一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備及方法，該設(shè)備包括偏斜測量系統(tǒng)和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)，偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)安裝在鉆式采煤機(jī)的風(fēng)筒與傳動箱之間，偏斜測量系統(tǒng)安裝在風(fēng)筒和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)上；所述偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)包括雙出桿液壓缸、缸體連接套和定向風(fēng)筒，所述偏斜測量系統(tǒng)包括激光發(fā)射器、感光板、相機(jī)支架和CCD相機(jī)，該控制方法根據(jù)薄煤層井下實(shí)際工況，采用光學(xué)成像原理和CCD圖像采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)偏斜角度測量，使用偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)進(jìn)行偏斜調(diào)節(jié)，克服了在后驅(qū)動螺旋鉆式開采過程中的工作機(jī)構(gòu)嚴(yán)重偏斜且無法監(jiān)測的問題，保證了鉆桿的定向控制。
【專利說明】一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備及方法，屬于薄與極薄煤層和保護(hù)層開采領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前鉆式采煤機(jī)采用后驅(qū)動鉆進(jìn)破煤方式，在鉆進(jìn)開采過程中，破煤載荷、工作機(jī)構(gòu)自身剛度、煤層條件等都會造成工作機(jī)構(gòu)的嚴(yán)重偏斜。由于缺少相應(yīng)的鉆進(jìn)監(jiān)測控制設(shè)備，使得無法對鉆式采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)的偏斜進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測和控制，容易導(dǎo)致鉆壓急劇上升、卡鉆掉桿、預(yù)留煤柱增大等后果，導(dǎo)致鉆進(jìn)被迫停止，鉆采效率低下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備及方法，以解決鉆采工作機(jī)構(gòu)偏斜、效率低下的問題。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明米用的技術(shù)方案為:一種五鉆頭鉆式米煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備，包括偏斜測量系統(tǒng)和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)，偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)安裝在鉆式采煤機(jī)的風(fēng)筒與傳動箱之間，偏斜測量系統(tǒng)安裝在風(fēng)筒和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)上；
[0005]所述偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)包括雙出桿液壓缸、缸體連接套和定向風(fēng)筒，所述定向風(fēng)筒一端連接風(fēng)筒，定向風(fēng)筒另一端連接傳動箱，雙出桿液壓缸通過缸體連接套豎直固定在定向風(fēng)筒中；
[0006]所述偏斜測量系統(tǒng)包括激光發(fā)射器、感光板、相機(jī)支架和CCD相機(jī)，所述激光發(fā)射器安裝在風(fēng)筒通風(fēng)端中心軸處，感光板安裝在定向風(fēng)筒中心軸處，(XD相機(jī)通過相機(jī)支架固定在感光板遠(yuǎn)離激光發(fā)射器一側(cè)的定向風(fēng)筒中心軸處。
[0007]本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述(XD工業(yè)相機(jī)外部安裝防爆裝置。
[0008]本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)還包括滾刀截齒，所述滾刀截齒通過截齒安裝座安裝在雙出桿液壓缸兩端。
[0009]本發(fā)明的五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制方法，其包括如下步驟:
[0010]a、將安裝在定向風(fēng)筒上的CCD相機(jī)、感光板和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)隨五鉆頭鉆式采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)一同鉆入薄煤層；
[0011]b、在鉆進(jìn)過程中，固定在風(fēng)筒通風(fēng)端的激光發(fā)射器始終在感光板上成像，通過(XD相機(jī)實(shí)時采集感光板上像點(diǎn)的位置信息并輸出至處理器，得到五鉆頭鉆式采煤機(jī)的鉆頭與初始位置之間的偏斜數(shù)據(jù)；
[0012]c、處理器將偏斜數(shù)據(jù)和規(guī)定識別角度對比分析后，控制偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)中的雙出桿液壓缸的伸縮方向以調(diào)節(jié)鉆頭鉆進(jìn)的方向。
[0013]有益效果:本發(fā)明的五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備及方法，根據(jù)薄煤層井下實(shí)際工況，采用光學(xué)成像原理和CCD圖像采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)偏斜角度測量，使用偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)進(jìn)行偏斜調(diào)節(jié)，克服了在后驅(qū)動螺旋鉆式開采過程中的工作機(jī)構(gòu)嚴(yán)重偏斜且無法監(jiān)測的問題，保證了鉆桿的定向控制，在實(shí)際開采過程中有很好的實(shí)用性和較強(qiáng)的創(chuàng)新性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的在五鉆頭鉆式采煤機(jī)中的布置示圖
[0015]圖2是圖1中A-A向剖面圖；
[0016]圖3是圖2中B-B向剖面圖；
[0017]圖4是本發(fā)明的偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)布置示圖。
[0018]圖中:1_偏斜測量系統(tǒng)，2-偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)，3-風(fēng)筒，4-傳動箱，5-鉆頭，1-1-激光發(fā)射器，1-2-感光板，1-3-相機(jī)支架，1-4-CCD相機(jī)，1-5-防爆裝置，2_1_雙出桿液壓缸，2-2-缸體連接套，2-3-滾刀截齒，2-4-截齒安裝座，2-5-定向風(fēng)筒。

【具體實(shí)施方式】
:
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0020]如圖1至4所示，本發(fā)明的五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備包括偏斜測量系統(tǒng)1和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)2，偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)2安裝在鉆式采煤機(jī)的風(fēng)筒3與傳動箱4之間，偏斜測量系統(tǒng)1安裝在風(fēng)筒3和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)2上。
[0021]所述偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)2包括雙出桿液壓缸2-1、缸體連接套2-2和定向風(fēng)筒2_5，所述定向風(fēng)筒2-5 —端連接風(fēng)筒3，定向風(fēng)筒2-5另一端連接傳動箱4，雙出桿液壓缸2-1通過缸體連接套2-2豎直固定在定向風(fēng)筒2-5中，雙出桿液壓缸2-1的雙向伸縮可以不斷調(diào)節(jié)五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆頭5按照設(shè)計(jì)方向鉆進(jìn)，滾刀截齒2-3通過截齒安裝座2-4分別安裝在雙出桿液壓缸2-1兩端，滾刀截齒2-3可以轉(zhuǎn)化鉆進(jìn)方向控制過程中雙出桿液壓缸2-1兩端受到的徑向力。
[0022]所述偏斜測量系統(tǒng)1包括激光發(fā)射器1-1、感光板1-2、相機(jī)支架1-3和(XD相機(jī)1-4，所述激光發(fā)射器1-1安裝在風(fēng)筒3通風(fēng)端中心軸處，用于不間斷發(fā)射點(diǎn)光源激光，在定向風(fēng)筒2-5出風(fēng)口中心軸處安裝圓形感光板1-2，用來感應(yīng)激光發(fā)射器1-1發(fā)射的激光并成像顯示，(XD相機(jī)1-4通過相機(jī)支架1-3固定在感光板1-2遠(yuǎn)離激光發(fā)射器1-1 一側(cè)的定向風(fēng)筒2-5中心軸處，(XD相機(jī)1-4與雙出桿液壓缸2-1保留一定間距，通過(XD相機(jī)1-4實(shí)時采集感光板1-2上像點(diǎn)的位置信息即可得到五鉆頭鉆式采煤機(jī)的鉆頭端與初始位置之間的偏斜數(shù)據(jù)。所述(XD工業(yè)相機(jī)1-4外部安裝防爆裝置1-5，用于保護(hù)(XD工業(yè)相機(jī)1-4。
[0023]利用上所述控制設(shè)備的五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制方法，其包括以下步驟:
[0024]a、將安裝在定向風(fēng)筒2-5上的(XD相機(jī)1_4、感光板1_2和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)2隨五鉆頭鉆式采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)一同鉆入薄煤層；
[0025]b、在鉆進(jìn)過程中，固定在風(fēng)筒3通風(fēng)端的激光發(fā)射器1-1始終在感光板1-2上成像，通過C⑶相機(jī)1-4實(shí)時采集感光板1-2上像點(diǎn)的位置信息并輸出至處理器，得到五鉆頭鉆式采煤機(jī)的鉆頭5與初始位置之間的偏斜數(shù)據(jù)；
[0026]c、處理器將偏斜數(shù)據(jù)和規(guī)定識別角度對比分析后，控制偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)2中的雙出桿液壓缸2-1的伸縮方向以調(diào)節(jié)鉆頭5鉆進(jìn)的方向。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備，其特征在于:包括偏斜測量系統(tǒng)(I)和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)(2)，偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)(2)安裝在鉆式采煤機(jī)的風(fēng)筒(3)與傳動箱(4)之間，偏斜測量系統(tǒng)(I)安裝在風(fēng)筒(3)和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)(2)上； 所述偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)⑵包括雙出桿液壓缸(2-1)、缸體連接套(2-2)和定向風(fēng)筒(2-5)，所述定向風(fēng)筒(2-5) —端連接風(fēng)筒(3)，定向風(fēng)筒(2-5)另一端連接傳動箱(4)，雙出桿液壓缸(2-1)通過缸體連接套(2-2)豎直固定在定向風(fēng)筒(2-5)中； 所述偏斜測量系統(tǒng)(I)包括激光發(fā)射器(1-1)、感光板(1-2)、相機(jī)支架(1-3)和CCD相機(jī)(1-4)，所述激光發(fā)射器(1-1)安裝在風(fēng)筒(3)通風(fēng)端中心軸處，感光板(1-2)安裝在定向風(fēng)筒(2-5)中心軸處，CCD相機(jī)(1-4)通過相機(jī)支架(1-3)固定在感光板(1_2)遠(yuǎn)離激光發(fā)射器(1-1) 一側(cè)的定向風(fēng)筒(2-5)中心軸處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備，其特征在于:所述CXD工業(yè)相機(jī)(1-4)外部安裝防爆裝置(1-5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制設(shè)備，其特征在于:所述偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)(2)還包括滾刀截齒(2-3),所述滾刀截齒(2-3)通過截齒安裝座(2-4)安裝在雙出桿液壓缸(2-1)兩端。
4.一種利用權(quán)利要求1所述控制設(shè)備的五鉆頭鉆式采煤機(jī)鉆進(jìn)偏斜控制方法，其特征在于包括如下步驟: a、將安裝在定向風(fēng)筒(2-5)上的CCD相機(jī)(1-4)、感光板(1_2)和偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)(2)隨五鉆頭鉆式米煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)一同鉆入薄煤層； b、在鉆進(jìn)過程中，固定在風(fēng)筒(3)通風(fēng)端的激光發(fā)射器(1-1)始終在感光板(1-2)上成像，通過C⑶相機(jī)(1-4)實(shí)時采集感光板(1-2)上像點(diǎn)的位置信息并輸出至處理器，得到五鉆頭鉆式采煤機(jī)的鉆頭(5)與初始位置之間的偏斜數(shù)據(jù)； C、處理器將偏斜數(shù)據(jù)和規(guī)定識別角度對比分析后，控制偏斜調(diào)控機(jī)構(gòu)(2)中的雙出桿液壓缸(2-1)的伸縮方向以調(diào)節(jié)鉆頭(5)鉆進(jìn)的方向。
【文檔編號】E21B7/10GK104389583SQ201410482497
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】李建平, 楊道龍, 崔玉明, 程舒燕, 姬會福, 鄭克洪, 胡九洲, 徐寒冬 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)