本發(fā)明涉及通信保障，尤其涉及一種超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、超大采高綜采工作面中常見的設(shè)備有超大采高采煤機、刮板輸送機、通風(fēng)設(shè)備等，隨著智能化設(shè)備采煤的發(fā)展，對于超大采高綜采作業(yè)面上的各種設(shè)備以及作業(yè)人員與地面調(diào)度中心的通信是非常重要的，因此需要設(shè)計一種超大采高綜采工作面各種設(shè)備通信保障的通信系統(tǒng)，通信系統(tǒng)需要考慮到礦下環(huán)境的特殊性、設(shè)備的多樣性以及通信的穩(wěn)定性和實時性。

2、例如授權(quán)公告號為cn210724835u的中國實用新型專利公開了一種基于無線網(wǎng)狀網(wǎng)的超大采高綜采工作面通訊系統(tǒng)，該通訊系統(tǒng)包括第一mesh交換機設(shè)置于采煤機機身上，接收采煤機控制器發(fā)送的采煤機工作信息并轉(zhuǎn)發(fā)；第二mesh交換機包括多臺，每一第二mesh交換機與液壓支架的控制器通訊連接，第二mesh交換機接收液壓支架的控制器發(fā)送的液壓支架工作信息并轉(zhuǎn)發(fā)；第三mesh交換機，設(shè)置于巷道內(nèi)且與超大采高綜采工作面的入口之間的距離小于設(shè)定距離；其接收第一mesh交換機和/或第二mesh交換機轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)至位于井下監(jiān)控中心的上位機。該通信系統(tǒng)僅僅考慮了采煤機和/或液壓支架與上位機的通信，并沒有考慮礦下設(shè)備多樣性，及其他設(shè)備和人員的多樣化通信需求，且對于井下突發(fā)狀況下通信也沒有考慮，實用性較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

2、為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)，以更好地滿足井下作業(yè)空間的工作人員和設(shè)備的通信需求。

3、本發(fā)明的第二個目的在于提出一種超大采高綜采工作面矩陣式通信方法。

4、為達上述目的，本發(fā)明第一方面提出了一種超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)，包括通信控制器和布置在巷道側(cè)壁的通信設(shè)備組；

5、所述通信設(shè)備組包括側(cè)向跟隨式無線通信基站裝置和頂部無線通信覆蓋裝置，所述側(cè)向跟隨式無線通信基站裝置包括工作面位移監(jiān)測模塊、移動裝置和微型無線通信基站，所述移動裝置設(shè)有活動部，所述工作面位移監(jiān)測模塊、所述微型無線通信基站和所述頂部無線通信覆蓋裝置均安裝在所述活動部上；

6、所述微型無線通信基站與地面服務(wù)器通信連接，用于為綜采工作面的設(shè)備提供無線網(wǎng)絡(luò)；所述頂部無線通信覆蓋裝置包括多個無線擴展模塊，所述無線擴展模塊與所述微型無線通信基站無線通信組網(wǎng)，以提供區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋；所述工作面位移監(jiān)測模塊用于在綜采工作面推進過程中采集所述活動部與所述綜采工作面之間的實時距離；所述通信控制器用于在所述實時距離大于距離閾值時控制所述活動部朝著所述綜采工作面前進以使所述微型無線通信基站和所述頂部無線通信覆蓋裝置的位置與推進過程的綜采工作面的位置匹配。

7、在本發(fā)明第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)中，所述移動裝置包括側(cè)向滑槽、帶剎萬向輪和電動直線導(dǎo)軌，所述側(cè)向滑槽可拆卸地嵌入綜采工作面的巷道側(cè)壁處，所述側(cè)向滑槽的開口面朝向采煤機，所述電動直線導(dǎo)軌的軌道底部安裝有所述帶剎萬向輪，且所述帶剎萬向輪的輪緣抵住所述側(cè)向滑槽的內(nèi)壁，所述電動直線導(dǎo)軌的滑塊是所述活動部，所述側(cè)向滑槽的開口兩側(cè)邊分別設(shè)有用于扣住所述電動直線導(dǎo)軌的折彎部。

8、在本發(fā)明第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)中，所述側(cè)向滑槽的數(shù)量至少為2個。

9、在本發(fā)明第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)中，所述頂部無線通信覆蓋裝置還包括升降支架，所述升降支架的底部安裝在所述活動部的頂面，所述多個無線擴展模塊分別安裝在所述升降支架的頂部。

10、在本發(fā)明第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)中，所述頂部無線通信覆蓋裝置還包括橫向支架桿，所述橫向支架桿的側(cè)邊可拆卸安裝在所述升降支架的頂部，所述多個無線擴展模塊等間距可拆卸安裝在所述橫向支架桿上。

11、在本發(fā)明第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)中，所述通信設(shè)備組的數(shù)量為2個，對稱設(shè)置在采煤機兩側(cè)的巷道側(cè)壁上。

12、在本發(fā)明第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)中，還包括應(yīng)急通信裝置，所述應(yīng)急通信裝置包括通信線路和多個通信插座，多個通信插座等間距固定安裝在巷道中的固定軌道的底部，各通信插座設(shè)有多種用于應(yīng)急通信的通信插口，各通信插口通過通信線路與地面服務(wù)器通信連接。

13、在本發(fā)明第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)中，還包括多個中繼無線通信基站，所述多個中繼無線通信基站等間距布置在采煤機的后方，所述微型無線通信基站依次通過所述多個中繼無線通信基站與所述地面服務(wù)器通信連接。

14、為達上述目的，本發(fā)明第二方面提出了一種基于第一方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)的通信方法，包括：

15、在推進綜采工作面的初始狀態(tài)下，基于綜采工作面的初始位置在巷道側(cè)壁上布置通信設(shè)備組，并令移動裝置的活動部與所述綜采工作面間的初始距離大于零小于等于距離閾值；

16、在綜采工作面推進過程中利用與地面服務(wù)器通信連接的微型無線通信基站為綜采工作面的設(shè)備提供無線網(wǎng)絡(luò)，利用頂部無線通信覆蓋裝置的無線擴展模塊與所述微型無線通信基站無線通信組網(wǎng)，以提供區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋；

17、在綜采工作面推進過程中還利用工作面位移監(jiān)測模塊采集所述活動部與所述綜采工作面之間的實時距離；

18、在所述實時距離大于距離閾值時通信控制器控制所述活動部朝著所述綜采工作面前進，以使所述微型無線通信基站和所述頂部無線通信覆蓋裝置的位置與推進過程的綜采工作面的位置匹配，從而實現(xiàn)矩陣式通信保障；

19、當(dāng)所述活動部前進至電動直線導(dǎo)軌的頭端，在當(dāng)前的側(cè)向滑軌與綜采工作面之間布置新的側(cè)向滑槽，控制電動直線導(dǎo)軌進入新的側(cè)向滑軌的同時控制所述活動部位于電動直線導(dǎo)軌的末端，以保證綜采工作面推進結(jié)束前所述活動部能夠前進。

20、在本發(fā)明第二方面提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信方法中，還包括：當(dāng)出現(xiàn)井下緊急狀態(tài)時，利用通信插座與地面服務(wù)器進行應(yīng)急通信。

21、本發(fā)明提供的超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)及方法，其中超大采高綜采工作面矩陣式通信系統(tǒng)包括通信控制器和布置在巷道側(cè)壁的通信設(shè)備組；通信設(shè)備組包括側(cè)向跟隨式無線通信基站裝置和頂部無線通信覆蓋裝置，側(cè)向跟隨式無線通信基站裝置包括工作面位移監(jiān)測模塊、移動裝置和微型無線通信基站，移動裝置設(shè)有活動部，工作面位移監(jiān)測模塊、微型無線通信基站和頂部無線通信覆蓋裝置均安裝在活動部上；微型無線通信基站與地面服務(wù)器通信連接，用于為綜采工作面的設(shè)備提供無線網(wǎng)絡(luò)；頂部無線通信覆蓋裝置包括多個無線擴展模塊，無線擴展模塊與微型無線通信基站無線通信組網(wǎng)，以提供區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋；工作面位移監(jiān)測模塊用于在綜采工作面推進過程中采集活動部與綜采工作面之間的實時距離；通信控制器用于在實時距離大于距離閾值時控制活動部朝著綜采工作面前進以使微型無線通信基站和頂部無線通信覆蓋裝置的位置與推進過程的綜采工作面的位置匹配。在這種情況下，通過工作面位移監(jiān)測模塊采集活動部與綜采工作面之間的實時距離，該距離反應(yīng)了綜采工作面的實時推進位置，利用通信控制器控制移動裝置實現(xiàn)活動部上安裝的微型無線通信基站和頂部無線通信覆蓋裝置跟隨在采煤機、配套的輸送機等設(shè)備的側(cè)邊，從而保障了設(shè)備的通信需求，另外再配合多個無線擴展模塊，可以實現(xiàn)陣列式無線通信系統(tǒng)，為井下作業(yè)空間的工作人員或其它設(shè)備接入無線網(wǎng)提供更加可靠的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，因此本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能夠更好地滿足井下作業(yè)空間的工作人員和設(shè)備的通信需求。

22、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。