[發明專利]全液壓雙層結構可避障自動打眼方法

有效

• 申請號: 201710123920.6
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106869789B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 李宗國;周樹志;南錦玉;吳國棟;張兆營;夏文營;李強;謝國文;褚子禎;李濤;孫光燦;何樹超
• 申請（專利權）人: 山東省田莊煤礦
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02;E21B15/00;E21B44/00
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 國建全

本發明提供一種全液壓雙層結構可避障自動打眼方法，該方法及設備基于機架，及布置于機架上方的鉆具總成、高清攝像機、液壓系統和電控系統，電控系統分別連接并控制高清攝像機和液壓系統。鉆具總成包括升降平臺、滑動連接于升降平臺的鉆具、固定于升降平臺并推動鉆具滑動的推拉組件，鉆具的鉆桿垂直于鉆具的滑動方向；高清攝像機固定于鉆具；電控系統包括PLC電控箱、監測鉆具中鉆桿鉆進壓力的壓力傳感器、檢測鉆具中鉆桿位移量的位移傳感器，壓力傳感器和位移傳感器分別連接PLC電控箱。本發明適合在含有堅硬硫化鐵結核石的薄煤層綜采工作面打眼、自動識別煤層中已揭露和未揭露的結核石實現避障，高效完成炮采工作面的快速、高效打眼。

技術領域

本發明涉及薄煤層綜采工作面的打眼作業，具體地說是一種全液壓雙層結構可避障自動打眼方法。

背景技術

薄煤層采煤工作面因煤層厚度受限，對綜采機械化采煤的三機配套要求極高，但是16煤（平均厚度1.2m）含有零星分布不規律的極其堅硬的硫化鐵結核石，對薄煤層綜合機械化提出了更加嚴苛的要求。

目前通常使用的綜采工作面采煤機受限于整機外形尺寸及截割功率的限制，遇到硫化鐵結核石時無法直接截割破碎，強行截割破碎對設備損傷嚴重且存在較大的安全隱患，需要人工在工作面進行局部打眼放炮，消除硫化鐵結核石的影響。

現在，煤礦采煤生產中基本使用煤電鉆、風煤鉆、乳化液鉆機進行打眼，受制于薄煤層采煤工作面空間閑置，高度超過1.3米的打眼設備也無法作業。由于薄煤層炮采工作面需要大量的人工打眼，在打眼過程中遇到煤層內部的硫化鐵結核石時鉆機也無法打眼，一處地點工作結束該工作不僅工人勞動強度較大，占用人員多，效率低下，另一方面，設備需要人工移動，增加了工作量，而且在工作面前沒有完整支護的情況下打眼也存在一定的安全隱患。

發明內容

本發明的技術任務是解決薄煤層炮采工作面或含有堅硬結核石的薄煤層工作面人工打眼問題，提供一種全液壓雙層結構可避障自動打眼方法，通過在工作面自動行走、定位、識別進而實現避障打眼作業，完全代替現有的人工打眼，降低工人勞動強度，提高打眼作業安全性，彌補各種鉆具打眼作業的不足。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

全液壓雙層結構可避障自動打眼方法，該方法基于

一個具有行走系統的機架，機架的側部對稱布置有用于臨時支護的可調立柱；

以及布置于機架上方的鉆具總成、高清攝像機、液壓系統和電控系統；

液壓系統為鉆具總成提供動力源，電控系統分別連接并控制高清攝像機和液壓系統；其中，

鉆具總成包括升降平臺、滑動連接于升降平臺的鉆具、固定于升降平臺并推動鉆具滑動的推拉組件，鉆具的鉆桿垂直于鉆具的滑動方向；高清攝像機固定于鉆具，且高清攝像機的攝像端口正對工作面煤壁；電控系統包括PLC電控箱、安裝在鉆具內部用于監測鉆具中鉆桿鉆進壓力的壓力傳感器、安裝在鉆具側部用于檢測鉆具中鉆桿位移量的位移傳感器，壓力傳感器和位移傳感器分別由PLC電控箱進行控制；

該方法的打眼步驟包括：

1）在電控系統中設定壓力值、壓力變化率和位移量，啟動行走系統，將機架移動至綜采工作面，使鉆具的鉆桿正對需要打眼的工作面，同時，可調立柱臨時支護工作區域，高清攝像機的攝像端口正對工作面煤壁；

2）高清攝像機采集工作面煤壁的圖像信息，并進一步將信息傳遞至電控系統，電控系統的PLC電控箱控制液壓系統給鉆具總成提供動力源，鉆具進行平移或升降運動，以使其鉆桿避開暴露在工作面的堅硬結核石；

3）鉆具進行打眼作業：當壓力傳感器和位移傳感器的檢測數值小于電控系統的設定值時，打眼作業正常進行；當壓力傳感器和位移傳感器的檢測數值均大于電控系統的設定值、或者高清攝像機采集的圖像信息中有正對鉆桿的堅硬結核石時，打眼作業停止進行。