CN105136911A - 一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法 - Google Patents

一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105136911A
CN105136911A CN201510660974.7A CN201510660974A CN105136911A CN 105136911 A CN105136911 A CN 105136911A CN 201510660974 A CN201510660974 A CN 201510660974A CN 105136911 A CN105136911 A CN 105136911A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal
caving
semi
girder
shock sensors
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.)
Pending
Application number
CN201510660974.7A
Other languages
English (en)
Inventor
吴淼
李一鸣
焦亚博
薛光辉
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
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Original Assignee
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
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 Beijing CUMTB filed Critical China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority to CN201510660974.7A priority Critical patent/CN105136911A/zh
Publication of CN105136911A publication Critical patent/CN105136911A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法。根据煤与岩石的硬度不同，确定最能反映垮落煤岩性状的特征信号—振动信号、声压信号和冲击力信号；并根据顶煤放落过程中各综放机械化设备尤其是放顶煤液压支架的动作，确定用以获取三种垮落煤岩特征信号的传感器和矿用便携式测振仪的布置方案；根据传感器的布置方案和矿用便携式测振仪，选择满足要求的传感器；根据选择的三种传感器及其布置方案，在不影响综放工作面放顶煤工艺的情况下，设计声压传感器和两个冲击力传感器相应的安装固定装置；四个传感器安装固定之后，通过电缆将四个传感器与矿用便携式测振仪相连；完成同时采集并存储三种综放工作面垮落煤岩特征信号。

Description

一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法
技术领域
本发明涉及一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法，尤其是该方法能同时采集三种综放工作面垮落煤岩特征信号。
技术背景
煤炭是我国一次能源的主体，综合机械化放顶煤开采方法是实现厚煤层(一般煤层厚度>3.5m)开采的高产、高效的有效方法之一，其实质就是在开采煤层的底部，布置采煤工作面，先由采煤机割掉支架前底部煤层，并由前部刮板机运出，然后再利用三机配套协调关系自动移动综采设备，将采煤工作面向前推移，与此同时工作面利用自身的矿山压力，将支架顶后部的顶煤破碎并促使其垮落，而后将这些垮落的顶煤由工作面支架下方的后部刮板机运出工作面。
该方法虽然成倍地提高了厚煤层的产量和效率,但我国综放开采仍存在许多亟待解决的问题，垮落煤岩性状识别这一关键问题还没有得到很好的解决。垮落煤岩性状识别这一问题表现为自动化和智能化程度低，采出率不高等问题，尤其是综放开采中的关键工艺顶煤的放落仍采用放煤工手动操控电液换向阀来进行控制。放煤工通过肉眼观察来控制放煤口的开关，极易造成顶煤的“欠放”或“过放”现象。
针对目前综放工作面垮落煤岩性状识别这一关键问题，首要需要获取综放工作面垮落煤岩特征信号。由于煤与岩石的硬度不同，故顶煤放落过程中造成的振动、声压及冲击力信号是不同的。因此，可以设计一种可以获取振动、声压与冲击力三种垮落煤岩特征信号的方法应用于综放工作面，从而采集到综放工作面三种垮落煤岩特征信号，为解决综放工作面垮落煤岩性状识别这一问题提供基础。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能同时采集并存储综放工作面振动、声压及冲击力三种垮落煤岩特征信号的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法，能同时采集并存储三种综放工作面垮落煤岩特征信号；其特征在于，该方法的实施结构，由振动加速度传感器、声压传感器及其安装固定装置、两个冲击力传感器及各自的安装固定装置、矿用便携式测振仪及电缆组成；
所述的振动加速度传感器与声压传感器固定在液压支架后尾梁背部，通过电缆分别与矿用便携式测振仪连接；
所述的冲击力传感器，第一个固定在放煤口正下方的悬臂梁上，第二个固定在液压支架后尾梁背部，通过电缆分别与矿用便携式测振仪连接；
所述的振动加速度传感器、声压传感器分别采集顶煤放落过程中煤或矸石冲击液压支架后尾梁的振动信号、声压信号，将其转换为模拟电信号；冲击力传感器拾取顶煤放落过程中煤或矸石落在悬臂梁结构上的冲击力信号，将其转换为模拟电信号；矿用便携式测振仪对采集的模拟电信号进行处理并转化为数字信号进行存储。
所述的声压传感器的安装固定装置，其特征在于，该安装固定装置由圆筒形外壳、垫圈和螺栓组成；圆筒形外壳底部封装有磁性材料，用以吸附在液压支架后尾梁背部，顶部开有圆孔，用以放置声压传感器；中部周向开有4个螺纹孔，螺栓通过外壳上的螺纹孔压紧垫圈，从而固定声压传感器。
所述的第一个冲击力传感器的安装固定装置，其特征在于，该安装固定装置由钢板、螺栓和角钢组成；钢板包括架子支撑钢板、传感器支撑钢板和悬臂梁；架子支撑钢板和两个角钢焊接在悬臂梁上，做成支撑架；传感器支撑钢板平行于悬臂梁焊接在架子支撑钢板上，冲击力传感器放置于悬臂梁与传感器支撑钢板之间，螺栓通过悬臂梁上的螺纹孔对冲击力传感器进行固定；螺栓通过传感器支撑钢板上的螺纹孔对冲击力传感器进行预压紧；悬臂梁用以直接接触顶煤放落过程中的煤或矸石。
所述的第二个冲击力传感器的安装固定装置，其特征在于，该安装固定装置由悬臂梁、开口的盒形结构、螺栓、弹簧和挡板组成；由钢板构成的开口盒形结构开口朝下，内部固定有弹簧，弹簧与挡板相连；该盒形结构顶部焊接在液压支架后尾梁背部，开口处焊接悬臂梁；悬臂梁用以直接接触顶煤放落过程中的煤或矸石；螺栓通过悬臂梁上的螺纹孔固定冲击力传感器，与预先压缩的弹簧相连的挡板对冲击力传感器进行预压紧。
本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出
附图说明
图1是本发明结构框图。
图2是本发明三种传感器布置方案。
图3是本发明冲击力传感器的布置原理图。
图4是本发明第一个冲击力传感器的安装固定装置。
图5是本发明第二个冲击力传感器的安装固定装置。
图6是本发明声压传感器安装固定装置。
其中，图1包括：1.振动加速度传感器，2.声压传感器，3.冲击力传感器，4.矿用便携式测振仪，5.液压支架后尾梁背部，6.设计的固定装置，7.后尾梁背部，8.支架与后部刮板输送机之间，9液压支架两立柱之间；
图2包括：10.声压传感器布置点，11.振动加速度传感器布置点，12.第一个冲击力传感器布置点，13.第二个冲击力传感器布置点；
图4包括：14.传感器支撑钢板，15.悬臂梁，16.架子支撑钢板，17.螺栓，18.角钢，19.冲击力传感器，20.螺栓；
图5包括：21.悬臂梁，22.螺栓，23.开口的盒形结构，24.冲击力传感器，25.弹簧，26.挡板；
图6包括：27.外壳，28.声压传感器，29.螺栓，30.垫圈。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。本实施例不能用于解释对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本实施实例由振动加速度传感器1、声压传感器2、冲击力传感器3、设计的固定装置6、矿用便携式测振仪4及电缆组成；
所述的振动加速度传感器与声压传感器固定在液压支架后尾梁背部5，通过电缆分别与矿用便携式测振仪连接；
所述的冲击力传感器，第一个固定在支撑于支架与后部刮板输送机之间8的支架上，第二个固定在焊接于后尾梁背部7的固定装置内，通过电缆分别与矿用便携式测振仪连接；
所述的矿用便携式测针仪放置于液压支架两立柱9之间；
所述的振动加速度传感器、声压传感器分别采集顶煤放落过程中煤或矸石冲击液压支架后尾梁的振动信号、声压信号，将其转换为模拟电信号；冲击力传感器拾取顶煤放落过程中煤或矸石落在悬臂梁结构上的冲击力信号，将其转换为模拟电信号；矿用便携式测振仪对采集的模拟电信号进行处理并转化为数字信号进行存储。
图2是本发明三种(四个)传感器布置方案。为了破碎顶煤，低位放顶煤液压支架的后尾梁上下摆动，后尾梁在下限位置距离地面的距离约为0.7m。为了不影响后溜运煤，用以获取冲击力信号的第二个冲击力传感器的悬臂梁距地面的高度应高于0.5m；为了不影响后尾梁的摆动，用以测试冲击力传感器的悬臂梁距地面的高度低于0.7m；因此用以测试冲击力传感器的悬臂梁距离地面的高度为0.5～0.7m，第二个冲击力传感器布置点13位于的悬臂梁距离地面的高度选为0.6m，具体的安装固定装置如图4所示，而振动加速度传感器布置点11、声压传感器布置点10和第一个冲击力传感器布置点12位于放顶煤液压支架后尾梁背部，分别通过磁性吸座和设计的安装固定装置固定。
图3为本发明冲击力传感器的布置原理图，假设冲击力的时间间隔足够长，则冲击力消失的瞬间，悬臂梁的一点产生的位移最大为2倍的扰度。若冲击力传感器的预压紧位移大于2倍的扰度，则在连续的冲击力作用下，冲击力传感器能始终保持在预压紧状态，从而获取真实有效的冲击力信号。
图4为本发明第一个冲击力传感器的安装固定装置，支撑钢板16和两个角钢18焊接与悬臂梁15上，做成支撑架；冲击力传感器19通过螺栓17固定在悬臂梁15上；根据冲击力传感器的尺寸，在架子支撑钢板16与悬臂梁15平行的方向上焊接传感器支撑钢板14，通过螺栓20把冲击力传感器预压紧。
图5为本发明第二个冲击力传感器的安装固定装置，开口的盒形结构23开口朝下，内部固定有弹簧25，弹簧25与挡板26相连；该盒形结构23顶部焊接在液压支架后尾梁背部，开口处焊接悬臂梁21；悬臂梁用以直接接触顶煤放落过程中的煤或矸石；螺栓22通过悬臂梁21上的螺纹孔固定冲击力传感器24，与预先压缩的弹簧25相连的挡板26对冲击力传感器24进行预压紧。
图6为本发明的声压传感器安装固定装置，由于这类声压传感器的圆柱形外形，且信号线在顶部，故需设计安装固定装置，圆筒形的外壳27底部封装有磁性材料，可以吸附在液压支架后尾梁的背部，顶部开和声压传感器外形尺寸一样的口，用以放置声压传感器28；通过螺栓29对垫圈30压紧，从而固定声压传感器28。

Claims (4)

1.一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法，能同时采集并存储三种综放工作面垮落煤岩特征信号；其特征在于，该方法的实施结构，由振动加速度传感器、声压传感器及其安装固定装置、两个冲击力传感器及各自的安装固定装置、矿用便携式测振仪及电缆组成；
所述的振动加速度传感器与声压传感器固定在液压支架后尾梁背部，通过电缆分别与矿用便携式测振仪连接；
所述的冲击力传感器，第一个固定在放煤口正下方的悬臂梁上，第二个固定在液压支架后尾梁背部，通过电缆分别与矿用便携式测振仪连接；
所述的振动加速度传感器、声压传感器分别采集顶煤放落过程中煤或矸石冲击液压支架后尾梁的振动信号、声压信号，将其转换为模拟电信号；冲击力传感器拾取顶煤放落过程中煤或矸石落在悬臂梁结构上的冲击力信号，将其转换为模拟电信号；矿用便携式测振仪对采集的模拟电信号进行处理并转化为数字信号进行存储。
2.根据权利要求1所述的声压传感器的安装固定装置，其特征在于，该安装固定装置由圆筒形外壳、垫圈和螺栓组成；圆筒形外壳底部封装有磁性材料，用以吸附在液压支架后尾梁背部，顶部开有圆孔，用以放置声压传感器；中部周向开有4个螺纹孔，螺栓通过外壳上的螺纹孔压紧垫圈，从而固定声压传感器。
3.根据权利要求1所述的第一个冲击力传感器的安装固定装置，其特征在于，该安装固定装置由钢板、螺栓和角钢组成；钢板包括架子支撑钢板、传感器支撑钢板和悬臂梁；架子支撑钢板和两个角钢焊接在悬臂梁上，做成支撑架；传感器支撑钢板平行于悬臂梁焊接在架子支撑钢板上，冲击力传感器放置于悬臂梁与传感器支撑钢板之间，螺栓通过悬臂梁上的螺纹孔对冲击力传感器进行固定；螺栓通过传感器支撑板上的螺纹孔对传感器进行预压紧；悬臂梁用以直接接触顶煤放落过程中的煤或矸石。
4.根据权利要求1所述的第二个冲击力传感器的安装固定装置，其特征在于，该安装固定装置由悬臂梁、开口的盒形结构、螺栓、弹簧和挡板组成；由钢板构成的开口盒形结构开口朝下，内部固定有弹簧，弹簧与挡板相连；该盒形结构顶部焊接在液压支架后尾梁背部，开口处焊接悬臂梁；悬臂梁用以直接接触顶煤放落过程中的煤或矸石；螺栓通过悬臂梁上的螺纹孔固定冲击力传感器，与预先压缩的弹簧相连的挡板对冲击力传感器进行预压紧。
CN201510660974.7A 2015-10-14 2015-10-14 一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法 Pending CN105136911A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510660974.7A CN105136911A (zh) 2015-10-14 2015-10-14 一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510660974.7A CN105136911A (zh) 2015-10-14 2015-10-14 一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105136911A true CN105136911A (zh) 2015-12-09

Family

ID=54722336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510660974.7A Pending CN105136911A (zh) 2015-10-14 2015-10-14 一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105136911A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108005700A (zh) * 2017-12-01 2018-05-08 中国矿业大学 一种与液压支架配合使用的超声波激励放顶煤装置及其使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104329091A (zh) * 2014-10-21 2015-02-04 中国矿业大学(北京) 一种基于采煤机截割电机多参数的煤岩性状识别系统及方法
CN104373153A (zh) * 2014-09-23 2015-02-25 中国矿业大学(北京) 一种煤矿井下综放工作面的煤岩性状识别方法与系统
CN104564157A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 中国矿业大学(北京) 一种适用于综放工作面顶煤放落的煤岩性状识别传感装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104373153A (zh) * 2014-09-23 2015-02-25 中国矿业大学(北京) 一种煤矿井下综放工作面的煤岩性状识别方法与系统
CN104329091A (zh) * 2014-10-21 2015-02-04 中国矿业大学(北京) 一种基于采煤机截割电机多参数的煤岩性状识别系统及方法
CN104564157A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 中国矿业大学(北京) 一种适用于综放工作面顶煤放落的煤岩性状识别传感装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱世刚: "综放工作面煤岩性状识别方法研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
薛光辉 等: "基于声压信号时域特征的综放工作面煤岩性状识别方法研究", 《煤炭工程》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108005700A (zh) * 2017-12-01 2018-05-08 中国矿业大学 一种与液压支架配合使用的超声波激励放顶煤装置及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103698806B (zh) 一种tbm上三种超前地质预报仪器的搭载装置
CN105974465B (zh) 隧道三维地震波超前探测空间观测系统与方法
CN104977234A (zh) 承压岩石破坏失稳过程与动态渗透特性试验装置及方法
CN201177585Y (zh) 桩基高应变检测装置
CN102021919A (zh) 一种基坑无线监测报警装置及其监测方法
CN107203010A (zh) 地下空间围岩灾害释能及缓冲实时监测方法
AU2015101608A4 (en) Rock acoustic wave detection transducer
CN108414128B (zh) 监测模型盾构机开挖面上土压力的装置和方法
CN104652501A (zh) 桩侧探孔内激振的桩基质量检测装置及方法
CN104564157A (zh) 一种适用于综放工作面顶煤放落的煤岩性状识别传感装置
CN203658592U (zh) 一种tbm上三种超前地质预报仪器的搭载装置
CN105136911A (zh) 一种综放工作面垮落煤岩特征信号的获取方法
CN110376643B (zh) 一种用于旋喷桩径检测的微震效应数据处理方法
CN104697683A (zh) 动力灾害矿井锚岩稳定性集成检测方法及系统
CN206369722U (zh) 一种快速装卸式围岩声发射传感器安装装置
CN112255314A (zh) 一种混凝土输料导管位置测量装置
CN205139093U (zh) 一种综放工作面垮落煤岩特征信号采集系统
CN104763000A (zh) 一种基桩完整性的检测方法
CN204716230U (zh) 高频射孔数据采集仪
CN102182515B (zh) 无损实时磁监测预报深部围岩岩爆的方法
CN102134990B (zh) 水泥头磁感应胶塞指示器
CN102562164B (zh) 用于露天采煤区爆破的防洪坝系安全监测方法和监测系统
CN204662519U (zh) 一种基桩完整性的检测装置及其重锤
CN102913287B (zh) 一种矿井地下水库的安全监控方法
CN104965219A (zh) 煤矿微震监测系统及监测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151209

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication