[发明专利]基于超声波强度测试的放顶煤放煤作业控制的装置与方法

权利要求书

1.一种基于超声波强度测试的放顶煤放煤作业控制装置，其特征在于：包括超声波发射系统、超声波接收与判断系统以及信号发出系统，

所述的超声波发射系统包括设置在高位超声波布置巷（1）底板上的若干自带电源的超声波发射仪（2），以采煤机截深为间距，沿工作面推进方向安装定频超声波发射仪，并用固定钉使其固定于高位超声波布置巷底板；超声波接收与判断系统包括焊接于综放液压支架（8）顶梁上的超声波接收仪（4）、信号判断器（5）和信号发射器（6），超声波接收仪（4）导线连接信号判断器（5），超声波接收仪（4）将超声波信号转换为电信号传输入信号判断器（5），由信号判断器判断；信号判断器（5）导线连接信号发射器（6），将判断信号传输至信号发射器（6），信号发出系统包括采煤机信号灯（14）、警报器（7）以及控制器（9），其中采煤机信号灯（14）焊接于采煤机（10）上，通过无线电与信号发射器（6）进行信号传输，警报器（7）焊接于综放液压支架（8）顶梁上，通过导线与信号发射器（6）连接，控制器（9）固定于综放液压支架（8）后支架液压缸上并与信号发射器（6）信号连接，通过控制器连接线路（13）与液压自动控制手柄连接。

2.根据权利要求1所述的基于超声波强度测试的放顶煤放煤作业控制装置，其特征在于：所述的高位超声波布置巷（1）开掘于综放采场主关键层之上的软弱岩层之中。

3.一种如权利要求2所述的基于超声波强度测试的放顶煤放煤作业控制装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

S100～基于超声波强度测试的放顶煤放煤作业控制装置的安装与调试；

S200～工作面开始正常推进；

S300～超声波接收仪接收信号：在综放工作面放煤作业过程中，超声波接收仪（4）实时接收超声波发射仪（2）的信号，记录衰减后的超声波频率，并将其传输入信号判断器（5）；

S400～信号判断器识别与信号放出：信号判断器（5）识别新的超声波信号，并将其与阈值进行比较，若小于阈值，不释放关窗与警报命令，继续放煤，释放减速割煤命令给采煤机信号灯，提示采煤机司机；若等于阈值，释放关窗命令，不释放警报命令，停止放煤，释放正常速割煤命令给采煤机，提示采煤机司机；若大于阈值，释放关窗命令，释放警报命令，停止放煤，释放加速割煤命令给采煤机，提示采煤机司机；

S500～循环操作上述步骤直至工作面回采完毕。

4.根据权利要求3所述的基于超声波强度测试的放顶煤放煤作业控制装置的使用方法，其特征在于：所述的步骤S100包括以下步骤 ，

S101～确定覆岩岩层分类；

S102～开掘高位超声波布置巷；在综放工作面上覆主关键层之上的岩层中开掘数条长度与工作面推进距离相同的高位超声波布置巷；

S103～安装超声波发射仪：

S104～安装超声波接收仪：在开掘高位超声波布置巷工作面开切眼上方的起始超声波发射仪正下方的液压支架顶梁上焊接超声波接收仪、信号判断器、信号发射器以及报警器；

S105～信号判断器阈值标定：工作面推进3-5刀，同时确定当顶煤完全放出下的超声波衰减阈值；

S106～输入信号判断器阈值。

5.根据权利要求4所述的基于超声波强度测试的放顶煤放煤作业控制装置的使用方法，其特征在于：所述的步骤S101中，综放工作面生产系统布置完成后，按照相应国家标准钻取岩芯，并进行岩石力学参数测定，按照“关键层理论”判定工作面老顶与主关键层层位。