[发明专利]一种磨料射流辅助采煤机破硬岩的装置及方法

说明书

本发明公开了一种磨料射流辅助采煤机破硬岩的装置及方法。磨料射流辅助采煤机破硬岩的装置包括磨料供给系统和控制系统，磨料供给系统包括磨料储存装置和驱动摇臂上的磨料混合输注装置，控制系统包括PLC控制器、流量计、扭矩传感器、变量泵等部件；控制时可以在截割坚硬煤岩时打开磨料储存装置和调高高压水的压力，并根据水流量和扭矩数据控制导流螺杆以合适的速度运转，将所需流量的磨料颗粒导入磨料混合管销，再通过在磨料混合管销和在磨料混合管中与高压水的两次混合均匀地被泵入截齿，在上述过程中通过PLC控制使导流螺杆的转速与水流量和扭矩配合，实现对磨料浓度的精确控制，可以有效辅助破岩；使采煤机顺利截割坚硬煤岩。

技术领域

本发明涉及一种磨料射流辅助采煤机破硬岩的装置及方法，属于采煤技术领域。

背景技术

由于我国能源体系的结构特点，煤炭资源在我国国民经济的发展中具有不可替代的重要作用。随着煤炭储量的日渐减少，提高煤炭资源回采率以减少对煤炭资源开采的损耗浪费，已成为我国煤炭工业的一项紧迫任务。目前，大多数中、小型矿井在采煤过程中对于复杂的坚硬煤岩层往往弃之不采；规模较大的机械化采煤矿井在生产中，因坚硬煤岩夹矸较硬，使用采煤机割煤时非常困难，效率低下，且经常造成采煤机故障，较大地影响了回采工作。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种磨料射流辅助采煤机破硬岩的装置及方法，可以使采煤机具备截割坚硬煤岩的能力，增加对坚硬煤岩的开采效率，从而实现对煤矿资源的充分开采利用、提高煤炭资源的回采率，且能够避免截割硬质煤层时造成采煤机故障、节约维护成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磨料射流辅助采煤机破硬岩的装置，包括磨料供给系统和控制系统；

所述磨料供给系统包括一磨料储存装置和一设在截割滚筒的驱动摇臂上的磨料混合输注装置；所述磨料混合输注装置包括

一磨料混合输注本体，磨料混合输注本体通过安装座固定在驱动摇臂上，

一磨料输送软管，磨料输送软管一端与磨料储存装置连接，另一端通过一磨料进入通道通入磨料混合输注本体中，

一导流螺杆，所述导流螺杆通过滚珠轴承坐设在磨料混合输注本体中，其一侧与磨料进入通道连通，导流螺杆由回转机构驱动旋转，用于对磨料搅拌导流，

一磨料混合管，所述磨料混合管置于磨料混合输注本体中，一端向内与截割滚筒的内部水道连通，另一端向外连通至一高压软管；所述磨料混合管通过从外侧沿磨料混合管的径向插入磨料混合输注本体中的磨料混合管销固定，且磨料混合管销为中空设计，其一端连通至磨料混合管，另一端与外部的高压水道连通；所述导流螺杆通过一磨料分流槽与磨料混合管销连通，将磨料经磨料分流槽分流后从磨料混合管销的侧壁流入磨料混合管销中；

所述控制系统包括

流量计，安装在磨料混合管和磨料混合管销露出磨料混合输注本体的入口处，

一扭矩传感器，设置在截割滚筒的回转轴上；

一变量泵，分别与高压软管和高压水道连接，用于输送高压水；

一PLC控制器，其输入端与流量计、扭矩传感器电连接，用于接收流量计、扭矩传感器检测到的数据信号；其输出端与变量泵、磨料储存装置的开关、回转机构的控制单元电连接，用于对应控制各部件的动作。

磨料混合管销可以设为一个或多个。优选的，为了提升磨料输注导流的效率，所述磨料混合管销有两个，对称布置在磨料混合管两侧。

优选的，所述回转机构包括螺杆电机，所述螺杆电机通过联轴器与导流螺杆连接。螺杆电机启动后可以带动导流螺杆旋转。

优选的，为了方便组装，所述磨料进入通道由一对扣合的卡具顶板组成。