[发明专利]一种采煤机煤岩自适应智能割煤控制的引导装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采煤机自动割煤控制装置及方法，尤其是一种采煤机在割煤过程中能够自动识别煤岩状态的割煤控制引导装置及方法。

背景技术

在煤矿开采过程中，煤岩的复杂性经常造成采煤机发生割岩量大、设备磨损大、产煤中研石含量高等问题。为解决这一问题，目前采用的智能控制技术是“记忆切割”，即按照记忆中或者预设好的采煤顶板的走向进行切割，如专利“一种提高采煤机记忆截割执行精度的方法CN 201310287045.7”公开了一种提高采煤机记忆截割执行精度的方法，在采煤机运行过程中，根据底板高度变化的模糊分类，对采煤机滚筒高度的变化范围进行实时修正，并以此为依据对摇臂倾角进行调节。能够有效提高采煤机记忆截割的执行精度，在一定程度上改善了采煤机截割路径的平整性。专利“一种采煤机自动截割控制系统及自动截割控制方法CN 201210265864.7”公开了一种采煤机自动截割控制系统及自动截割控制方法，控制方法包括学习并记忆当前所开采煤层的截割轨迹，根据记忆轨迹完成自动割煤，并实时调整记忆轨迹，由此实现采煤机自动截割控制。

另外还有根据检测信息的智能割煤控制技术，如发明专利“采煤机煤岩界面自动识别、滚筒自动调高方法和系统CN201210214631.4”公开了一种采煤机煤岩界面自动识别、滚筒自动调高方法和系统，在采煤机机身上安装有控制器，在该控制器中存储有识别各种煤岩介质所需截割力响应值、各截割状态持续时间最大值和滚筒高度预设值。采煤机工作时，由控制器确定出当前截割状态持续时间，并将当前截害力响应值、当前截割状态持续时间和滚筒高度三个参数与控制器内对应预设值按相应算法进行比较，自动识别出当前截割介质，并根据识别结果和相应算法，决定滚筒调高。专利“滚筒采煤机截割高度的控制方法CN201080007751.6”公开了一种用于地下采煤的滚筒采煤机的滚筒截割高度的控制方法，它利用检测滚筒切入围岩的深度，并且通过由测量值得出的控制信号调整滚筒截割高度，其特征在于，在采掘作业过程中检测驱动滚筒的截割电机的耗用电流以及滚筒采煤机的行进速度，然后在计算出相应的比截割能量作为耗用电流与行进速度之比，针对与待采煤炭和出露围岩的强度有关的不同的采掘状况分别确定比截割能量的特征值，如果超过该特征值，就使得滚筒切入围岩之中，并且生成用于修正滚筒截割高度的相应控制信号。

分析目前智能割煤控制的两种技术，记忆切割技术智能化程度较低，不能适应煤岩的复杂情况；智能切割技术根据的检测参数，都是已经割到岩层的参数，造成了采煤机切割头的磨损，不能真正实现避开矸石或岩层的割煤控制。

发明内容

本发明的目的是要针对上述技术的不足之处，提出一种结构简单，使用碧昂便能够自动确定煤岩结构，引导采煤机进行避开岩层的采煤机煤岩自适应智能割煤控制的引导装置及方法。

为实现上述技术目的，本发明的采煤机煤岩自适应智能割煤控制的引导装置，包括设置在采煤机的轨道上的引导车和安装在采煤机机身的引导控制器，引导车共有两辆，分别连接在采煤机的前端和后端，所述引导控制器包括相互连接的无线接收器和采煤机的控制器；所述引导车包括与采煤机连接的牵引车，牵引车上设有伸缩杆和微处理器，伸缩杆上设有位移变送器，伸缩杆上方设有地质雷达探头，伸缩杆顶部设有滑轮，所述地质雷达探头和位移变送器分别与微处理器相连接，微处理器连接有无线发射器。

一种采煤机煤岩自适应智能割煤控制的引导方法，其步骤如下：当采煤机正向行走割煤时，处于采煤机前进方向的引导装置在采煤机的推动下沿采煤机轨道前进，引导装置在移动过程中升起伸缩杆，并使滑轮顶在采煤顶板上与引导装置同步运行，伸缩杆根据采煤顶板上的高度自由伸缩，保证将地质雷达探头一直贴近采煤面，同时地质雷达探头对采煤面进行探测，并将探测的信号发送给微处理器，同时位移传感器定时检测伸缩杆的伸缩距离，检测结束后将伸缩杆的伸缩距离信息发送给微处理器，微处理器通过将同一时间点获得的伸缩距离信息与伸缩杆的固定高度和叠加，从而得到此时地质雷达探头的高度位置，从而判断出煤岩高度，并将此时间点地质雷达探头获取的岩层情况一起通过无线发射器发送出去，通过安装在采煤机机身的无线接收器将接收到的信号传输至采煤机的控制器，煤机的控制器依据接收到的岩层高度和岩层情况，控制割煤摇臂的高度降低，从而使采煤机滚筒避开岩层割煤；

当采煤机反方向移动时，设在采煤机后方的引导装置开启器开始检测工作并重复上述引导步骤，煤机的控制器依据接收到的岩层高度和岩层情况，控制割煤摇臂的高度降低，从而使采煤机滚筒避开岩层割煤。