CN104389583B - 一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备及方法，该设备包括偏斜测量系统和偏斜调控机构，偏斜调控机构安装在钻式采煤机的风筒与传动箱之间，偏斜测量系统安装在风筒和偏斜调控机构上；所述偏斜调控机构包括双出杆液压缸、缸体连接套和定向风筒，所述偏斜测量系统包括激光发射器、感光板、相机支架和CCD相机，该控制方法根据薄煤层井下实际工况，采用光学成像原理和CCD图像采集技术实现偏斜角度测量，使用偏斜调控机构进行偏斜调节，克服了在后驱动螺旋钻式开采过程中的工作机构严重偏斜且无法监测的问题，保证了钻杆的定向控制。

Description

一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备及方法
技术领域
本发明涉及一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备及方法，属于薄与极薄煤层和保护层开采领域。
背景技术
目前钻式采煤机采用后驱动钻进破煤方式，在钻进开采过程中，破煤载荷、工作机构自身刚度、煤层条件等都会造成工作机构的严重偏斜。由于缺少相应的钻进监测控制设备，使得无法对钻式采煤机工作机构的偏斜进行相应的监测和控制，容易导致钻压急剧上升、卡钻掉杆、预留煤柱增大等后果，导致钻进被迫停止，钻采效率低下。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备及方法，以解决钻采工作机构偏斜、效率低下的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备，包括偏斜测量系统和偏斜调控机构，偏斜调控机构安装在钻式采煤机的风筒与传动箱之间，偏斜测量系统安装在风筒和偏斜调控机构上；
所述偏斜调控机构包括双出杆液压缸、缸体连接套和定向风筒，所述定向风筒一端连接风筒，定向风筒另一端连接传动箱，双出杆液压缸通过缸体连接套竖直固定在定向风筒中；
所述偏斜测量系统包括激光发射器、感光板、相机支架和CCD相机，所述激光发射器安装在风筒通风端中心轴处，感光板安装在定向风筒中心轴处，CCD相机通过相机支架固定在感光板远离激光发射器一侧的定向风筒中心轴处。
本发明中，优选的，所述CCD工业相机外部安装防爆装置。
本发明中，优选的，所述偏斜调控机构还包括滚刀截齿，所述滚刀截齿通过截齿安装座安装在双出杆液压缸两端。
本发明的五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制方法，其包括如下步骤：
a、将安装在定向风筒上的CCD相机、感光板和偏斜调控机构随五钻头钻式采煤机的工作机构一同钻入薄煤层；
b、在钻进过程中，固定在风筒通风端的激光发射器始终在感光板上成像，通过CCD相机实时采集感光板上像点的位置信息并输出至处理器，得到五钻头钻式采煤机的钻头与初始位置之间的偏斜数据；
c、处理器将偏斜数据和规定识别角度对比分析后，控制偏斜调控机构中的双出杆液压缸的伸缩方向以调节钻头钻进的方向。
有益效果：本发明的五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备及方法，根据薄煤层井下实际工况，采用光学成像原理和CCD图像采集技术实现偏斜角度测量，使用偏斜调控机构进行偏斜调节，克服了在后驱动螺旋钻式开采过程中的工作机构严重偏斜且无法监测的问题，保证了钻杆的定向控制，在实际开采过程中有很好的实用性和较强的创新性。
附图说明
图1是本发明的在五钻头钻式采煤机中的布置示图
图2是图1中A-A向剖面图；
图3是图2中B-B向剖面图；
图4是本发明的偏斜调控机构结构布置示图。
图中：1-偏斜测量系统，2-偏斜调控机构，3-风筒，4-传动箱，5-钻头，1-1-激光发射器，1-2-感光板，1-3-相机支架，1-4-CCD相机，1-5-防爆装置，2-1-双出杆液压缸，2-2-缸体连接套，2-3-滚刀截齿，2-4-截齿安装座，2-5-定向风筒。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至4所示，本发明的五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备包括偏斜测量系统1和偏斜调控机构2，偏斜调控机构2安装在钻式采煤机的风筒3与传动箱4之间，偏斜测量系统1安装在风筒3和偏斜调控机构2上。
所述偏斜调控机构2包括双出杆液压缸2-1、缸体连接套2-2和定向风筒2-5，所述定向风筒2-5一端连接风筒3，定向风筒2-5另一端连接传动箱4，双出杆液压缸2-1通过缸体连接套2-2竖直固定在定向风筒2-5中，双出杆液压缸2-1的双向伸缩可以不断调节五钻头钻式采煤机钻头5按照设计方向钻进，滚刀截齿2-3通过截齿安装座2-4分别安装在双出杆液压缸2-1两端，滚刀截齿2-3可以转化钻进方向控制过程中双出杆液压缸2-1两端受到的径向力。
所述偏斜测量系统1包括激光发射器1-1、感光板1-2、相机支架1-3和CCD相机1-4，所述激光发射器1-1安装在风筒3通风端中心轴处，用于不间断发射点光源激光，在定向风筒2-5出风口中心轴处安装圆形感光板1-2，用来感应激光发射器1-1发射的激光并成像显示，CCD相机1-4通过相机支架1-3固定在感光板1-2远离激光发射器1-1一侧的定向风筒2-5中心轴处，CCD相机1-4与双出杆液压缸2-1保留一定间距，通过CCD相机1-4实时采集感光板1-2上像点的位置信息即可得到五钻头钻式采煤机的钻头端与初始位置之间的偏斜数据。所述CCD工业相机1-4外部安装防爆装置1-5，用于保护CCD工业相机1-4。
利用上所述控制设备的五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制方法，其包括以下步骤：
a、将安装在定向风筒2-5上的CCD相机1-4、感光板1-2和偏斜调控机构2随五钻头钻式采煤机的工作机构一同钻入薄煤层；
b、在钻进过程中，固定在风筒3通风端的激光发射器1-1始终在感光板1-2上成像，通过CCD相机1-4实时采集感光板1-2上像点的位置信息并输出至处理器，得到五钻头钻式采煤机的钻头5与初始位置之间的偏斜数据；
c、处理器将偏斜数据和规定识别角度对比分析后，控制偏斜调控机构2中的双出杆液压缸2-1的伸缩方向以调节钻头5钻进的方向。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备，其特征在于：包括偏斜测量系统(1)和偏斜调控机构(2)，偏斜调控机构(2)安装在钻式采煤机的风筒(3)与传动箱(4)之间，偏斜测量系统(1)安装在风筒(3)和偏斜调控机构(2)上；
所述偏斜调控机构(2)包括双出杆液压缸(2-1)、缸体连接套(2-2)和定向风筒(2-5)，所述定向风筒(2-5)一端连接风筒(3)，定向风筒(2-5)另一端连接传动箱(4)，双出杆液压缸(2-1)通过缸体连接套(2-2)竖直固定在定向风筒(2-5)中；
所述偏斜测量系统(1)包括激光发射器(1-1)、感光板(1-2)、相机支架(1-3)和CCD相机(1-4)，所述激光发射器(1-1)安装在风筒(3)通风端中心轴处，感光板(1-2)安装在定向风筒(2-5)中心轴处，CCD相机(1-4)通过相机支架(1-3)固定在感光板(1-2)远离激光发射器(1-1)一侧的定向风筒(2-5)中心轴处。
2.根据权利要求1所述的一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备，其特征在于：所述CCD相机(1-4)外部安装防爆装置(1-5)。
3.根据权利要求1所述的一种五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制设备，其特征在于：所述偏斜调控机构(2)还包括滚刀截齿(2-3)，所述滚刀截齿(2-3)通过截齿安装座(2-4)安装在双出杆液压缸(2-1)两端。
4.一种利用权利要求1所述控制设备的五钻头钻式采煤机钻进偏斜控制方法，其特征在于包括如下步骤：
a、将安装在定向风筒(2-5)上的CCD相机(1-4)、感光板(1-2)和偏斜调控机构(2)随五钻头钻式采煤机的工作机构一同钻入薄煤层；
b、在钻进过程中，固定在风筒(3)通风端的激光发射器(1-1)始终在感光板(1-2)上成像，通过CCD相机(1-4)实时采集感光板(1-2)上像点的位置信息并输出至处理器，得到五钻头钻式采煤机的钻头(5)与初始位置之间的偏斜数据；
c、处理器将偏斜数据和规定识别角度对比分析后，控制偏斜调控机构(2)中的双出杆液压缸(2-1)的伸缩方向以调节钻头(5)钻进的方向。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105422003A (zh) * 2015-11-19 2016-03-23 深圳市钻通工程机械股份有限公司 一种激光制导保直钻进设备
CN107642337B (zh) * 2017-11-06 2019-02-19 中国矿业大学 一种双头钻式采煤机一体化钻杆
CN110374602A (zh) * 2019-07-25 2019-10-25 山东科技大学 一种端帮钻式采煤机单侧回采装置
CN113719294B (zh) * 2021-09-10 2022-11-04 西南交通大学 一种隧道模型试验隧道开挖装置及施工方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2039093A (en) * 1978-12-26 1980-07-30 Conoco Inc Drill machine guidance using natural occurring radiation
CN87204979U (zh) * 1987-03-24 1988-01-13 胡秀天 可分体的激光指向仪
CN2601390Y (zh) * 2003-03-06 2004-01-28 上海隧道工程股份有限公司 微型顶管机的机头姿态激光测量装置
CN101392653A (zh) * 2008-10-17 2009-03-25 华中科技大学 隧道掘进施工导向系统的三维姿态测量装置
CN101705820A (zh) * 2009-10-26 2010-05-12 济南隆恒矿山机械有限公司 钻煤机
CN102006457A (zh) * 2010-11-02 2011-04-06 徐州翔和电气设备有限公司 新型采煤机无线移动视频监控装置
CN102053249A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 吴立新 基于激光扫描和序列编码图形的地下空间高精度定位方法
CN102635354A (zh) * 2012-05-07 2012-08-15 中国矿业大学 五钻头进出风钻式采煤机
CN103089258A (zh) * 2013-01-24 2013-05-08 中国矿业大学 大采宽薄煤层全液压钻式采煤机
CN103438875A (zh) * 2013-09-03 2013-12-11 山西科达自控股份有限公司 基于图像与数据相结合的煤矿连采机控制系统
CN203414818U (zh) * 2013-09-03 2014-01-29 山西科达自控股份有限公司 视频导航靶
CN103558852A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 北方重工集团有限公司 一种用于硬岩巷道采矿机自动行走和纠偏的电控系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2039093A (en) * 1978-12-26 1980-07-30 Conoco Inc Drill machine guidance using natural occurring radiation
CN87204979U (zh) * 1987-03-24 1988-01-13 胡秀天 可分体的激光指向仪
CN2601390Y (zh) * 2003-03-06 2004-01-28 上海隧道工程股份有限公司 微型顶管机的机头姿态激光测量装置
CN101392653A (zh) * 2008-10-17 2009-03-25 华中科技大学 隧道掘进施工导向系统的三维姿态测量装置
CN101705820A (zh) * 2009-10-26 2010-05-12 济南隆恒矿山机械有限公司 钻煤机
CN102053249A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 吴立新 基于激光扫描和序列编码图形的地下空间高精度定位方法
CN102006457A (zh) * 2010-11-02 2011-04-06 徐州翔和电气设备有限公司 新型采煤机无线移动视频监控装置
CN102635354A (zh) * 2012-05-07 2012-08-15 中国矿业大学 五钻头进出风钻式采煤机
CN103089258A (zh) * 2013-01-24 2013-05-08 中国矿业大学 大采宽薄煤层全液压钻式采煤机
CN103438875A (zh) * 2013-09-03 2013-12-11 山西科达自控股份有限公司 基于图像与数据相结合的煤矿连采机控制系统
CN203414818U (zh) * 2013-09-03 2014-01-29 山西科达自控股份有限公司 视频导航靶
CN103558852A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 北方重工集团有限公司 一种用于硬岩巷道采矿机自动行走和纠偏的电控系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
螺旋钻式采煤机钻具偏斜控制方法研究;史文萍;《煤矿机械》;20100930(第09期);第45-46页 *
螺旋钻式采煤机钻具定向控制研究;王磊等;《中国煤炭》;20100228(第02期);第55-58页 *

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