉口处安装智能无线终端，将综合通讯基站的无线信号延伸到穿脉中，为车载智能终端采集到的数据提供传输链路。车载智能终端安装于每台铲运机上，具有唯一标识码，并与对应的铲运机一一配对，智能车载终端将铲运机上采集到的铲车周围环境及井下放矿信息发送至智能无线终端，再由智能无线终端将信号发送至综合通讯基站，并最终由综合通讯基站汇总发送至井下监控系统和地表调度中心，并在井下监控系统和地表调度中心里对应的上位机软件中进行滚动显示，显示的内容包括：铲运机当前位置、铲运机日出矿量、智能定位桩电量、铲运机故障信息，同时地表调度中心的作业反馈信息依次通过井下监控系统、综合通讯基站和智能无线终端，最终反馈至智能车载终端上，对井下操作人员和铲运机进行实时的放矿作业反馈和调度。
其中，井下监控系统2包括接入层交换机21，地表调度中心3包括汇聚层交换机31，接入层交换机21用于接收综合通讯基站14发送的井下放矿信息并发送至汇聚层交换机31，同时接收汇聚层交换机31发送的作业反馈信息并发送至综合通讯基站14。其中，地表调度中心3还包括服务储存器32和第一监控主机33，服务储存器32用于接收储存汇聚层交换机31发送的井下放矿信息并发送至第一监控主机33，第一监控主机33用于接收服务储存器32发送的井下放矿信息并处理显示。其中，井下监控系统2还包括第二监控主机22，第二监控主机22与接入层交换机21连接以显示接入层交换机21接收的井下放矿信息。地表调度中心配置汇聚层交换机、服务储存器、第一监控主机各一台，并在井下监控室配置接入层交换机和第二监控主机各一台，井下监控室对运行中的铲运机进行初步细化的实时跟踪与监控，地表调度中心对运行中的铲运机进行进一步整体的实时跟踪与监控。第一监控主机与第二监控主机作为整个系统的上位机起到对铲运机智能调度、铲运机故障自动报警和监控界面实时显示的作用。
具体的，智能车载终端12包括作业信息采集单元11，作业信息采集单元11包括IP网络摄像机，IP网络摄像机用于拍摄铲运机的运行过程并将视频信息发送至智能无线终端13。IP网络摄像机安装于每台铲运机，能拍摄整个铲运机斗全部动作过程，便于对整个放矿过程进行全程监控，拍摄的视频通过无线方式传输到地表调度中心，并在对应的上位机，如第一监控主机或第二监控主机的软件中进行实时显示；IP网络摄像机的安装原则：确保能拍摄铲运机铲斗有最佳的视野及视频效果，通过电脑可以验证作业人员出矿情况。
进一步的，智能车载终端12还包括井下定位单元17，井下检测通讯系统1还包括智能定位桩15，智能定位桩15用于发射供井下定位单元17读取的信号，以使智能车载终端12确定其智能车载终端12搭载的铲车机的确切位置。智能定位桩安装于穿脉中每条聚矿沟的出入口处，安装以避免铲运机碰撞为原则，设置合理智能定位桩无线信号发射功率，使得相邻智能定位桩信号覆盖区域没有重叠部分；每台智能定位桩都有唯一的标识码，并与安装位置一一配对，智能定位桩同时具有自检功能，当电量不足或出现故障时自动向上位机软件发送报警信息。当载有车载智能终端的铲运机通过穿脉时，井下定位单元就能读到智能定位桩发射的无线信号，实现对铲运机的位置进行精确定位，并通过无线通信将位置信息传输到矿山地表调度中心，定位精度在0～5米以内，具有极高的识别稳定性和防冲突性。
具体的，服务储存器32包括视频服务器321和监控服务器322，视频服务器321用于储存处理视频信息并将视频信息发送至第一监控主机33，监控服务器322用于储存处理监控信息并将监控信息发送至第一监控主机33。视频服务器储存经过作业信息采集单元的IP网络摄像机采集，再依次通过智能车载终端、综合通讯基站、接入层交换机传输，最终由汇聚层交换机传入的视频信息，监控服务器储存经过作业信息采集单元采集，再依次通过智能车载终端、综合通讯基站、接入层交换机传输，最终由汇聚层交换机传入的监控信息。
另外，智能车载终端12还包括广播单元16，广播单元16与智能无线终端13连接，以接受智能车载终端13控制发送的作业反馈信息，向井下工作人员进行信息广播。可以通过地表调度中心和井下监控系统向智能车载终端进行信号发送，向现场作业人员发送生产计划及紧急事故撤离等命令的广播。
实际生产作业中，本发明的矿山放矿过程综合监控系统具有防爆、防尘及防水性能，对矿山恶劣环境有较强的适应性；内部电路采用模块化设计，使故障率降到最低；采用低功耗微控制器设计，延长电源使用时间，系统使用安全；自然崩落法放矿过程综合监控系统是集放矿管理、跟踪定位、安全预警、故障报警等功能于一体，填补了国内自然崩落法生产矿山放矿过程综合监控系统的空白，对采用自然崩落法生产矿山的放矿过程进行综合监控，准确记录出矿位置、卸矿位置以及出矿量，同时对铲运机的运行状态、故障情况进行实时跟踪，使管理人员能够精确掌握采场内矿石量的分布情况以及铲运机的工作情况，便于进行更加合理的调度与管理，既满足了对采用自然崩落法生产矿山对放矿的严格管理，确保生产的顺利进行，又达到了减少矿山安全生产事故的目的。
综上所述，本发明的矿山放矿过程综合监控系统适用于对采用自然崩落法开采矿山的放矿过程进行远程监控，本发明的井下检测通讯系统实时获取铲运机位置信息、铲运机的出矿量、出矿地点及卸矿地点等信息进行获取，工作人员通过井下监控系统和地表调度中心对井下检测通讯系统发送的现场采集的各类数据有一个全面准确的掌握，并对井下放矿过程进行监控，实现放矿管理的信息化与智能化，可以通过地表调度中心及井下监控系统向井下检测通讯系统发送作业反馈信息，以向现场作业人员发送生产计划及紧急事故撤离等命令，确保了矿井开采作业顺利的进行，降低了矿井安全事故发生的概率，实现生产、调度与安全的联动，系统稳定可靠，功能齐全。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。