[發(fā)明專利]采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310047065.7
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103174423A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童敏明;童紫原;唐守鋒;賀新民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24;E21B44/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別方法及裝置，尤其適用于煤礦鉆式采煤機(jī)采煤過程中使用的采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別裝置及方法。

背景技術(shù)

鉆式采煤機(jī)是目前為了適應(yīng)薄煤層開采的新型采煤機(jī)，鉆式采煤中鉆桿遇到堅(jiān)硬煤巖時(shí)會發(fā)生偏鉆，不僅容易損壞鉆桿，也會影響鉆煤的深度。此時(shí)往往需要采取糾偏控制。目前的方法是依靠礦工視覺判斷鉆桿碰到煤巖的情況，當(dāng)?shù)V工發(fā)現(xiàn)鉆桿鉆到煤巖發(fā)生偏鉆時(shí)，鉆桿已經(jīng)偏鉆，需要較長時(shí)間才能使鉆桿重新對準(zhǔn)垂直方向，嚴(yán)重影響了產(chǎn)生效率，同時(shí)偏鉆的鉆頭和夾具也會產(chǎn)生較大磨損。因此，迫切需要一種可以自動識別鉆頭與煤層位置，可以實(shí)現(xiàn)鉆式采煤機(jī)的智能化和自動化控制的識別方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)刨采方式的采煤機(jī)無法自動進(jìn)行煤巖識，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別裝置及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別裝置它包括單片機(jī)，單片機(jī)的輸出端分別連接有報(bào)警電路、顯示器和輸出電路，單片機(jī)的輸入端連接有A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端分別連接有四個(gè)振動傳感器和一個(gè)電流傳感器，所述的四個(gè)振動傳感器呈十字形均勻設(shè)置在采煤機(jī)的鉆夾外緣上，振動傳感器的軸向?qū)?zhǔn)鉆夾中心，所述的電流傳感器串聯(lián)在采煤機(jī)的驅(qū)動電機(jī)電源上。

所述的振動傳感器型號為ZD24，所述的A/D轉(zhuǎn)換器型號為AD9212-40；所述的輸出電路為無線輸出電路、串口輸出電路或總線輸出電路。

一種使用上述裝置的采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別方法：將四個(gè)振動傳感器呈十字形安裝在采煤機(jī)鉆頭的鉆夾上，并將電流傳感器串聯(lián)在采煤機(jī)驅(qū)動電機(jī)電源上，采煤機(jī)鉆頭啟動后四個(gè)振動傳感器對采煤機(jī)鉆頭碰到煤巖的橫向振動信息進(jìn)行采集，采集后將信息發(fā)送到單片機(jī)中處理，電流傳感器檢測采集煤機(jī)鉆頭驅(qū)動電機(jī)的電流幅度信息，并將采集到的電流幅度發(fā)送到單片機(jī)中處理，當(dāng)單片機(jī)接收到電流傳感器檢測到鉆頭電機(jī)的驅(qū)動電流信號高于設(shè)定的正常值時(shí)，通過單片機(jī)判斷出鉆桿接觸到煤巖，單片機(jī)控制報(bào)警電路報(bào)警；當(dāng)單片機(jī)接收的四個(gè)振動傳感器的信息數(shù)據(jù)接近時(shí)，表示煤層在鉆頭的正前方，當(dāng)單片機(jī)接收的四個(gè)振動傳感器的信息數(shù)據(jù)差別較大時(shí)，可根據(jù)四個(gè)信息數(shù)據(jù)判斷出鉆頭接觸煤巖的狀態(tài)，是偏左位置、偏右位置、偏上位置或是偏下位置，單片機(jī)將判斷出的鉆頭接觸煤巖狀態(tài)信息發(fā)送到顯示器，同時(shí)單片機(jī)通過輸出電路將判斷出的鉆頭接觸煤巖狀態(tài)信息輸出至采煤機(jī)控制系統(tǒng)，為采煤機(jī)控制系統(tǒng)自動調(diào)整鉆桿角度的控制提供信息。

有益效果：本發(fā)明的采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別裝置及方法，通過設(shè)置在肩頭四周的振動傳感器和設(shè)在電源上的電流傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆式采煤機(jī)鉆頭碰到煤巖的情況，不僅可以及時(shí)避免鉆頭偏離垂直方向的控制提供信息，還可為今后鉆式采煤機(jī)的智能化和自動化控制創(chuàng)造條件。通過鉆頭電機(jī)驅(qū)動電流的增大判斷鉆桿是否接觸煤巖，利用鉆夾周圍分布的振動傳感器判斷鉆頭接觸煤巖的位置，為鉆桿的控制提供信息，實(shí)現(xiàn)鉆式采煤機(jī)的智能化控制。其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用效果好，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實(shí)用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝置中振動傳感器的安裝示意圖；

圖3是本發(fā)明顯示的煤巖相對鉆頭中心的位置圖。

圖中：1-振動傳感器；2-電流傳感器；3-A/D轉(zhuǎn)換器；4-單片機(jī)；5-報(bào)警電路；6-顯示器；7-輸出電路；8-鉆頭；9-鉆夾。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述：

如圖1所示，本發(fā)明的采煤機(jī)煤巖實(shí)時(shí)監(jiān)測識別裝置，主要由振動傳感器1電流傳感器2、A/D轉(zhuǎn)換器3、單片機(jī)4、報(bào)警電路5、顯示器6和輸出電路7構(gòu)成，所述的振動傳感器1型號為ZD24，所述的A/D轉(zhuǎn)換器3型號為AD9212-40，所述的輸出電路7為無線輸出電路、串口輸出電路或總線輸出電路，所述的顯示器，顯示的是煤巖相對鉆頭8的位置圖形，采用液晶顯示屏，選用5寸的FRD-TFT5.0液晶屏；其中單片機(jī)4的輸出端分別連接有報(bào)警電路5、顯示器6和輸出電路7，單片機(jī)4的輸入端連接有A/D轉(zhuǎn)換器3，A/D轉(zhuǎn)換器3的輸入端分別連接有四個(gè)振動傳感器1和一個(gè)電流傳感器2，所述的四個(gè)振動傳感器1呈十字形均勻設(shè)置在采煤機(jī)的鉆夾9外緣上，振動傳感器1的軸向?qū)?zhǔn)鉆夾9中心，所述的電流傳感器2串聯(lián)在采煤機(jī)的驅(qū)動電機(jī)電源上。