專利名稱：智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，具體地說是一種通 過中央控制設(shè)備來控制整個(gè)工作面的煤炭機(jī)械設(shè)備協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)煤礦井 下采裝、支護(hù)、輸送功能的智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤炭機(jī)械裝備技術(shù)領(lǐng)域，我國煤機(jī)裝備制造業(yè)的問題主要表現(xiàn)在1) 產(chǎn)業(yè)集中度低，產(chǎn)品成套能力弱，目前供應(yīng)商不能提供成套的煤炭綜釆產(chǎn)品；2)煤炭機(jī)械裝備產(chǎn)品可靠性差、自動(dòng)化程度低、安全性差；3)系統(tǒng) 開釆綜合效率低，生產(chǎn)能力弱。
煤炭生產(chǎn)是一個(gè)惡性事故頻發(fā)的行業(yè)，現(xiàn)有技術(shù)中存在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備 匹配性差、可靠性低、智能化程度低以及安全性差等問題，嚴(yán)重影響了社 會(huì)安定和社會(huì)文明建設(shè)。因此，開發(fā)無人職守的智能管理、控制和操作的 全自動(dòng)開釆系統(tǒng)，提高生產(chǎn)安全性，已經(jīng)成為井下煤炭開釆設(shè)備的一個(gè)發(fā) 展方向。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備匹配性差、可靠性低、生產(chǎn)效率低 以及安全性差等問題，本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種設(shè)備匹配性好、 可靠性高、生產(chǎn)效率高并提高安全性的智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是
本實(shí)用新型智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，包括釆裝煤裝置、輸送裝置、 支護(hù)裝置以及設(shè)備列車，安裝于煤礦井下的工作面及順槽中，其中采裝煤 裝置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通過設(shè)于順槽中的帶式輸送 機(jī)輸送至井外或煤倉中，支護(hù)裝置設(shè)于輸送裝置后方，用于支護(hù)煤層頂板， 與輸送裝置聯(lián)動(dòng)，所述設(shè)備列車包括設(shè)有中央控制設(shè)備的中央控制室、啟 動(dòng)器、動(dòng)力設(shè)備及救生艙，中央控制設(shè)備監(jiān)測并控制上述各裝置、設(shè)備列 車以及設(shè)備列車上動(dòng)力設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行，動(dòng)力設(shè)備為各裝置及設(shè)備列車提 供動(dòng)力源，設(shè)備列車隨著工作面的進(jìn)給在順槽中自動(dòng)移動(dòng)。
所述動(dòng)力設(shè)備包括乳化液泵站、冷卻水泵站、變電設(shè)備，其中啟動(dòng)器 的控制按鈕接至輸送裝置以及設(shè)備列車及動(dòng)力設(shè)備的各控制回路中；乳化 液泵站為支護(hù)裝置的液壓控制裝置提供液壓動(dòng)力源，冷卻水泵站為各裝置 中的電機(jī)及其減速器提供冷卻循環(huán)水，并為釆裝煤裝置中的采煤機(jī)及支護(hù) 裝置的輔助釆煤機(jī)噴霧器提供噴霧水；變電設(shè)備將地面輸入的電力轉(zhuǎn)變?yōu)?各裝置及設(shè)備列車所需的電壓等級；所述中央控制設(shè)備包括防爆工業(yè)PC機(jī)和主控制器，二者通過CAN總線連接，主控制器通過CAN總線與采裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器及支護(hù)裝置控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，釆裝煤裝 置控制器、輸送裝置控制器及支護(hù)裝置控制服務(wù)器釆集各自裝置中的檢測 信號傳輸至主控制器，并接收主控制器的控制信號向各自裝置發(fā)送，主控 制器中存有系統(tǒng)邏輯控制程序，控制不同設(shè)備的協(xié)調(diào)工作。
所述主控制器通過采裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器以及支護(hù)裝置 控制服務(wù)器接收各傳感器的檢測信號，并通過上述各裝置控制器發(fā)送控制信號；所述設(shè)于釆裝煤裝置中的傳感器有檢測采煤機(jī)電壓及電流的電壓 傳感器及電流傳感器，檢測噴霧/冷卻水的壓力及溫度的壓力傳感器及溫度 傳感器，檢測釆煤機(jī)減速器振動(dòng)信號的振動(dòng)傳感器，檢測釆煤機(jī)在工作面 上移動(dòng)位置的位置傳感器，分別檢測井下瓦斯?jié)舛取?一氧化碳濃度及粉塵 濃度的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?一氧化碳傳感器以及粉塵濃度傳感器的檢測信號； 主控制器通過釆裝煤裝置控制器向釆煤機(jī)中的左/右滾簡電機(jī)、左/右牽引電 機(jī)、油泵電機(jī)的控制信號；所述設(shè)于輸送裝置中的傳感器有檢測輸送機(jī) 電壓及電流的電壓傳感器及電流傳感器、檢測輸送機(jī)減速器油溫的溫度傳 感器、檢測輸送機(jī)減速器振動(dòng)信號的振動(dòng)傳感器以及設(shè)備列車移動(dòng)的位置 傳感器的檢測信號；主控制器通過輸送裝置控制器向輸送裝置中的頭/尾刮 板驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)載電機(jī)、破碎電機(jī)、設(shè)備列車電機(jī)、乳化液泵站以及冷卻 水泵站發(fā)送的控制信號；設(shè)于支護(hù)裝置中的傳感器有支護(hù)裝置各支架的 壓力傳感器及位移傳感器；主控制器通過支護(hù)裝置控制服務(wù)器及多個(gè)支架 控制器向各支架的液壓控制回路的多功能主控閩發(fā)送控制信號。
所述系統(tǒng)邏輯控制流程包括以下步驟
開始，設(shè)備上電并自檢；
依次啟動(dòng)支護(hù)裝置、輸送裝置及釆裝煤裝置；
在釆裝煤裝置釆煤過程中，當(dāng)檢測到滾簡截割功率大于正常范圍時(shí)， 采裝煤裝置控制器自動(dòng)降低牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速(保證滾簡的截割功率始終處 于正常范圍內(nèi))；
在輸送裝置運(yùn)行過程中，主控制器通過實(shí)時(shí)監(jiān)控刮板輸送機(jī)的電機(jī)運(yùn) 行功率的變化，自動(dòng)調(diào)控釆煤機(jī)的牽引速度； 當(dāng)釆煤機(jī)停車時(shí)，刮板輸送機(jī)延時(shí)停車； 當(dāng)刮板輸送機(jī)停車時(shí)，釆煤機(jī)立即停車；
在支護(hù)裝置工作過程中，支護(hù)裝置控制服務(wù)器通過實(shí)時(shí)檢測釆煤機(jī)的 位置調(diào)整護(hù)幫板的伸縮，從而有效地防止護(hù)幫板不被滾簡切割；
在釆煤機(jī)運(yùn)行過程中，釆煤機(jī)始終通過中央控制器向支護(hù)裝置控制服 務(wù)器發(fā)送位置信號，液壓支架根據(jù)該信號完成移架動(dòng)作；
當(dāng)系統(tǒng)需要停機(jī)時(shí)，依次停止釆裝煤裝置、輸送裝置及支護(hù)裝置。
所述支護(hù)裝置由多組支架組成，其中每組支架通過支護(hù)裝置控制器控 制多功能主控閥驅(qū)動(dòng)其推溜、降柱、移架、升柱的操作，支護(hù)裝置還具有
輔助釆煤機(jī)噴霧器。
所述防爆工業(yè)PC機(jī)中設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對由主控制器上傳 的井下環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)故障的分類顯示、 報(bào)警歷史記錄、最后發(fā)生時(shí)間、次數(shù)，并對特殊故障進(jìn)行位置顯示，對當(dāng) 前環(huán)境安全級別進(jìn)行判斷，完成信息的記錄、統(tǒng)計(jì)分析、故障自診斷及報(bào) 警；在工作面、順槽與中央控制室之間設(shè)有語音通訊設(shè)備，語音通訊設(shè)備
狀態(tài)由中央控制室的工業(yè)PC機(jī)監(jiān)控；所述防爆工業(yè)PC機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng) 與地面上位機(jī)進(jìn)行通訊連接。
智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)釆用淺截深、高牽引速度的截煤方式，同 時(shí)利用工作面煤壁的壓松效應(yīng)，減小截割載荷。
本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)
1. 提高了系統(tǒng)的成套能力和執(zhí)行效率。本實(shí)用新型系統(tǒng)基于優(yōu)化匹配 原則，合理布置于井下工作面和順槽中，滿足生產(chǎn)能力和最佳幾何關(guān)系， 通過在設(shè)備列車上的中央控制室對所有運(yùn)行設(shè)備實(shí)施綜合管理、協(xié)調(diào)運(yùn)作， 滿足使用壽命和地質(zhì)條件的要求，最大程度上實(shí)現(xiàn)了煤炭機(jī)械裝備的綜合 應(yīng)用，提高了系統(tǒng)的成套能力和執(zhí)行效率。
2. 功能強(qiáng)，智能化程度高。本實(shí)用新型通過建立中央控制設(shè)備，最大 程度上實(shí)現(xiàn)了綜釆工作面設(shè)備智能化和協(xié)調(diào)工作，設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警 系統(tǒng)，對井下的環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，對當(dāng)前環(huán)境安全級別進(jìn)行 判斷，完成信息的記錄、統(tǒng)計(jì)與分析，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備 的協(xié)調(diào)控制，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代化煤礦的高效率、高智能化、低功耗的特點(diǎn)。
3. 安全性高。本實(shí)用新型通過建立井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)和礦難救生 系統(tǒng)，為進(jìn)下人員提供救生場所，有效地提高了煤礦開采的安全性，極大 程度的降低了事故率。
4. 生產(chǎn)效率高。由于釆用全自動(dòng)系統(tǒng)，人工參與開釆過程的時(shí)間大幅 度降低，并采用淺截深、高牽引速度的割煤方式，釆煤機(jī)截割阻力小，系 統(tǒng)負(fù)荷輕，釆煤機(jī)基本上能保證高牽引速度運(yùn)行，有利于提高曰截煤刀數(shù), 提高產(chǎn)量；提高釆煤機(jī)瞬間截割硬煤和過矸石的能力；頂板的裸露的時(shí)間、 頂板裸露面積相對減少，有效地控制偽頂脫落、頂板破碎和片幫情況的發(fā) 生；由于截深減小，支架移架距離會(huì)縮短，有利于提高支架的移架和跟機(jī) 速度；釆煤機(jī)單位時(shí)間的產(chǎn)煤能力會(huì)降低，減輕刮板輸送機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的 承載能力；同時(shí)，牽引速度的提高也有利于運(yùn)輸機(jī)負(fù)荷的均勻分配；由于 截深減小，輸送機(jī)在釆煤機(jī)行割煤時(shí)彎曲度會(huì)降低，有利于釆煤機(jī)的通過, 給釆煤機(jī)、輸送機(jī)維護(hù)和工作面管理帶來了一定的益處；有利于系統(tǒng)的全 自動(dòng)方式的實(shí)現(xiàn)和煤礦的高產(chǎn)。


圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)工作面布置示意圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型系統(tǒng)進(jìn)行一步說明。
如圖1~2所示，本實(shí)用新型智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，包括采裝煤 裝置、輸送裝置、支護(hù)裝置以及設(shè)備列車，整體安裝于煤礦井下的工作面 上和順槽中，其中釆裝煤裝置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通 過設(shè)于順槽中的帶式輸送機(jī)8輸送至井外或煤倉中，支護(hù)裝置設(shè)于輸送裝 置的后面，用于支護(hù)煤層頂板，與輸送裝置聯(lián)動(dòng)，所述設(shè)備列車包括設(shè)有 中央控制設(shè)備的中央控制室9、啟動(dòng)器10、動(dòng)力設(shè)備及設(shè)有救生設(shè)備的救 生艙15,中央控制設(shè)備監(jiān)測并控制上述各裝置、設(shè)備列車以及設(shè)備列車上 動(dòng)力設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行，動(dòng)力設(shè)備為各裝置及設(shè)備列車提供動(dòng)力源，設(shè)備列 車隨著工作面的進(jìn)給在順槽中自動(dòng)移動(dòng)(也可手動(dòng)操作)。
上述動(dòng)力設(shè)備包括乳化液泵站11、冷卻水泵站12、變電設(shè)備13,其中 啟動(dòng)器10的控制按鈕由輸送裝置控制器控制。乳化液泵站11為支護(hù)裝置 的液壓控制裝置提供液壓動(dòng)力源，冷卻水泵站12為各裝置中的電機(jī)及其減 速器提供冷卻循環(huán)水，并為釆裝煤裝置中的釆煤機(jī)1及支護(hù)裝置的輔助釆 煤機(jī)噴霧器提供噴霧水；變電站將地面輸入的電力轉(zhuǎn)變?yōu)楦餮b置及設(shè)備列 車所需的電壓等級。
如圖3所示，所述中央控制設(shè)備包括防爆工業(yè)PC機(jī)和主控制器(本實(shí) 施例采用PLC)， 二者通過CAN總線連接，主控制器通過CAN總線與釆裝 煤裝置控制器、輸送裝置控制器及支護(hù)裝置控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，釆裝煤 裝置控制器、輸送裝置控制器及支護(hù)裝置控制服務(wù)器采集各自裝置中的檢 測信號傳輸至主控制器，并接收主控制器的控制信號向各自裝置發(fā)送，主 控制器中存有系統(tǒng)控制程序。
所述防爆工業(yè)PC機(jī)中設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對由主控制器上傳 的井下環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)故障的分類顯示、 報(bào)警歷史記錄、最后發(fā)生時(shí)間、次數(shù)，并對特殊故障進(jìn)行位置顯示，對當(dāng) 前環(huán)境安全級別進(jìn)行判斷，完成信息的記錄、統(tǒng)計(jì)分析、故障自診斷及報(bào)
如圖2所示，所述采裝煤裝置包括采煤機(jī)l (也可為刨煤機(jī))，能夠?qū)?現(xiàn)釆煤和裝煤兩個(gè)功能，可在防爆工業(yè)PC機(jī)中遠(yuǎn)程設(shè)定釆裝煤裝置左/右 滾簡電機(jī)的截煤深度和左/右牽引電機(jī)的牽引速度；主控制器通過釆裝煤裝 置控制器接收的來自采裝煤裝置的接收各傳感器的檢測信號，各傳感器包 括檢測采煤機(jī)1電壓及電流的電壓傳感器及電流傳感器，檢測噴霧/冷卻 水的壓力及溫度的壓力傳感器及溫度傳感器，檢測采煤機(jī)減速器振動(dòng)信號 的振動(dòng)傳感器，分別檢測井下瓦斯?jié)舛取?一氧化碳濃度及粉塵濃度的瓦斯 濃度傳感器、 一氧化碳傳感器以及粉塵濃度傳感器的檢測信號；滾簡支撐 油缸內(nèi)安裝位置傳感器，用于檢測釆煤機(jī)滾簡的高度位置，左/右牽引電機(jī)的變頻器設(shè)有速度反饋傳感器，其速度檢測信號通過釆裝煤裝置控制器的模擬量釆集口進(jìn)入主控制器的數(shù)據(jù)寄存區(qū)，這兩個(gè)數(shù)據(jù)能夠反應(yīng)采煤機(jī)1 的截煤深度和牽引的速度，這樣在CAN通訊數(shù)據(jù)地址中設(shè)置兩個(gè)變量，通過PCI-CAN卡進(jìn)行主控制器與采裝煤控制器之間的數(shù)據(jù)傳送，并在釆煤機(jī) 顯示界面上將相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示。
通過釆裝煤裝置控制器向釆煤機(jī)1中的左/右滾簡電機(jī)、左/右牽引電機(jī)、 油泵電機(jī)以及破碎電機(jī)(可選擇配置)發(fā)送的控制信號；
輸送裝置包括輸送機(jī)(本實(shí)施例釆用刮板輸送機(jī)5)、轉(zhuǎn)載機(jī)6、破碎機(jī)7,負(fù)責(zé)把釆煤機(jī)1截落的煤輸送至帶式輸送機(jī)8上。
設(shè)于輸送裝置中的傳感器有檢測刮板輸送機(jī)5的電壓及電流的電壓傳感器及電流傳感器、檢測輸送機(jī)減速器油溫的溫度傳感器、檢測輸送機(jī) 減速器振動(dòng)信號的振動(dòng)傳感器。
主控制器通過輸送裝置控制器向刮板輸送機(jī)5中的頭/尾刮板驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)載電機(jī)6、破碎電機(jī)7發(fā)送控制信號。
本實(shí)施例中設(shè)備列車及其上的乳化液泵站11以及冷卻水泵站12等動(dòng)力設(shè)備不單獨(dú)設(shè)置控制器，而是由中央控制器通過輸送裝置控制器管理控制，因此檢測設(shè)備列車移動(dòng)的位置傳感器的檢測信號通過輸送裝置控制器 向主控制器傳送。
支護(hù)裝置由多組液壓支架組成，包括中間支架2、過渡支架3及端頭支架4，液壓支架的數(shù)量由工作面的長度決定。液壓支架包括中間支架、過渡 支架、端頭支架，負(fù)責(zé)支護(hù)煤層頂板，每3組支架由一個(gè)支架控制器控制， 因此具有多個(gè)支架控制器，主控制器能夠遠(yuǎn)程控制液壓支架動(dòng)作，控制電 磁閩驅(qū)動(dòng)其支護(hù)裝置中任何一臺(tái)液壓支架的推溜、降柱、移架、升柱、收護(hù)幫板、伸護(hù)幫板、輔助釆煤機(jī)噴霧等動(dòng)作。設(shè)于支護(hù)裝置中的傳感器有支護(hù)裝置各支架的壓力傳感器及位移傳感器。
工業(yè)PC機(jī)通過CAN總線實(shí)現(xiàn)其與主服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳送，在顯示界面編輯支架模擬控制盤，可以選擇支架號、設(shè)定參數(shù)、控制各種動(dòng)作啟 動(dòng)停止功能等。
本實(shí)用新型系統(tǒng)由存有系統(tǒng)邏輯控制程序的主控制器來控制相關(guān)裝置、設(shè)備電機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)順序，具體步驟如下
開始，設(shè)備上電并自檢；
依次啟動(dòng)支護(hù)裝置、輸送裝置及釆裝煤裝置，其中各裝置中的啟動(dòng)順序由各裝置控制器控制完成，總體來說，支護(hù)裝置中的液壓支架、帶式輸 送機(jī)8、輸送裝置中的破碎機(jī)7、轉(zhuǎn)載機(jī)6、刮板輸送機(jī)5和采裝煤裝置中釆煤機(jī)l按上述順序依次啟動(dòng)(停機(jī)時(shí)相反)，系統(tǒng)控制程序?qū)⒐伟遢斔蜋C(jī)5、采煤機(jī)l的啟動(dòng)/停止?fàn)顟B(tài)信號放置在CAN總線數(shù)據(jù)地址中，在工業(yè)PC機(jī)中編輯模擬操作畫面，通過PCI-CAN卡實(shí)現(xiàn)畫面變量與主控制器 CANBUS總線數(shù)據(jù)的連接，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的單機(jī)起停控制，通過邏輯編程實(shí)現(xiàn)順序啟動(dòng)，相反順序關(guān)機(jī)等功能；
在釆裝煤裝置釆煤過程中，當(dāng)檢測到滾簡截割功率大于正常范圍時(shí)， 釆裝煤裝置控制器自動(dòng)降低牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證滾簡的截割功率始終處
于正常范圍內(nèi)； .
在輸送裝置運(yùn)行過程中，主控制器通過實(shí)時(shí)監(jiān)控刮板輸送機(jī)5的電機(jī)
運(yùn)行功率的變化，自動(dòng)調(diào)控采煤機(jī)1的牽引速度，防止輸送機(jī)過煤量過大 或過小，當(dāng)檢測到刮板輸送機(jī)電機(jī)運(yùn)行功率超出正常范圍時(shí)，中央控制器 向釆裝煤裝置控制器發(fā)送信號，降低釆煤機(jī)1的牽引速度，從而減小瞬時(shí)
落煤量，保證刮輸送機(jī)運(yùn)行功率始終處于正常范圍內(nèi)；本實(shí)施例通過電流 傳感器釆集刮板輸送機(jī)5運(yùn)行時(shí)的電流大小以反應(yīng)其輸出功率大小，通過 CAN總線上傳至主控制器，由系統(tǒng)控制程序根據(jù)經(jīng)驗(yàn)算法計(jì)算出釆煤機(jī)1 牽引進(jìn)給量，再通過通訊方式由主控制器將進(jìn)給量下傳至釆裝煤裝置控制 器，從而控制變頻器的加速減速動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制釆煤機(jī)l的牽引速度；
當(dāng)采煤機(jī)l停車時(shí)，刮板輸送機(jī)5延時(shí)停車，用于御掉刮板上殘留的 煤，從而保證下一次刮板輸送機(jī)5處于的空載啟動(dòng)狀態(tài)；
當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在自動(dòng)采煤狀態(tài)時(shí)，輸送裝置控制器上傳的數(shù)據(jù)中表明其 在運(yùn)行狀態(tài)才允許下傳給釆裝煤裝置控制器的啟動(dòng)信號有效，而當(dāng)運(yùn)行中 的釆煤機(jī)l停止運(yùn)行時(shí)，待延遲時(shí)間到后，刮板運(yùn)輸機(jī)5將自動(dòng)停止運(yùn)行。
在支護(hù)裝置工作過程中，支護(hù)裝置控制服務(wù)器通過實(shí)時(shí)檢測釆煤機(jī)1 的位置調(diào)整護(hù)幫板的伸縮，從而有效地防止護(hù)幫板不被滾簡切割；
在釆煤機(jī)1運(yùn)行過程中，釆煤機(jī)1始終通過中央控制器向支護(hù)裝置控 制服務(wù)器發(fā)送位置信號，液壓支架根據(jù)該信號完成移架動(dòng)作；
當(dāng)系統(tǒng)需要停機(jī)時(shí)，依次停止采裝煤裝置、輸送裝置及支護(hù)裝置。
本實(shí)用新型還具有以下監(jiān)測功能
監(jiān)控相關(guān)設(shè)備的啟動(dòng)情況和冷卻情況釆裝煤裝置、輸送裝置及支架 裝置的控制器將其各自啟動(dòng)情況及冷卻情況送到CAN總線地址區(qū)，通過各 通道PCI-CAN卡上傳至主控制器，在組態(tài)畫面中編輯需要顯示內(nèi)容變量連 接等，進(jìn)行在線時(shí)時(shí)檢測。
減速器故障在線診斷功能包括釆煤機(jī)減速器、牽引機(jī)減速器、輸送 機(jī)減速器，通過采裝煤裝置控制器和輸送機(jī)控制器釆集減速器在線診斷數(shù) 據(jù)，由主控制器上傳至PC機(jī)，通過組態(tài)畫面進(jìn)行時(shí)時(shí)顯示。
監(jiān)控系統(tǒng)的供電電壓、通訊和語音線是否正常將系統(tǒng)各部分供電電 壓通過模擬量釆集進(jìn)入各控制器，然后再經(jīng)主控制器通過通訊方式傳入防 爆工業(yè)PC,在相應(yīng)界面顯示。將每條通訊線路在固定的通訊地址中做震蕩 處理，通過對此震蕩數(shù)據(jù)的監(jiān)視判斷通信是否正常，語音線故障信號上傳 到防爆工業(yè)PC機(jī)，通過組態(tài)畫面顯示是否正常運(yùn)行。
自診斷功能與故障報(bào)警功能可準(zhǔn)確判斷故障類型、位置并能進(jìn)行圖 像和語音提示將系統(tǒng)中所有故障信息通過CAN總線上傳到防爆工業(yè)PC
機(jī)，通過組態(tài)軟件編程實(shí)現(xiàn)故障的分類顯示、報(bào)警、歷史記錄、最后發(fā)生 時(shí)間、次數(shù)等，并且對特殊故障進(jìn)行位置指示、可以直觀顯示，使故障處 理更加便捷。
所述顯示界面包括釆裝煤裝置監(jiān)控界面、輸送裝置監(jiān)控界面、支架裝 置監(jiān)控界面三個(gè)單獨(dú)的的狀態(tài)監(jiān)控界面，可方便切換；其中釆裝煤裝置監(jiān) 控界面顯示運(yùn)行工況(包括電機(jī)功率及運(yùn)行時(shí)間)，截煤深度(預(yù)先設(shè)置), 牽引速度(由變頻器自動(dòng)調(diào)速)，滾簡轉(zhuǎn)速(通過滾簡電機(jī)及減速器的變比 計(jì)算)，釆高(通過位置傳感器計(jì)算)，搖臂減速器和牽引箱減速器的工作 狀態(tài)(通過安裝于搖臂上振動(dòng)傳感器檢測)，冷卻系統(tǒng)和噴霧系統(tǒng)的狀態(tài)(壓力和流量監(jiān)測)；輸送裝置監(jiān)控界面包括刮板輸送機(jī)電機(jī)功率，轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)功率、減速器的工作狀態(tài)(通過安裝于機(jī)頭/機(jī)尾減速器上振動(dòng)傳感器檢測)、運(yùn)行速度，過煤量(通過安裝于皮帶機(jī)前的核子秤檢測)，刮板直線度檢測； 支架裝置監(jiān)控界面包括支架的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)(通過液壓油缸的行程檢測)，推移 油缸的行程，乳化液配比檢測(由乳化液濃度傳感器，圖中未示出)，護(hù)幫 板的位置狀態(tài)(通過限位開關(guān)檢測)。
每個(gè)裝置監(jiān)控畫面設(shè)置主畫面、分畫面、局部畫面等，在畫面之間可 以通過翻頁鍵進(jìn)行頁面間的切換。
有數(shù)據(jù)傳輸通訊功能能與多種通訊系統(tǒng)和接口進(jìn)行雙向傳輸防爆 工業(yè)PC預(yù)留PCI插槽可擴(kuò)展通訊功能，并且在防爆箱體設(shè)置可擴(kuò)展接口。
本實(shí)用新型智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)釆用淺截深、高牽引速度的截 煤方式，同時(shí)利用工作面煤壁的壓松效應(yīng)，減小截割載荷；具有救生設(shè)備, 通過設(shè)置救生艙，并配有必要的供氧設(shè)備、生存物資和通訊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)在 井下以外情況發(fā)生時(shí)，礦工臨時(shí)避難的場所。
權(quán)利要求1.一種智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，包括采裝煤裝置、輸送裝置、支護(hù)裝置以及設(shè)備列車，安裝于煤礦井下的工作面及順槽中，其中采裝煤裝置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通過設(shè)于順槽中的帶式輸送機(jī)輸送至井外或煤倉中，用于支護(hù)煤層頂板的支護(hù)裝置設(shè)于輸送裝置后方，與輸送裝置聯(lián)動(dòng)，其特征在于所述設(shè)備列車包括設(shè)有中央控制設(shè)備的中央控制室(9)、啟動(dòng)器(10)、動(dòng)力設(shè)備及救生艙(15)，中央控制設(shè)備的信號輸入端及控制輸出端分別與上述各裝置、設(shè)備列車以及設(shè)備列車上動(dòng)力設(shè)備相連，動(dòng)力設(shè)備的輸出端與各裝置及設(shè)備列車相連，設(shè)備列車設(shè)于工作面的順槽中。
2. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述動(dòng)力設(shè)備包括乳化液泵站(11)、冷卻水泵站(12)、變電設(shè)備U3),其 中啟動(dòng)器(10)的控制按鈕接至輸送裝置以及設(shè)備列車及動(dòng)力設(shè)備的各控 制回路中；乳化液泵站(11)為支護(hù)裝置的液壓控制裝置提供液壓動(dòng)力源， 冷卻水泵站(12)為各裝置中的電機(jī)及其減速器提供冷卻循環(huán)水，并為釆 裝煤裝置中的采煤機(jī)(1 )及支護(hù)裝置的輔助采煤機(jī)噴霧器提供噴霧水；變 電設(shè)備(13)將地面輸入的電力轉(zhuǎn)變?yōu)楦餮b置及設(shè)備列車所需的電壓等級。
3. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述中央控制設(shè)備包括防爆工業(yè)PC機(jī)和主控制器，二者通過CAN總線連接， 主控制器通過CAN總線與采裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器及支護(hù)裝置 控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，釆裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器及支護(hù)裝置控 制服務(wù)器采集各自裝置中的檢測信號傳輸至主控制器，并接收主控制器的 控制信號向各自裝置發(fā)送，主控制器中存有系統(tǒng)邏輯控制程序，控制不同 設(shè)備的協(xié)調(diào)工作。
4. 按權(quán)利要求3所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，其特征在于所 述主控制器通過采裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器以及支護(hù)裝置控制服 務(wù)器接收各傳感器的檢測信號，并通過上述各裝置控制器發(fā)送控制信號；所述設(shè)于采裝煤裝置中的傳感器有檢測采煤機(jī)(l)電壓及電流的電壓 傳感器及電流傳感器，檢測噴霧/冷卻水的壓力及溫度的壓力傳感器及溫度傳 感器，檢測釆煤機(jī)減速器振動(dòng)信號的振動(dòng)傳感器，檢測釆煤機(jī)(l)在工作面 上移動(dòng)位置的位置傳感器，分別檢測井下瓦斯?jié)舛取?一氧化碳濃度及粉塵濃 度的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?一氧化碳傳感器以及粉塵濃度傳感器的檢測信號；主控制器通過采裝煤裝置控制器向采煤機(jī)(l)中的左/右滾簡電機(jī)、左 /右牽引電機(jī)、油泵電機(jī)的控制信號；所述設(shè)于輸送裝置中的傳感器有檢測輸送機(jī)電壓及電流的電壓傳感 器及電流傳感器、檢測輸送機(jī)減速器油溫的溫度傳感器、檢測輸送機(jī)減速器振動(dòng)信號的振動(dòng)傳感器以及設(shè)備列車移動(dòng)的位置傳感器的檢測信號；主控制器通過輸#置控制器向輸送裝置中的頭/尾刮板驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)載電機(jī)、破碎電機(jī)、設(shè)備列車電機(jī)、乳化液泵站(11)以及冷卻水絲(12)發(fā)送的控制信號； 設(shè)于文護(hù)裝置中的傳感器有支護(hù)裝置各支架的壓力傳感器及位移傳感器；主控制器通過支護(hù)裝置控制服務(wù)器及多個(gè)支架控制器向各支架的液壓控制回路的多功能主控閥發(fā)送控制信號。
5. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，其特征在于所 述支護(hù)裝置由多組支架組成，其中每組支架通過支護(hù)裝置控制器控制多功能主控閥驅(qū)動(dòng)其推溜、降柱、移架、升柱的操作，支護(hù)裝置還具有輔助釆 煤機(jī)噴霧器。
6. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，其特征在于所 述防爆工業(yè)PC機(jī)中設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對由主控制器上傳的井下環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)故障的分類顯示、報(bào)警 歷史記錄、最后發(fā)生時(shí)間、次數(shù)，并對特殊故障進(jìn)行位置顯示，對當(dāng)前環(huán) 境安全級別進(jìn)行判斷，完成信息的記錄、統(tǒng)計(jì)分析、故障自診斷及報(bào)警。
7. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于在 工作面、順槽與中央控制室(9)之間設(shè)有語音通訊設(shè)備，語音通訊設(shè)備狀態(tài)由中央控制室(9)的工業(yè)PC機(jī)監(jiān)控。
8. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述防爆工業(yè)PC機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)與地面上位機(jī)進(jìn)行通訊連接。
9. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，其特征在于智 能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)為截深、高牽引速度的截煤方式，與工作面煤壁的壓松效應(yīng)配合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能型全自動(dòng)聯(lián)合采煤系統(tǒng)，包括采裝煤裝置、輸送裝置、支護(hù)裝置以及設(shè)備列車，安裝于煤礦井下的工作面及順槽中，其中采裝煤裝置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通過設(shè)于順槽中的帶式輸送機(jī)輸送至井外或煤倉中，支護(hù)裝置設(shè)于輸送裝置后方，用于支護(hù)煤層頂板，與輸送裝置聯(lián)動(dòng)，所述設(shè)備列車包括設(shè)有中央控制設(shè)備的中央控制室、啟動(dòng)器、動(dòng)力設(shè)備及救生艙，中央控制設(shè)備監(jiān)測并控制上述各裝置、設(shè)備列車以及設(shè)備列車上動(dòng)力設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行，動(dòng)力設(shè)備為各裝置及設(shè)備列車提供動(dòng)力源，設(shè)備列車隨著工作面的進(jìn)給在順槽中自動(dòng)移動(dòng)。本實(shí)用新型提高了系統(tǒng)的成套能力和執(zhí)行效率，功能強(qiáng)，具有智能化程度高、安全性高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E21C35/24GK201180544SQ20072001550
公開日2009年1月14日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者吳佳梁, 力 尹, 張介夫, 張?zhí)烊? 勇 李, 梁堅(jiān)毅, 臧懷慶, 賈承志 申請人:三一重型裝備有限公司