本發明涉及礦山開采技術領域，尤其涉及一種礦山放礦過程綜合監控系統。
背景技術：
自然崩落法是一種依靠巖體內部的自然力實現礦石的崩落，依靠重力實現崩落礦石運搬的高效率、低成本、大規模采礦方法，但由于其適用條件、開采工藝、生產過程控制與管理的復雜性，必須在開采前期制定科學合理的放礦管理控制技術措施，才能確保整個開采過程的成功。
自然崩落法放礦管理的重點是處理好放礦速度和崩落速度之間的協調關系、滿足礦山生產對礦石品位和產量的要求、合理控制礦巖接觸面的形狀和大小、減少礦石的損失和貧化、確保生產嚴格按計劃進行。
然而目前國內采用人工計數的方式對自然崩落法開采礦山的出礦量等信息進行統計，統計結果誤差大，導致崩落面和松散礦堆之間空間大小無法進行控制，可能引發各類安全生產事故。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
本發明要解決的技術問題是解決因自然崩落法開采礦山的工作極具復雜性，現有的生產過程控制與管理方式無法完成合理控制管理，對于各項放礦工作，無法進行即時有效的監控管理，可能引發各類安全生產事故的問題。
(二)技術方案
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種礦山放礦過程綜合監控系統，包括井下檢測通訊系統、井下監控系統和地表調度中心，所述井下檢測通訊系統用于發送井下放礦信息至所述井下監控系統并接收所述井下監控系統發送的作業反饋信息，所述地表調度中心用于接收所述井下監控系統發送的井下放礦信息并發送作業反饋信息至所述井下監控系統。
其中，所述井下檢測通訊系統包括設置于鏟運機上的智能車載終端，以及智能無線終端和綜合通訊基站；所述智能車載終端用于發送井下放礦信息至所述智能無線終端并接收所述智能無線終端發送的作業反饋信息；所述綜合通訊基站用于接收所述智能無線終端發送的井下放礦信息并發送至所述井下監控系統，同時接收所述井下監控系統發送的作業反饋信息并發送至所述智能無線終端。
其中，所述井下監控系統包括接入層交換機，所述地表調度中心包括匯聚層交換機，所述接入層交換機用于接收所述綜合通訊基站發送的井下放礦信息并發送至所述匯聚層交換機，同時接收所述匯聚層交換機發送的作業反饋信息并發送至所述綜合通訊基站。
其中，所述智能車載終端包括作業信息采集單元，所述作業信息采集單元包括IP網絡攝像機，所述IP網絡攝像機用于拍攝鏟運機的運行過程并將視頻信息發送至所述智能無線終端。
其中，所述智能車載終端還包括井下定位單元，所述井下檢測通訊系統還包括智能定位樁，所述智能定位樁用于發射供所述井下定位單元讀取的信號，以使所述智能車載終端確定其搭載的鏟車機的確切位置。
其中，所述地表調度中心還包括服務儲存器和第一監控主機，所述服務儲存器用于接收儲存所述匯聚層交換機發送的井下放礦信息并發送至所述第一監控主機，所述第一監控主機用于接收所述服務儲存器發送的井下放礦信息并處理顯示。
其中，所述服務儲存器包括視頻服務器和監控服務器，所述視頻服務器用于儲存處理視頻信息并將視頻信息發送至所述第一監控主機，所述監控服務器用于儲存處理監控信息并將監控信息發送至所述第一監控主機。
其中，所述井下監控系統還包括第二監控主機，所述第二監控主機與所述接入層交換機連接以顯示所述接入層交換機接收的井下放礦信息。
其中，所述智能車載終端還包括廣播單元，所述廣播單元與所述智能無線終端連接，以接收所述智能無線終端發送的作業反饋信息，向井下工作人員進行信息廣播。
(三)有益效果
本發明的上述技術方案具有如下優點：本發明的礦山放礦過程綜合監控系統適用于對采用自然崩落法開采礦山的放礦過程進行遠程監控，本發明的井下檢測通訊系統實時獲取鏟運機位置信息、鏟運機的出礦量、出礦地點及卸礦地點等信息進行獲取，工作人員通過井下監控系統和地表調度中心對井下檢測通訊系統發送的現場采集的各類數據有一個全面準確的掌握，并對井下放礦過程進行監控，實現放礦管理的信息化與智能化，可以通過地表調度中心及井下監控系統向井下檢測通訊系統發送作業反饋信息，以向現場作業人員發送生產計劃及緊急事故撤離等命令，確保了礦井開采作業順利的進行，降低了礦井安全事故發生的概率，實現生產、調度與安全的聯動，系統穩定可靠，功能齊全。
除了上面所描述的本發明解決的技術問題、構成的技術方案的技術特征以及有這些技術方案的技術特征所帶來的優點之外，本發明的其他技術特征及這些技術特征帶來的優點，將結合附圖作出進一步說明。
附圖說明
圖1是本發明實施例礦山放礦過程綜合監控系統的結構示意圖。
圖中：1：井下檢測通訊系統；2：井下監控系統；3：地表調度中心；11：作業信息采集單元；12：智能車載終端；13：智能無線終端；14：綜合通訊基站；15：智能定位樁；16：廣播單元；17：井下定位單元；21：接入層交換機；22：第二監控主機；31：匯聚層交換機；32：服務儲存器；33：第一監控主機；321：視頻服務器；322：監控服務器。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。
如圖1所示，本發明實施例提供的礦山放礦過程綜合監控系統，包括井下檢測通訊系統1、井下監控系統2和地表調度中心3，井下檢測通訊系統1用于發送井下放礦信息至井下監控系統2并接收井下監控系統2發送的作業反饋信息，地表調度中心3用于接收井下監控系統2發送的井下放礦信息并發送作業反饋信息至井下監控系統2。
本發明的礦山放礦過程綜合監控系統適用于對采用自然崩落法開采礦山的放礦過程進行遠程監控，本發明的井下檢測通訊系統實時獲取鏟運機位置信息、鏟運機的出礦量、出礦地點及卸礦地點等信息進行獲取，工作人員通過井下監控系統和地表調度中心對井下檢測通訊系統發送的現場采集的各類數據有一個全面準確的掌握，并對井下放礦過程進行監控，實現放礦管理的信息化與智能化，可以通過地表調度中心及井下監控系統向井下檢測通訊系統發送作業反饋信息，以向現場作業人員發送生產計劃及緊急事故撤離等命令，確保了礦井開采作業順利的進行，降低了礦井安全事故發生的概率，實現生產、調度與安全的聯動，系統穩定可靠，功能齊全。
其中，井下檢測通訊系統1包括設置于鏟運機上的智能車載終端12，以及智能無線終端13和綜合通訊基站14；智能車載終端12用于發送井下放礦信息至智能無線終端13并接收智能無線終端13發送的作業反饋信息；綜合通訊基站14用于接收智能無線終端13發送的井下放礦信息并發送至井下監控系統2，同時接收井下監控系統2發送的作業反饋信息并發送至智能無線終端13。礦山運輸大巷及沿脈巷道根據圖紙安裝綜合通訊基站，綜合通訊基站同時具有無線和有線通信功能，因此相鄰綜合通訊基站間距離需滿足無線通信的需求。由于礦塊尺寸原因導致穿脈中放礦漏斗經常發生堵塞而需進行二次爆破，使得穿脈中不宜布設任何線纜，因此，需在每條穿脈口處安裝智能無線終端，將綜合通訊基站的無線信號延伸到穿脈中，為車載智能終端采集到的數據提供傳輸鏈路。車載智能終端安裝于每臺鏟運機上，具有唯一標識碼，并與對應的鏟運機一一配對，智能車載終端將鏟運機上采集到的鏟車周圍環境及井下放礦信息發送至智能無線終端，再由智能無線終端將信號發送至綜合通訊基站，并最終由綜合通訊基站匯總發送至井下監控系統和地表調度中心，并在井下監控系統和地表調度中心里對應的上位機軟件中進行滾動顯示，顯示的內容包括：鏟運機當前位置、鏟運機日出礦量、智能定位樁電量、鏟運機故障信息，同時地表調度中心的作業反饋信息依次通過井下監控系統、綜合通訊基站和智能無線終端，最終反饋至智能車載終端上，對井下操作人員和鏟運機進行實時的放礦作業反饋和調度。
其中，井下監控系統2包括接入層交換機21，地表調度中心3包括匯聚層交換機31，接入層交換機21用于接收綜合通訊基站14發送的井下放礦信息并發送至匯聚層交換機31，同時接收匯聚層交換機31發送的作業反饋信息并發送至綜合通訊基站14。其中，地表調度中心3還包括服務儲存器32和第一監控主機33，服務儲存器32用于接收儲存匯聚層交換機31發送的井下放礦信息并發送至第一監控主機33，第一監控主機33用于接收服務儲存器32發送的井下放礦信息并處理顯示。其中，井下監控系統2還包括第二監控主機22，第二監控主機22與接入層交換機21連接以顯示接入層交換機21接收的井下放礦信息。地表調度中心配置匯聚層交換機、服務儲存器、第一監控主機各一臺，并在井下監控室配置接入層交換機和第二監控主機各一臺，井下監控室對運行中的鏟運機進行初步細化的實時跟蹤與監控，地表調度中心對運行中的鏟運機進行進一步整體的實時跟蹤與監控。第一監控主機與第二監控主機作為整個系統的上位機起到對鏟運機智能調度、鏟運機故障自動報警和監控界面實時顯示的作用。
具體的，智能車載終端12包括作業信息采集單元11，作業信息采集單元11包括IP網絡攝像機，IP網絡攝像機用于拍攝鏟運機的運行過程并將視頻信息發送至智能無線終端13。IP網絡攝像機安裝于每臺鏟運機，能拍攝整個鏟運機斗全部動作過程，便于對整個放礦過程進行全程監控，拍攝的視頻通過無線方式傳輸到地表調度中心，并在對應的上位機，如第一監控主機或第二監控主機的軟件中進行實時顯示；IP網絡攝像機的安裝原則：確保能拍攝鏟運機鏟斗有最佳的視野及視頻效果，通過電腦可以驗證作業人員出礦情況。
進一步的，智能車載終端12還包括井下定位單元17，井下檢測通訊系統1還包括智能定位樁15，智能定位樁15用于發射供井下定位單元17讀取的信號，以使智能車載終端12確定其智能車載終端12搭載的鏟車機的確切位置。智能定位樁安裝于穿脈中每條聚礦溝的出入口處，安裝以避免鏟運機碰撞為原則，設置合理智能定位樁無線信號發射功率，使得相鄰智能定位樁信號覆蓋區域沒有重疊部分；每臺智能定位樁都有唯一的標識碼，并與安裝位置一一配對，智能定位樁同時具有自檢功能，當電量不足或出現故障時自動向上位機軟件發送報警信息。當載有車載智能終端的鏟運機通過穿脈時，井下定位單元就能讀到智能定位樁發射的無線信號，實現對鏟運機的位置進行精確定位，并通過無線通信將位置信息傳輸到礦山地表調度中心，定位精度在0～5米以內，具有極高的識別穩定性和防沖突性。
具體的，服務儲存器32包括視頻服務器321和監控服務器322，視頻服務器321用于儲存處理視頻信息并將視頻信息發送至第一監控主機33，監控服務器322用于儲存處理監控信息并將監控信息發送至第一監控主機33。視頻服務器儲存經過作業信息采集單元的IP網絡攝像機采集，再依次通過智能車載終端、綜合通訊基站、接入層交換機傳輸，最終由匯聚層交換機傳入的視頻信息，監控服務器儲存經過作業信息采集單元采集，再依次通過智能車載終端、綜合通訊基站、接入層交換機傳輸，最終由匯聚層交換機傳入的監控信息。
另外，智能車載終端12還包括廣播單元16，廣播單元16與智能無線終端13連接，以接受智能車載終端13控制發送的作業反饋信息，向井下工作人員進行信息廣播。可以通過地表調度中心和井下監控系統向智能車載終端進行信號發送，向現場作業人員發送生產計劃及緊急事故撤離等命令的廣播。
實際生產作業中，本發明的礦山放礦過程綜合監控系統具有防爆、防塵及防水性能，對礦山惡劣環境有較強的適應性；內部電路采用模塊化設計，使故障率降到最低；采用低功耗微控制器設計，延長電源使用時間，系統使用安全；自然崩落法放礦過程綜合監控系統是集放礦管理、跟蹤定位、安全預警、故障報警等功能于一體，填補了國內自然崩落法生產礦山放礦過程綜合監控系統的空白，對采用自然崩落法生產礦山的放礦過程進行綜合監控，準確記錄出礦位置、卸礦位置以及出礦量，同時對鏟運機的運行狀態、故障情況進行實時跟蹤，使管理人員能夠精確掌握采場內礦石量的分布情況以及鏟運機的工作情況，便于進行更加合理的調度與管理，既滿足了對采用自然崩落法生產礦山對放礦的嚴格管理，確保生產的順利進行，又達到了減少礦山安全生產事故的目的。
綜上所述，本發明的礦山放礦過程綜合監控系統適用于對采用自然崩落法開采礦山的放礦過程進行遠程監控，本發明的井下檢測通訊系統實時獲取鏟運機位置信息、鏟運機的出礦量、出礦地點及卸礦地點等信息進行獲取，工作人員通過井下監控系統和地表調度中心對井下檢測通訊系統發送的現場采集的各類數據有一個全面準確的掌握，并對井下放礦過程進行監控，實現放礦管理的信息化與智能化，可以通過地表調度中心及井下監控系統向井下檢測通訊系統發送作業反饋信息，以向現場作業人員發送生產計劃及緊急事故撤離等命令，確保了礦井開采作業順利的進行，降低了礦井安全事故發生的概率，實現生產、調度與安全的聯動，系統穩定可靠，功能齊全。
最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。