[发明专利]一种煤岩截割试验装置及方法

说明书

一种煤岩截割试验装置及方法，试验装置包括升降台，升降台设有顶板、底板，顶板与底板之间设有支撑液压缸和支撑板组，顶板上设有工作台，工作台上设有红外热像仪，工作台的一侧铰接有摇臂，摇臂上设有声发射信号传感器，摇臂的末端固定有截割机构，截割机构包括滚筒，滚筒的外周设有截齿，用于截割煤壁，截齿上设有应变片，煤壁内设有三向内应力传感器，本发明利用声发射信号传感器、红外热像仪、应变片及三向内应力传感器来采集截割过程中的信号，并对不同信号进行处理，进而分析得知所截割区的煤岩分布，当遇到岩石时，控制升降台的升降，进而调节截割机构的高度，从而使截割机构在煤的区域正常截割，而不会截割到岩石造成截齿损坏。

技术领域

本发明涉及煤岩截割技术领域，特别是涉及一种煤岩截割试验装置及方法。

背景技术

目前，滚筒采煤机的高度控制，普遍以人工控制为主，即采煤机司机用视力和听力判断采煤机的工作状态，以对滚筒的垂直高度进行控制。由于采煤机的工作环境恶劣，严重的煤尘及噪声使采煤机司机很难准确且及时地判断采煤机的截割状态，更不用说及时调整滚筒高度了。此时，如果是在薄煤层工作面，采煤机在工作过程中很容易就会截割到顶底板岩石，造成滚筒截齿磨损及其他零部件的损坏；对于高瓦斯矿井极易引起瓦斯爆炸，形成恶性事故。另外，如果滚筒的位置调整太保守，则容易造成顶底煤剩留过多，降低回采率，造成很大的资源浪费。

因此采煤机自动调高是实现采煤工作自动化的关键技术之一，实现采煤机滚筒的自动调高可以减轻滚筒的磨损、增加煤矿生产安全系数。但是采煤机滚筒截割过程及其复杂，工作环境相当恶劣，并限于测试仪器的防爆要求，对采煤机上的信号进行采集始终是一个难以解决的问题。现在一些科研单位经常会采用试验的方法来模拟采煤机滚筒截割过程，从而测得试验数据，指导实际生产。目前存在的整机试验装置，所用采煤机、煤壁试件及配套设备要花费大量资金，进行一次试验周期较长，且建造试验场所必然占用大量场地，对于一般科研单位难以办到。因此，有必要设计一种更好的采煤机截割试验装置，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种模拟煤岩截割过程，采集煤岩截割时的数据信号，分析所截割区域煤岩分布的煤岩截割试验装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种煤岩截割试验装置，包括升降台，所述升降台设有顶板、底板，所述顶板与所述底板之间设有支撑液压缸和支撑板组，所述支撑液压缸顶在所述顶板上，可带动所述顶板升降，所述支撑板组枢接于所述顶板与所述底板之间，所述顶板上设有工作台，所述工作台的底部设有滑块，所述滑块装设于所述顶板上设置的导轨上，所述工作台的一侧设有驱动电机，所述驱动电机连接于丝杠，所述丝杠装设于所述工作台，通过所述驱动电机驱动所述丝杠，进而驱动所述工作台沿所述导轨移动，所述工作台上设有红外热像仪，所述工作台的一侧铰接有摇臂，所述摇臂上设有声发射信号传感器，所述摇臂的末端固定有截割机构，所述截割机构包括滚筒，所述滚筒的外周设有截齿，用于截割煤壁，所述截齿上设有应变片，所述煤壁内设有三向内应力传感器，所述滚筒远离煤壁的一侧设有截割电机。

进一步，所述支撑板组设有多个，每个所述支撑板组包括交叉呈X形设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板的交叉处设有支撑轴，所述第一支撑板的两端铰接连接于所述顶板和所述底板，所述第二支撑板的两端设有滑轮，可在所述顶板和所述底板上设置的滑轨上运动。

进一步，所述支撑板组设有四个，对称分布于所述顶板与所述底板之间，所述第一支撑板的底端位于所述底板的四个角落，所述第二支撑板的顶端位于所述顶板的四个角落。

进一步，所述第一支撑板与所述第二支撑板之间设有第一电动推杆，当所述支撑液压缸升降时，所述第一电动推杆推动所述第一支撑板与所述第二支撑板之间收起或叉开，当所述支撑液压缸停止时，所述第一电动推杆停止以锁定所述第一支撑板与所述第二支撑板的位置。