一种用于单轨吊的超前探测预警系统及方法与流程

技术特征：
1.一种用于单轨吊的超前探测预警系统，包括两个连杆(4)和两个探测预警机构(3)，其特征在于；两个连杆(4)的里端相对的固定连接在单轨吊车头(2)外部的左端和右端；两个探测预警机构(3)左右对称的设置在两个连杆(4)外端的外侧；所述探测预警机构(3)包括外壳(3
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1)、线状光栅探测仪(3
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2)、记录模块(3
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4)、报警模块(3
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5)和处理器模块(3
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3)；所述外壳(3
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1)的里端与连杆(4)的外端固定连接；所述线状光栅探测仪(3
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2)固定连接在外壳(3
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1)的外端；所述记录模块(3
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4)、报警模块(3
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5)和处理器模块(3
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3)均安装在外壳(3
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1)的内部；所述处理器模块(3
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3)分别与线状光栅探测仪(3
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2)、记录模块(3
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4)和报警模块(3
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5)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于单轨吊的超前探测预警系统，其特征在于，所述处理器模块(3
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3)还与单轨吊车头(2)制动系统和单轨吊车头(2)测速系统连接。3.根据权利要求1或2所述的一种用于单轨吊的超前探测预警系统，其特征在于，所述报警模块(3
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5)为声光报警器。4.根据权利要求3所述的一种用于单轨吊的超前探测预警系统，其特征在于，所述外壳(3
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1)的外端与单轨吊车厢(6)的外边界相持平。5.根据权利要求4所述的一种用于单轨吊的超前探测预警系统，其特征在于，所述探测预警机构(3)还包括电源模块，所述电源模块安装在外壳(3
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1)的内部，其分别为线状光栅探测仪(3
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2)、处理器模块(3
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3)、记录模块(3
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4)和报警模块(3
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5)进行直流电源的供应。6.一种用于单轨吊的超前探测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将两个探测预警机构(3)通过两根连杆(4)分别安装在单轨吊车头(2)外部的左端和右端；在单轨吊于巷道(1)中运行之前，测量出变形前巷道帮部(8)与线状光栅探测仪(3
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2)之间的水平距离l1；开启探测预警机构(3)，使其处于工作状态，利用线状光栅探测仪(3
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2)以β角度的发射角向斜前方发射红外线至巷道帮部(8)进行测距，并把一束红外线所测得距离中的最小值记为l；步骤二：处理器模块(3
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3)根据线状光栅探测仪(3
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2)所测得的距离最小值l和发射角β，通过公式l2＝lsinβ计算单轨吊车头(2)前方一定范围内变形后巷道帮部(8)与线状光栅探测仪(3
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2)之间的水平距离l2；步骤三：处理器模块(3
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3)根据水平距离l2与l1计算两者的差值s，再根据s与l1的比值对应出单轨吊车前方巷道帮部(8)的变形情况，并得到不同的处理措施；其中，若s<0.3l1，则表示前方巷道帮部(8)的变形量不大，且单轨吊车可顺利通过，此时，处理器模块(3
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3)不发出任何控制信号，单轨吊车继续通过，其运行状态不受任何干涉；若0.3l1≤s≤0.5l1，则表示前方巷道帮部(8)的变形超过了一定范围，但单轨吊车仍可顺利通过，此时，处理器模块(3
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3)控制记录模块(3
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4)记录该变形范围内的巷道(1)里程，同时，单轨吊车仍继续通过，其运行状态不受任何干涉；若s>0.5l1，则表示前方巷道帮部(8)变形超过了特定范围，单轨吊车已不可通过，处理器模块(3
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3)向报警模块(3
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5)发出报警信号进行鸣笛报警，以提醒单轨吊司机或操作者采取应急措施；步骤四：在单轨吊司机或操作者听到报警模块(3
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5)鸣笛报警后，先对单轨吊车启动低速缓慢运行模式，再采取紧急制动措施，使单轨吊车停止于巷道帮部(8)变形量过大区域的上游段，以避免单轨吊车厢(6)被锚索(5)剐蹭；在单轨吊车停止后，再对变形后巷道帮部
(8)中锚索(5)的外露端进行截断作业和补强支护处理，并在处理完毕后使单轨吊车通过该区域继续前行直至运行结束。7.根据权利要求6所述的一种用于单轨吊的超前探测预警方法，其特征在于，在步骤四中，在单轨吊车运行结束后，相关工作人员根据记录模块(3
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4)所记录的里程数据，对变形后巷道帮部(8)中锚索(5)的外露端进行截断作业和补强支护处理，使其满足单轨吊车安全快速通过的条件，以防止其继续大量变形并妨碍后续单轨吊车的顺利通过。8.根据权利要求7所述的一种用于单轨吊的超前探测预警方法，其特征在于，在步骤一中，β角度为20～60度。9.根据权利要求8所述的一种用于单轨吊的超前探测预警方法，其特征在于，在步骤四中，在处理器模块(3
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3)发出报警信号后的设定时间后，单轨吊车的运行速度仍未下降到设定范围内时，处理器模块(3
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3)向单轨吊车头(2)制动系统发出紧急制动信号，单轨吊车头(2)制动系统在接收到紧急制动信号后自动控制单轨吊车进行紧急制动动作，使单轨吊车停止于巷道帮部(8)变形量过大区域的上游段，以避免单轨吊车厢(6)被锚索(5)剐蹭。

技术总结
一种用于单轨吊的超前探测预警系统及方法，系统：两个探测预警机构分别安装在单轨吊车头的左右两侧；探测预警机构包括外壳、线状光栅探测仪、记录模块、报警模块和处理器模块；线状光栅探测仪连接在外壳的外端；处理器模块分别与线状光栅探测仪、记录模块和报警模块连接。方法：测量变形前巷道帮部与线状光栅探测仪之间的水平距离L1，通过线状光栅探测仪进行测距，并得到最小值L；计算前方一定范围内变形后巷道帮部与线状光栅探测仪之间的水平距离L2；根据L2与L1的差值得到前方巷道帮部的变形情况，根据变形情况进行记录或报警提醒。该系统用户方法能够准确监测预判巷道两帮煤岩体的变形情况，可有效起到减少灾害发生的作用。可有效起到减少灾害发生的作用。可有效起到减少灾害发生的作用。


技术研发人员：杨厚强 冯晓巍
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/9/16