[发明专利]刮板机水平方向运动夹角测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及井下煤炭综采工作面自动控制领域，特别是指一种刮板机水平方向运动夹角测量系统及方法。

背景技术

采煤工作面的运输是煤矿生产的重要环节，我国采煤工作面广泛使用的主要运输机械是刮板输送机，简称刮板机。刮板机运转正常，则采煤工作面的煤就能及时运出，生产就能正常进行，如果发生故障，整个工作面就要停工停产。刮板机由头轮、尾轮、溜槽、刮板链和驱动装置等主要部分组成，另外还设有紧链装置和推移装置。刮板机安装于煤壁和液压支架之间，采煤机在刮板机上水平往复运动，液压支架底部安装有单体液压推移装置(推移装置)，推移刮板机朝着煤壁方向移动。

煤炭综采工作面一般需架设一条长约200米的刮板运输机，由多个溜槽硬连接构成，溜槽与溜槽之间采用哑铃连接，当液压支架推移刮板机时，经常会因为每个单体液压推移装置推移溜槽的差异而导致刮板机前移时产生不同的位移，致使刮板机在水平方向不能保持一条直线。不能满足综采工作面“三直二平两畅通”的质量标准要求(三直是指液压支架直，割过的煤壁直，刮板输送机直；二平指顶板平，底板要平；两畅通是指工作面上下安全出口和人行通道要畅通)。如图1所示，为刮板机溜槽的侧视图，刮板机溜槽上有挡煤板101、采煤机轨道102和铲煤板103，挡煤板101直立于溜槽的一侧，并与溜槽一一对应设置，且两者长度相同。当相邻的溜槽水平面运动夹角(即相邻两块挡煤板水平面运动夹角)与180°角差值的绝对值大于3°时，其硬连接的哑铃会断裂，致使刮板运输机受损，最终导致综采工作面停工，造成重大损失。

发明内容

本发明提出一种刮板机水平方向运动夹角测量系统及方法，解决了现有技术中无法监控相邻两个溜槽之间水平方向运动夹角大小的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种刮板机水平方向运动夹角测量系统，包括：采煤机和刮板机，刮板机包括溜槽，溜槽包括挡煤板；还包括：用于测量采煤机到挡煤板之间距离的至少两组位移传感器和主控制器，每组包括至少两个位移传感器；位移传感器固设于采煤机上，与挡煤板正对，每组位移传感器的总长度小于半个溜槽的长度；各个位移传感器分别和主控制器电连接。

本发明还涉及上述刮板机水平方向运动夹角的测量方法，包括以下步骤：

1)实时测量刮板机溜槽的挡煤板至采煤机之间的距离，每个溜槽对应一组数据，一组包括至少两个数据，每次采集至少两组来自相邻溜槽的数据；

2)任选两组来自相邻溜槽的数据，两组分别选取同一时刻采集的两个数据，假设采煤机至第一溜槽的挡煤板距离为B和C，采煤机至第二溜槽的挡煤板距离为D和E；第一溜槽、第二溜槽分别与采煤机之间的夹角为α、β；第一溜槽的两个采集点之间的距离为A1，第二溜槽的两个采集点之间的距离为A2，通过直角三角形定理，可以计算得出：

α=arctan|B-CA1|,β=arctan|E-DA2|;]]>

3)假设相邻两个溜槽的水平面运动夹角为θ，即相邻两个挡煤板的水平面运动夹角也为θ，当|θ-180°|＝α+β>3°时，刮板机停止工作。

本发明的有益效果为：

1、本发明中随着采煤机在刮板机上工作，位移传感器一直监测刮板机上溜槽的相对位置，持续获得溜槽的位移情况，监测刮板机溜槽是否在水平面上保持一条直线，以判断刮板机的位移情况，便于煤矿综采工作面自动化的控制，工人可以远程实时获得综采工作面上刮板机的位置状态，实现了解放人力，节约成本，反应迅速，实时监测，精准误差小等。