CN103174423B - 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法 - Google Patents

采煤机煤岩实时监测识别装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103174423B
CN103174423B CN201310047065.7A CN201310047065A CN103174423B CN 103174423 B CN103174423 B CN 103174423B CN 201310047065 A CN201310047065 A CN 201310047065A CN 103174423 B CN103174423 B CN 103174423B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal
chip microcomputer
drill
drill bit
winning machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310047065.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103174423A (zh
Inventor
童敏明
童紫原
唐守锋
董海波
李猛
梁良
李龙威
林祥伟
周喜梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201310047065.7A priority Critical patent/CN103174423B/zh
Publication of CN103174423A publication Critical patent/CN103174423A/zh
Priority to PCT/CN2013/090637 priority patent/WO2014121645A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103174423B publication Critical patent/CN103174423B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/24—Remote control specially adapted for machines for slitting or completely freeing the mineral

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

一种采煤机煤岩实时监测识别装置及方法，适用于煤矿钻式采煤机采煤过程中使用。装置由振动传感器、电流传感器、单片机、报警电路、显示器和输出电路构成。监测识别方法是将四个振动传感器均匀发布在采煤机钻夹周围，电流传感器检测采煤机钻头的驱动电机电流，通过钻头电机驱动电流的增大判断钻杆是否接触煤岩，利用钻夹周围分布的振动传感器判断钻头接触煤岩的位置，为钻杆的控制提供信息，实现钻式采煤机的智能化控制。其结构简单，操作方便，使用效果好。

Description

采煤机煤岩实时监测识别装置及方法
技术领域
本发明涉及一种采煤机煤岩实时监测识别方法及装置，尤其适用于煤矿钻式采煤机采煤过程中使用的采煤机煤岩实时监测识别装置及方法。
背景技术
钻式采煤机是目前为了适应薄煤层开采的新型采煤机，钻式采煤中钻杆遇到坚硬煤岩时会发生偏钻，不仅容易损坏钻杆，也会影响钻煤的深度。此时往往需要采取纠偏控制。目前的方法是依靠矿工视觉判断钻杆碰到煤岩的情况，当矿工发现钻杆钻到煤岩发生偏钻时，钻杆已经偏钻，需要较长时间才能使钻杆重新对准垂直方向，严重影响了产生效率，同时偏钻的钻头和夹具也会产生较大磨损。因此，迫切需要一种可以自动识别钻头与煤层位置，可以实现钻式采煤机的智能化和自动化控制的识别方法和装置。
发明内容
本发明的目的是针对传统刨采方式的采煤机无法自动进行煤岩识，解决现有技术的不足之处，提供一种结构简单、操作方便的采煤机煤岩实时监测识别装置及方法。
为实现上述目的，本发明的采煤机煤岩实时监测识别装置它包括单片机，单片机的输出端分别连接有报警电路、显示器和输出电路，单片机的输入端连接有A/D转换器，A/D转换器的输入端分别连接有四个振动传感器和一个电流传感器，所述的四个振动传感器呈十字形均匀设置在采煤机的钻夹外缘上，振动传感器的轴向对准钻夹中心，所述的电流传感器串联在采煤机的驱动电机电源上。
所述的振动传感器型号为ZD24，所述的A/D转换器型号为AD9212-40；所述的输出电路为无线输出电路、串口输出电路或总线输出电路。
一种使用上述装置的采煤机煤岩实时监测识别方法：将四个振动传感器呈十字形安装在采煤机钻头的钻夹上，并将电流传感器串联在采煤机驱动电机电源上，采煤机钻头启动后四个振动传感器对采煤机钻头碰到煤岩的横向振动信息进行采集，采集后将信息发送到单片机中处理，电流传感器检测采集煤机钻头驱动电机的电流幅度信息，并将采集到的电流幅度发送到单片机中处理，当单片机接收到电流传感器检测到钻头电机的驱动电流信号高于设定的正常值时，通过单片机判断出钻杆接触到煤岩，单片机控制报警电路报警；当单片机接收的四个振动传感器的信息数据接近时，表示煤层在钻头的正前方，当单片机接收的四个振动传感器的信息数据差别较大时，可根据四个信息数据判断出钻头接触煤岩的状态，是偏左位置、偏右位置、偏上位置或是偏下位置，单片机将判断出的钻头接触煤岩状态信息发送到显示器，同时单片机通过输出电路将判断出的钻头接触煤岩状态信息输出至采煤机控制系统，为采煤机控制系统自动调整钻杆角度的控制提供信息。
有益效果：本发明的采煤机煤岩实时监测识别装置及方法，通过设置在肩头四周的振动传感器和设在电源上的电流传感器可以实时监测钻式采煤机钻头碰到煤岩的情况，不仅可以及时避免钻头偏离垂直方向的控制提供信息，还可为今后钻式采煤机的智能化和自动化控制创造条件。通过钻头电机驱动电流的增大判断钻杆是否接触煤岩，利用钻夹周围分布的振动传感器判断钻头接触煤岩的位置，为钻杆的控制提供信息，实现钻式采煤机的智能化控制。其结构简单，操作方便，使用效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图；
图2是本发明装置中振动传感器的安装示意图；
图3是本发明显示的煤岩相对钻头中心的位置图。
图中：1-振动传感器；2-电流传感器；3-A/D转换器；4-单片机；5-报警电路；6-显示器；7-输出电路；8-钻头；9-钻夹。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明的采煤机煤岩实时监测识别装置，主要由振动传感器1电流传感器2、A/D转换器3、单片机4、报警电路5、显示器6和输出电路7构成，所述的振动传感器1型号为ZD24，所述的A/D转换器3型号为AD9212-40，所述的输出电路7为无线输出电路、串口输出电路或总线输出电路，所述的显示器，显示的是煤岩相对钻头8的位置图形，采用液晶显示屏，选用5寸的FRD-TFT5.0液晶屏；其中单片机4的输出端分别连接有报警电路5、显示器6和输出电路7，单片机4的输入端连接有A/D转换器3，A/D转换器3的输入端分别连接有四个振动传感器1和一个电流传感器2，所述的四个振动传感器1呈十字形均匀设置在采煤机的钻夹9外缘上，振动传感器1的轴向对准钻夹9中心，所述的电流传感器2串联在采煤机的驱动电机电源上。
如图2所示，四个振动传感器1，呈十字形均匀分布在采煤机的钻夹9周围，振动传感器1的轴向方向对准钻夹9中心。煤岩监测判断方法：首先通过电流传感器2检测钻头驱动电机的电流增大而判断钻头8碰到煤岩，然后根据四个振动传感器1a、1b、1c、1d的振动幅度判断煤岩相对钻头8的位置，当振动传感器1a、1b、1c、1d的输出幅度基本相等，则判断煤岩位于钻头8的正中心；当振动传感器1a的输出幅度大于振动传感器1c的输出幅度，则判断煤岩相对钻头8中心偏左；当振动传感器1a的输出幅度小于振动传感器1c的输出幅度，则判断煤岩相对钻头8中心偏右；当振动传感器1d的输出幅度大于振动传感器1b的输出幅度，则判断煤岩相对钻头8中心偏上；当振动传感器1d的输出幅度小于振动传感器1b的输出幅度，则判断煤岩相对钻头8中心偏下。
本发明的采煤机煤岩实时监测识别的方法，首先将四个振动传感器1呈十字形安装在采煤机钻头8的钻夹9上，并将电流传感器2串联在采煤机驱动电机电源上，采煤机钻头8启动后四个振动传感器1a、1b、1c、1d对采煤机钻头8碰到煤岩的横向振动信息进行采集，采集后将信息发送到单片机4中处理，电流传感器检测1采集煤机钻头驱动电机的电流幅度信息，并将采集到的电流幅度发送到单片机4中处理，当单片机4接收到电流传感器1检测到钻头电机的驱动电流信号高于设定的正常值时，通过单片机4判断出钻杆接触到煤岩，单片机4控制报警电路5报警；当单片机4接收的四个振动传感器1a、1b、1c、1d的信息数据接近时，表示煤层在钻头8的正前方，当单片机4接收的四个振动传感器1a、1b、1c、1d的信息数据差别较大时，可根据四个信息数据判断出钻头8接触煤岩的状态，如图3所示，是偏左位置、偏右位置、偏上位置或是偏下位置，单片机4将判断出的钻头8接触煤岩状态信息发送到显示器，同时单片机4通过输出电路7将判断出的钻头8接触煤岩状态信息输出至采煤机控制系统，为采煤机控制系统自动调整钻杆角度的控制提供信息。

Claims (2)

1.一种采煤机煤岩实时监测识别装置，包括单片机（4）、报警电路（5）、显示器（6）和输出电路（7），其特征在于：所述单片机（4）的输出端分别连接报警电路（5）、显示器（6）和输出电路（7），单片机（4）的输入端连接有A/D转换器（3），A/D转换器（3）的输入端分别连接有四个振动传感器（1）和一个电流传感器（2），所述的四个振动传感器（1）呈十字形均匀设置在采煤机的钻夹（9）外缘上，振动传感器（1）的轴向对准钻夹（9）中心，所述的电流传感器（2）串联在采煤机的驱动电机电源上；所述的振动传感器（1）型号为ZD24，所述的A/D转换器（3）型号为AD9212-40；所述的输出电路（7）为无线输出电路、串口输出电路或总线输出电路。
2.一种使用权利要求1所述装置的采煤机煤岩实时监测识别方法，其特征在于：将四个振动传感器（1）呈十字形安装在采煤机钻头（8）的钻夹（9）上，并将电流传感器（2）串联在采煤机驱动电机电源上，采煤机钻头（8）启动后四个振动传感器（1）对采煤机钻头（8）碰到煤岩的横向振动信息进行采集，采集后将信息发送到单片机（4）中处理，电流传感器检测（1）采集煤机钻头驱动电机的电流幅度信息，并将采集到的电流幅度发送到单片机（4）中处理，当单片机（4）接收到电流传感器（1）检测到钻头电机的驱动电流信号高于设定的正常值时，通过单片机（4）判断出钻杆接触到煤岩，单片机（4）控制报警电路（5）报警；当单片机（4）接收的四个振动传感器（1）的信息数据接近时，表示煤层在钻头（8）的正前方，当单片机（4）接收的四个振动传感器（1）的信息数据差别较大时，可根据四个信息数据判断出钻头（8）接触煤岩的状态，是偏左位置、偏右位置、偏上位置或是偏下位置，单片机（4）将判断出的钻头（8）接触煤岩状态信息发送到显示器，同时单片机（4）通过输出电路（7）将判断出的钻头（8）接触煤岩状态信息输出至采煤机控制系统，为采煤机控制系统自动调整钻杆角度的控制提供信息。
CN201310047065.7A 2013-02-05 2013-02-05 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法 Expired - Fee Related CN103174423B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310047065.7A CN103174423B (zh) 2013-02-05 2013-02-05 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法
PCT/CN2013/090637 WO2014121645A1 (zh) 2013-02-05 2013-12-27 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310047065.7A CN103174423B (zh) 2013-02-05 2013-02-05 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103174423A CN103174423A (zh) 2013-06-26
CN103174423B true CN103174423B (zh) 2015-03-04

Family

ID=48634557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310047065.7A Expired - Fee Related CN103174423B (zh) 2013-02-05 2013-02-05 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103174423B (zh)
WO (1) WO2014121645A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103174423B (zh) * 2013-02-05 2015-03-04 中国矿业大学 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法
CN103498678B (zh) * 2013-09-30 2014-09-03 西安科技大学 基于振动能量收集的采煤机无线传感器监测系统及监测方法
CN104196448A (zh) * 2014-08-04 2014-12-10 江西华煤重装有限公司 煤矿用智能在线深孔钻车
CN104265184A (zh) * 2014-08-04 2015-01-07 江西华煤重装有限公司 一种智能在线钻杆
CN104215649B (zh) * 2014-09-03 2017-02-15 华安奥特（北京）科技股份有限公司 采煤机煤岩自动识别装置
CN104280255A (zh) * 2014-09-25 2015-01-14 三一重型装备有限公司 采煤机及其性能检测分析系统、数据监测装置和方法
CN106032753A (zh) * 2016-02-03 2016-10-19 中国矿业大学(北京) 一种以煤层钻进状态预测煤层稳定性的系统及方法
CN106657935A (zh) * 2017-03-01 2017-05-10 中国矿业大学(北京) 基于图像的采煤机异常工作及灾害报警系统
CN106791720A (zh) * 2017-03-01 2017-05-31 中国矿业大学(北京) 基于图像跟踪监测设备的采煤机异常工作及灾害报警系统
CN108426607A (zh) * 2018-03-15 2018-08-21 山东里能鲁西矿业有限公司 一种采煤机瞬态检测的自动预警装置及方法
CN109696306A (zh) * 2019-02-20 2019-04-30 安百拓（南京）建筑矿山设备有限公司 用于检测凿岩机旋转钻头的旋转状态的检测系统
US11834943B2 (en) 2019-11-15 2023-12-05 Peck Tech Consulting Ltd. Systems, apparatuses, and methods for determining rock-coal transition with a drilling machine
CN111897376A (zh) * 2020-06-10 2020-11-06 常州联力自动化科技有限公司 一种无煤流量传感器的运输机和采煤机自动调速方法
CN112684755B (zh) * 2020-12-24 2022-05-20 煤炭科学技术研究院有限公司 一种集成式可编程多参量数据采集分析装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2067170C1 (ru) * 1992-01-15 1996-09-27 Специальное конструкторское бюро самоходного горного оборудования Устройство управления процессом бурения
CN202325519U (zh) * 2011-11-18 2012-07-11 山西科达自控工程技术有限公司 无人工作面震动还原系统
CN102720496A (zh) * 2012-06-27 2012-10-10 江苏师范大学 采煤机煤岩界面自动识别、滚筒自动调高方法和系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU876997A1 (ru) * 1979-11-29 1981-10-30 Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин "Автоматгормаш" Система дистанционного контрол и управлени комбайном в угольном пласте
US6843120B2 (en) * 2002-06-19 2005-01-18 Bj Services Company Apparatus and method of monitoring and signaling for downhole tools
CN2797780Y (zh) * 2005-04-18 2006-07-19 三一重型装备有限公司 应用传感器控制的采煤机齿轮减速箱
EP2242900A1 (de) * 2008-02-19 2010-10-27 Rag Aktiengesellschaft Verfahren zum steuern von strebbetrieben mittels grenzschichterkennung
CN102102512B (zh) * 2009-12-22 2013-05-22 张永亮 综采工作面弯曲检测和矫直方法及其系统
CN201757851U (zh) * 2010-04-16 2011-03-09 中国矿业大学 低功耗采煤机状态监测与分析装置
CN202711018U (zh) * 2012-06-20 2013-01-30 三一重型装备有限公司 综采工作面监控系统和采煤机
CN103174423B (zh) * 2013-02-05 2015-03-04 中国矿业大学 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2067170C1 (ru) * 1992-01-15 1996-09-27 Специальное конструкторское бюро самоходного горного оборудования Устройство управления процессом бурения
CN202325519U (zh) * 2011-11-18 2012-07-11 山西科达自控工程技术有限公司 无人工作面震动还原系统
CN102720496A (zh) * 2012-06-27 2012-10-10 江苏师范大学 采煤机煤岩界面自动识别、滚筒自动调高方法和系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于振动传感器的掘进机故障监测系统;童敏明;《煤矿机械》;20100515;第31卷(第5期);第241-243页 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014121645A1 (zh) 2014-08-14
CN103174423A (zh) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103174423B (zh) 采煤机煤岩实时监测识别装置及方法
CN107091107B (zh) 智能放顶煤控制系统及方法
CN102808610B (zh) 煤矿井下钻孔深度实时检测装置及检测方法
CN202220593U (zh) 全液压岩芯钻机参数采集与控制系统
CN104088620A (zh) 一种可识别围岩松动范围的智能气动支腿型振动锚杆钻机
CN202866790U (zh) 煤矿井下钻孔深度实时检测装置
CN1916587A (zh) 一种钻探开发钻井中钻具检测方法
CN104088584B (zh) 一种可自动调节顶进推力的智能气动顶锚杆钻机
CN203223215U (zh) 高效钻机自动控制系统
CN102877831B (zh) 矿用钻孔深度监测装置
CN206468338U (zh) 凿岩机控制系统
CN202599933U (zh) 一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统
CN203455123U (zh) 一种旋转轴功率多通道无线监测装置
CN102981043A (zh) 电力输配线路无线数字监测仪
CN103454993B (zh) 一种纱线瑕疵检测系统及实现方法
CN204877433U (zh) 一种智能岩石钻机控制系统
CN219034695U (zh) 一种煤矿井下定向千米钻机智能钻头
CN203515545U (zh) 全数控地质勘探用立轴钻机控制系统
CN204833731U (zh) 交通物联网车路协同中间件
CN210573965U (zh) 一种工业级dsp处理的多功能监控器
CN214011186U (zh) 一种适用于钻井现场的无线氯离子在线监测系统
CN203978417U (zh) 一种可识别围岩松动范围的智能气动支腿型振动锚杆钻机
CN202483549U (zh) 基于pc的石油钻机智能控制装置
CN103158030A (zh) 一种钻床用自动控制系统
CN204155140U (zh) 一种基于can总线设计的液压泵驱动电机在线监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Tong Minming

Inventor after: Tong Ziyuan

Inventor after: Tang Shoufeng

Inventor after: Dong Haibo

Inventor after: Li Meng

Inventor after: Liang Liang

Inventor after: Li Longwei

Inventor after: Lin Xiangwei

Inventor after: Zhou Ximei

Inventor before: Tong Minming

Inventor before: Tong Ziyuan

Inventor before: Tang Shoufeng

Inventor before: He Xinmin

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: TONG MINMING TONG ZIYUAN TANG SHOUFENG HE XINMIN TO: TONG MINMING TONG ZIYUAN TANG SHOUFENG DONG HAIBO LI MENG LIANG LIANG LI LONGWEI LIN XIANGWEI ZHOU XIMEI

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150304

Termination date: 20210205

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee