CN101598019B - 基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统 - Google Patents

基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，由太赫兹波探头采集岩层的内部结构信息，然后传给DSP岩性识别模块，DSP岩性识别模块中的岩层识别软件对接收的矿石内部结构信息进行分析匹配后，将处理的结果发送给支架控制器的主控制模块。同时采煤机位置检测仪将获得的采煤机的位置信息和采煤机与放煤设备之间的距离信息以无线的方式发送给主控制模块，控制采煤机移动；负荷电压传感器采集皮带的负荷信息，然后发送给支架控制器的主控制模块，主控制模块将接收的信息进行运算处理。然后发出控制指令给电液控制器，协调控制采煤机的采煤速度和放煤设备的放煤速度。达到综合采煤自动化控制，确保顶煤放出率高，矸石混入率低，且对人体危害小。

Description

基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统
技术领域
本发明涉及一种煤矿开采放顶煤控制技术，尤其涉及一种基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统。
背景技术
目前，在煤矿开采工艺中，放煤手段主要采用人工放煤。这种方法放煤工人离放煤口比较近，散体煤矸在放出过程中产生大量的粉尘，使得放煤口附近能见度很低。工人较多依赖经验和对声音的判断来终止放煤，操作存在着随机性，且易混入大量矸石。
上述现有技术至少存在以下缺点：
顶煤放出率较低，矸石混入率高，且粉尘对人体的伤害较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种顶煤放出率高，矸石混入率低，且对人体危害小的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，包括支架控制器，所述支架控制器安装在放煤设备上，包括太赫兹波探头、DSP岩性识别模块、主控制模块、电液控制器；
所述太赫兹波探头利用太赫兹波成像技术采集的岩层内部结构信息，并将该信息输入给所述DSP岩性识别模块；
所述DSP岩性识别模块应用DSP快速成像技术识别岩层，并与预设的岩层数据进行匹配处理；
所述主控制模块根据所述匹配处理的结果，通过所述电液控制器对放煤设备进行放顶煤控制。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，由于太赫兹波探头利用太赫兹波成像技术采集的岩层内部结构信息，并将该信息输入给DSP岩性识别模块；DSP岩性识别模块应用DSP快速成像技术识别岩层，并与预设的岩层数据进行匹配处理；主控制模块根据所述匹配处理的结果，通过所述电液控制器对放煤设备进行放顶煤控制。顶煤放出率高，且对人体危害小。
附图说明
图1为本发明基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统的原理框图。
具体实施方式
本发明的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括支架控制器，支架控制器安装在放煤设备上，包括太赫兹波探头、DSP岩性识别模块、主控制模块、电液控制器；
太赫兹波探头利用太赫兹波成像技术采集的岩层内部结构信息，并将该信息输入给DSP岩性识别模块；
DSP岩性识别模块应用DSP快速成像技术识别岩层，并与预设的岩层数据进行匹配处理；
主控制模块根据所述匹配处理的结果，通过电液控制器对放煤设备进行放顶煤控制。
具体是：太赫兹波探头应用太赫兹波照射岩层，根据不同岩性反射波的强度和/或频率的不同来分辨煤层和矸石层，太赫兹波的频率可以在0.1THz到10THz之间。
DSP岩性识别模块可以接收太赫兹波探头传来的岩层内部结构信息。DSP岩性识别模块包括岩层识别软件，并通过岩层识别软件来分析运算，匹配出符合设定要求的煤和矸石的比率。
本发明还可以包括采煤机位置检测仪，采煤机位置检测仪安装在采煤机上，并采用RF无线射频技术与所述支架控制器进行通讯；支架控制器根据接收的所述采煤机位置检测仪的信号的强弱测算所述采煤机的位置及其与液压支架之间的距离；主控制模块根据采煤机的位置及其与液压支架之间的距离信息对采煤机的采煤速度进行控制，并协调放煤设备进行放顶煤控制。
本发明还可以包括负荷电压传感器，所述负荷电压传感器检测皮带运输机的电压和/或电流信息，并根据该信息来判断所述皮带运输机的负荷大小，并输入给所述支架控制器；主控制模块根据所述皮带运输机的负荷大小控制放煤设备的放煤速度，并协调采煤机进行放顶煤控制。负荷电压传感器与支架控制器之间可以以无线方式通信。
本发明中，太赫兹波探头利用太赫兹波成像技术，太赫兹波的频率在0.1THz到10THz之间，穿透力强，可测定物质的内部结构，并且低辐射，对身体无伤害。应用太赫兹波照射岩层，根据不同岩性反射波的强度(频率)不同来分辨煤层和矸石层；
DSP岩性识别模块包括岩层识别软件，DSP岩性识别模块接收太赫兹波探头采集的岩石内部结构信息，应用DSP快速成像技术识别岩层，通过岩层识别软件来分析运算，匹配一个保证煤矿质量的煤和矸石比率的最佳数值；
采煤机位置检测仪采用RF无线射频技术，将其安装在采煤机上，采煤机与液压支架上的支架控制器以无线的方式进行通讯。液压支架的放置方式是排成一排的，每一个液压支架上都安装有支架控制器，哪个支架控制器接收的采煤机发来的信号最强，就说明采煤机在哪个液压支架的距离最近，根据液压支架的编号即可知道采煤机的位置，根据信号的强弱也可以测算采煤机与液压支架之间的距离；
负荷电压传感器安装在刮板机的电控柜中，用来判断皮带负荷。皮带上岩石的重量不同，所产生的电压值就不同，通过电压的大小来判断皮带负荷的大小。保证皮带在正常工作的情况下，使煤的产量达到最大值；
主控制模块接收DSP岩性识别模块发来的信息，以及接收采煤机位置检测仪和负荷电压传感器发来的无线信号，然后将控制命令发给电液控制器，以便控制放煤设备是否停止放煤。可以实现煤和矸石比例的的自动识别以及实现整个放煤过程的自动化控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其特征在于，包括支架控制器，所述支架控制器安装在放煤设备上，所述支架控制器包括太赫兹波探头、DSP岩性识别模块、主控制模块、电液控制器；
所述太赫兹波探头利用太赫兹波成像技术采集的岩层内部结构信息，并将该信息输入给所述DSP岩性识别模块；
所述DSP岩性识别模块应用DSP快速成像技术识别岩层，并与预设的岩层数据进行匹配处理；
所述主控制模块根据所述匹配处理的结果，通过所述电液控制器对放煤设备进行放顶煤控制。
2.根据权利要求1所述的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其特征在于，所述太赫兹波探头应用太赫兹波照射岩层，根据不同岩性反射波的强度和/或频率的不同来分辨煤层和矸石层。
3.根据权利要求2所述的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其特征在于，所述太赫兹波的频率在0.1THz到10THz之间。
4.根据权利要求1所述的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其特征在于，所述DSP岩性识别模块包括岩层识别软件，并通过岩层识别软件来分析运算，匹配出符合设定要求的煤和矸石的比率。
5.根据权利要求1所述的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其特征在于，包括采煤机位置检测仪，所述采煤机位置检测仪安装在采煤机上，并采用RF无线射频技术与所述支架控制器进行通讯；
所述支架控制器根据接收的所述采煤机位置检测仪的信号的强弱测算所述采煤机的位置及其与液压支架之间的距离；
所述主控制模块根据所述采煤机的位置及其与液压支架之间的距离信息控制采煤机采煤的速度，协调放煤设备进行放顶煤控制。
6.根据权利要求1所述的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其特征在于，包括负荷电压传感器，所述负荷电压传感器检测皮带运输机的电压和/或电流信息，并根据该信息来判断所述皮带运输机的负荷大小，并输入给所述支架控制器的主控制模块；
所述主控制模块根据所述皮带运输机的负荷大小控制放煤设备的放煤速度，协调采煤机进行放顶煤控制。
7.根据权利要求6所述的基于太赫兹波的煤矸分界自动控制系统，其特征在于，所述负荷电压传感器与所述支架控制器之间以无线方式通信。
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