CN105569658A - 采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法 - Google Patents

采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105569658A
CN105569658A CN201510914052.4A CN201510914052A CN105569658A CN 105569658 A CN105569658 A CN 105569658A CN 201510914052 A CN201510914052 A CN 201510914052A CN 105569658 A CN105569658 A CN 105569658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal
processor
cut
rock
recognition
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
CN201510914052.4A
Other languages
English (en)
Inventor
苏秀平
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.)
Jiangsu Normal University
Original Assignee
Jiangsu Normal University
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 Jiangsu Normal University filed Critical Jiangsu Normal University
Priority to CN201510914052.4A priority Critical patent/CN105569658A/zh
Publication of CN105569658A publication Critical patent/CN105569658A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法。包括太赫兹成像煤岩分布识别传感器、处理器、调高油缸、调高滚筒和报警装置；处理器内存有滚筒在各截割位置处的设定截割状态参数；太赫兹成像煤岩分布识别传感器识别采煤机下一截割循环各截割位置处的煤岩分布情况，并将识别结果输出至处理器，处理器根据煤岩分布识别方法对该识别结果进行处理、存储，存储结果作为在下一截割循环对应位置处、处理器输出信号至调高油缸和调高滚筒或报警装置的依据。提前识别下一截割循环内煤岩分布情况，提前确定滚筒高度，避免切入岩石。克服记忆截割煤岩界面识别技术下，只有当滚筒截齿切入岩石后才能识别出其截割岩石的缺点。

Description

采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法
技术领域
本发明涉及一种煤岩界面识别的装置与方法，具体涉及一种采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法，属于煤岩界面识别技术领域。
背景技术
煤岩界面自动识别是实现采煤机滚筒自动调高及采煤工作面自动化控制首先遇到的问题。进行煤岩界面识别的目的是确保滚筒在煤层中进行截割工作，及时防止滚筒截齿切入岩石，以防事故发生。当前，采煤机煤岩界面识别技术已发展到记忆截割煤岩界面识别阶段。该技术具有截割状态识别传感器和处理器。该技术在采煤机自动截割循环之前，预先采用人工施教方式进行采煤机第一刀截割，同时，在采煤机截割过程中，由处理器记忆采煤机各截割位置处滚筒高度轨迹参数。然后，从第二循环开始，利用处理器记忆的上一截割循环各位置处的滚筒高度轨迹参数来控制滚筒在本截割割循环对应位置处的滚筒高度，同时，利用截割状态识别传感器对滚筒当前截割状态进行识别，若滚筒截齿切入岩石，则由处理器控制采煤机调高油缸和调高滚筒下降，直至滚筒截割至煤层，同时，处理器记忆当前位置处的滚筒高度轨迹参数，作为下一截割循环对应位置处的滚筒高度参数。可见，传统煤岩界面识别技术只有当滚筒截齿切入岩石的问题发生后，才能识别出滚筒截齿的截岩状态，因此，煤岩界面识别结果落后于工作条件变化，滚筒的调高控制更加落后于工作条件的变化。从控制方法上看，记忆截割煤岩界面识别技术是一种基于反馈控制的煤岩界面识别方法。传统记忆截割煤岩界面识别技术实现框图如附图2所示。
太赫兹技术近年来出现的电磁新技术。太赫兹的频率很高、波长很短，具有很高的时域频谱信噪比，且在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少，可以穿透墙体对房屋内部进行扫描，可以对“墙后”物体进行三维立体成像，因此，太赫兹成像具有独特优势，目前已经开始进入商业应用阶段。
由于当前记忆截割煤岩界面识别技术存在以上不足之处，因此尽管记忆截割技术取得了一定的效果，但不是十分令人满意，只能在有限的地质条件下使用。而太赫兹成像具有的独特优势，为解决当前记忆截割煤岩界面识别技术中存在的问题提供了可靠的解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对已有记忆截割煤岩界面识别技术中存在的不足之处，提供一种采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法；在上一截割循环识别到煤层中有岩石的截割位置处，处理器输出信号至报警装置发出报警信号。在整个截割循环过程中，太赫兹成像煤岩分布识别传感器对下一截深内的煤岩分布情况进行识别，识别结果信号输出至处理器，处理器根据煤岩分布识别方法对该识别结果进行处理、存储，存储结果处理结果作为在下一截割循环对应位置处、处理器输出信号至调高油缸和调高滚筒或报警装置的依据。
一种采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置，包括处理器、调高油缸、调高滚筒和报警装置，还包括太赫兹成像煤岩分布识别传感器；太赫兹成像煤岩分布识别传感器输出至处理器，处理器输出信号至调高油缸，调高油缸输出信号至调高滚筒，或处理器输出信号至报警装置。
一种采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别方法，包括以下步骤：
a.将太赫兹成像煤岩界面识别传感器安装在采煤机机身合适位置上；
b.在采煤机自动截割之前，采用人工施教方式进行第一刀截割，由处理器记忆、存储滚筒在各截割位置处的滚筒高度轨迹参数，即确定各截割位置处的设定截割状态（默认截煤）参数；同时，太赫兹成像煤岩分布识别传感器对下一截深内的煤岩分布情况进行识别；
c.太赫兹成像煤岩分布识别传感器的识别结果信号输出至处理器，处理器根据煤岩分布识别方法对该识别结果进行处理、存储，存储结果处理结果作为下一截割循环对应位置处、处理器输出信号至调高油缸和调高滚筒或报警装置的依据；
d.从第二截割循环开始，采煤机开始自动截割循环，在纯煤层截割位置处，处理器根据存储的设定截割状态（默认截煤）时的滚筒高度轨迹参数自动驱动调高油缸及调高滚筒，实现滚筒高度自动调整；在上一截割循环识别到顶板有岩石的截割位置处，根据顶板岩石及纯煤层厚度信息，处理器输出对应的下调滚筒高度信号，下调滚筒高度至纯煤层后，由处理器修改、记忆当前滚筒高度轨迹参数，作为下一截割循环对应位置处滚筒高度轨迹参数的设定截割状态（默认截煤）参数；在上一截割循环识别到煤层中有岩石的截割位置处，处理器输出信号至报警装置发出报警信号。
本发明可在上一截割循环识别到煤层中有岩石的截割位置处，处理器输出信号至报警装置发出报警信号。在整个截割循环过程中，太赫兹成像煤岩分布识别传感器对下一截深内的煤岩分布情况进行识别，识别结果信号输出至处理器，处理器根据煤岩分布识别方法对该识别结果进行处理、存储，存储结果作为下一截割循环对应位置处，处理器输出信号至调高油缸和调高滚筒或报警装置的依据。提前识别采煤机下一截割循环滚筒截深内的煤岩分布情况，进而提前确定滚筒高度，避免滚筒截齿切入岩石，属于一种前馈控制技术。克服传统了传统记忆结果煤岩界面识别技术存在的只有等到滚筒截齿切入岩石的问题发生后才能识别出滚筒岩石截割状态的缺点。
附图说明
图1是本发明的煤岩分布组成识别技术实现框图。
图2是传统记忆截割煤岩界面识别技术实现框图。
具体实施方式
如图1所示，采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置，包括太赫兹成像煤岩界面识别传感器、处理器、调高油缸、调高滚筒和报警装置。太赫兹成像煤岩界面识别传感器的输出信号至处理器，处理器输出信号至调高油缸、调高油缸输出信号至调高滚筒，或处理器输出信号至报警装置。处理器内存有滚筒在各截割位置处的设定截割状态（默认截煤）参数。太赫兹成像煤岩分布识别传感器识别采煤机下一截割循环各截割位置处的煤岩分布情况，并将识别结果输出至处理器，处理器根据采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别方法，将该识别结果处理、存储，存储结果作为下一截割循环对应位置处、处理器调整调高油缸和调高滚筒或输出报警信号的依据。
采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别方法，包括以下步骤：
a.将太赫兹成像煤岩界面识别传感器安装在采煤机机身合适位置上。
b.采煤机自动截割之前，采用人工施教方式进行第一刀截割，由处理器记忆、存储滚筒在各截割位置处的滚筒高度轨迹参数，即确定各截割位置处的设定截割状态（默认截煤）参数。同时，太赫兹成像煤岩分布识别传感器对下一截深内的煤岩分布情况进行识别。
c.太赫兹成像煤岩分布识别传感器的识别结果信号输出至处理器。处理器根据煤岩分布识别方法对该识别结果进行处理、存储，存储结果作为下一截割循环对应位置处、处理器输出信号至调高油缸和调高滚筒或报警装置的依据。具体为：当识别结果为正常煤层时，则在下一截割循环对应位置处的滚筒高度，为存储器存储的设定截割状态（默认截煤）时的高度，处理器根据存储的设定截割状态（默认截煤）时的滚筒高度轨迹参数驱动调高油缸及调高滚筒，实现滚筒高度调整；当识别到顶板有岩石时，处理器记忆顶板岩石及纯煤层厚度信息，在下一截割循环对应位置处，进行滚筒高度调整，同时处理器修改、记忆当前位置滚筒高度轨迹的设定截割状态（默认截煤）参数；当识别到煤层中有岩石时，则在下一截割循环对应位置处，处理器输出信号至报警装置发出报警信号。
d.从第二截割循环开始，采煤机开始自动截割循环。在纯煤层截割位置处，处理器根据存储的设定截割状态（默认截煤）时的滚筒高度轨迹参数自动驱动调高油缸及调高滚筒，实现滚筒高度自动调整；在上一截割循环识别到顶板有岩石的截割位置处，根据顶板岩石及纯煤层厚度信息，处理器输出对应的下调滚筒高度信号，下调滚筒高度至纯煤层后，由处理器修改、记忆当前滚筒高度轨迹参数，作为下一截割循环对应位置处滚筒高度轨迹参数的设定截割状态（默认截煤）参数；在上一截割循环识别到煤层中有岩石的截割位置处，处理器输出信号至报警装置发出报警信号。在整个截割循环过程中，太赫兹成像煤岩分布识别传感器对下一截深内的煤岩分布情况进行识别，识别结果信号输出至处理器，处理器根据煤岩分布识别方法对该识别结果进行处理、存储，存储结果作为下一截割循环对应位置处、处理器输出信号至调高油缸和调高滚筒或报警装置的依据；具体为见步骤c。
从以上采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别方法的识别过程可以看出，本发明提前识别采煤机下一截割循环滚筒截深内的煤岩分布情况，进而提前确定滚筒高度，避免滚筒截齿切入岩石，属于一种前馈控制技术。克服传统了传统记忆结果煤岩界面识别技术存在的只有等到滚筒截齿切入岩石的问题发生后才能识别出滚筒岩石截割状态的缺点。

Claims (2)

1.一种采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置，包括处理器、调高油缸、调高滚筒和报警装置，其特征在于：还包括太赫兹成像煤岩分布识别传感器；太赫兹成像煤岩分布识别传感器输出至处理器，处理器输出信号至调高油缸，调高油缸输出信号至调高滚筒，或处理器输出信号至报警装置。
2.一种采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将太赫兹成像煤岩界面识别传感器安装在采煤机机身合适位置上；
b.在采煤机自动截割之前，采用人工施教方式进行第一刀截割，由处理器记忆、存储滚筒在各截割位置处的滚筒高度轨迹参数，即确定各截割位置处的设定截割状态（默认截煤）参数；同时，太赫兹成像煤岩分布识别传感器对下一截深内的煤岩分布情况进行识别；
c.太赫兹成像煤岩分布识别传感器的识别结果信号输出至处理器，处理器根据煤岩分布识别方法对该识别结果进行处理、存储，存储结果作为在下一截割循环对应位置处、处理器输出信号至调高油缸和调高滚筒或报警装置的依据；
d.从第二截割循环开始，采煤机开始自动截割循环，在纯煤层截割位置处，处理器根据存储的设定截割状态（默认截煤）时的滚筒高度轨迹参数自动驱动调高油缸及调高滚筒，实现滚筒高度自动调整；在上一截割循环识别到顶板有岩石的截割位置处，根据顶板岩石及纯煤层厚度信息，处理器输出对应的下调滚筒高度信号，下调滚筒高度至纯煤层后，由处理器修改、记忆当前滚筒高度轨迹参数，作为下一截割循环对应位置处滚筒高度轨迹参数的设定截割状态（默认截煤）参数；在上一截割循环识别到煤层中有岩石的截割位置处，处理器输出信号至报警装置发出报警信号。
CN201510914052.4A 2015-12-12 2015-12-12 采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法 Pending CN105569658A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510914052.4A CN105569658A (zh) 2015-12-12 2015-12-12 采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510914052.4A CN105569658A (zh) 2015-12-12 2015-12-12 采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105569658A true CN105569658A (zh) 2016-05-11

Family

ID=55880214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510914052.4A Pending CN105569658A (zh) 2015-12-12 2015-12-12 采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105569658A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106682308A (zh) * 2016-12-27 2017-05-17 天地上海采掘装备科技有限公司 采煤机负载位置载荷分析方法
CN107120116A (zh) * 2017-07-03 2017-09-01 中国矿业大学 一种基于图像识别的采煤机滚筒自动调高装置与方法
CN108458989A (zh) * 2018-04-28 2018-08-28 江苏建筑职业技术学院 一种基于太赫兹多参数谱的煤岩识别方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123163A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 The Centre For Integrated Photonics Limited Method to generate and detect terahertz radiation
WO2010118215A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Georgia Tech Research Corporation Superjunction collectors for transistors & semiconductor devices
CN102445711A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种太赫兹波探测器
CN102496004A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 中国矿业大学(北京) 一种基于图像的煤岩界面识别方法与系统
CN103940907A (zh) * 2014-05-09 2014-07-23 天地上海采掘装备科技有限公司 煤岩识别设备及其识别方法
CN104131814A (zh) * 2014-07-03 2014-11-05 冀中能源集团有限责任公司 采煤机煤岩界面模拟实验装置
CN104481534A (zh) * 2014-11-06 2015-04-01 中国矿业大学 一种采煤机滚筒自动调高系统
CN104698456A (zh) * 2015-03-26 2015-06-10 西安电子科技大学 基于预调制aic的太赫兹雷达成像方法
CN104895564A (zh) * 2015-04-22 2015-09-09 河南理工大学 基于机器视觉用于采煤机的煤岩界面识别装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123163A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 The Centre For Integrated Photonics Limited Method to generate and detect terahertz radiation
WO2010118215A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Georgia Tech Research Corporation Superjunction collectors for transistors & semiconductor devices
CN102445711A (zh) * 2010-09-30 2012-05-09 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种太赫兹波探测器
CN102496004A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 中国矿业大学(北京) 一种基于图像的煤岩界面识别方法与系统
CN103940907A (zh) * 2014-05-09 2014-07-23 天地上海采掘装备科技有限公司 煤岩识别设备及其识别方法
CN104131814A (zh) * 2014-07-03 2014-11-05 冀中能源集团有限责任公司 采煤机煤岩界面模拟实验装置
CN104481534A (zh) * 2014-11-06 2015-04-01 中国矿业大学 一种采煤机滚筒自动调高系统
CN104698456A (zh) * 2015-03-26 2015-06-10 西安电子科技大学 基于预调制aic的太赫兹雷达成像方法
CN104895564A (zh) * 2015-04-22 2015-09-09 河南理工大学 基于机器视觉用于采煤机的煤岩界面识别装置

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘正彦: "煤岩界面识别中的传感器优化布置与管理算法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
张新等: "煤岩界面识别技术研究", 《煤矿机械》 *
张蕾等: "太赫兹（THz）成像的进展概况", 《量子电子学报》 *
王冬梅: "采煤机记忆截割技术的设计与应用", 《科学之友》 *
王昕等: "煤岩介质在太赫兹频段的介电特性研究", 《中国矿业大学学报》 *
郝迎吉等: "采煤机记忆截割控制系统的实现", 《矿山机械》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106682308A (zh) * 2016-12-27 2017-05-17 天地上海采掘装备科技有限公司 采煤机负载位置载荷分析方法
CN106682308B (zh) * 2016-12-27 2019-12-13 天地上海采掘装备科技有限公司 采煤机负载位置载荷分析方法
CN107120116A (zh) * 2017-07-03 2017-09-01 中国矿业大学 一种基于图像识别的采煤机滚筒自动调高装置与方法
CN107120116B (zh) * 2017-07-03 2020-01-03 中国矿业大学 一种基于图像识别的采煤机滚筒自动调高装置与方法
CN108458989A (zh) * 2018-04-28 2018-08-28 江苏建筑职业技术学院 一种基于太赫兹多参数谱的煤岩识别方法
CN108458989B (zh) * 2018-04-28 2020-10-09 江苏建筑职业技术学院 一种基于太赫兹多参数谱的煤岩识别方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2711418C1 (ru) Способ определения абсолютного положения угледобывающей машины
CN105569658A (zh) 采用太赫兹成像技术的采煤机煤岩分布识别装置及方法
AU2015210478B2 (en) Pan pitch control in a longwall shearing system
MX2012009731A (es) Sistema y metodo para optimizar la velocidad de perforacion.
CN102061914B (zh) 用于操纵采掘机切割器的方法
CN103216233B (zh) 一种薄煤层煤岩界面识别及滚筒自动调高的方法
WO2010149315A3 (de) Verfahren zur automatisierten herstellung einer definierten streböffnung durch neigungsgestützte radarnavigation der walze bei einem walzenschrämlader
CN102720496A (zh) 采煤机煤岩界面自动识别、滚筒自动调高方法和系统
CN108561134A (zh) 综采放顶煤工作面自动放煤控制系统及方法
CN104948186B (zh) 一种基于温度的煤岩界面识别方法
WO1990012949A3 (en) Method and apparatus for increasing the efficiency of highwall mining
CN104653181A (zh) 一种基于灰度识别技术的放顶煤开采过程混矸比例控制系统及方法
CN116755414B (zh) 一种基于物联网的矿采设备监管系统
CN109488297A (zh) 一种可视化矿井下记忆割煤系统及方法
CN110685687A (zh) 一种基于雷达波-图像复合式煤岩识别的采煤方法
CN113803069B (zh) 智能化综放工作面采煤机无示教记忆截割系统及方法
MX2013014841A (es) Metodos de perforacion de pozos con respuesta automatica a deteccion de eventos.
CN210317308U (zh) 基于光谱技术的井下煤矸分离装置
CN110738825A (zh) 一种敞开式tbm破碎地层预警方法及系统
CN106401585A (zh) 一种基于采煤机和支架协同控制的记忆割煤控制方法
CN105201507A (zh) 急倾斜特厚煤层短壁工作面的开采系统及开采方法
CN111583302B (zh) 一种基于三维激光点云的割煤顶板线提取方法
CN114718560A (zh) 综采工作面采煤控制方法及装置
CN114199826A (zh) 一种基于物体反光性能差异的煤岩识别方法
CN208705727U (zh) 输电线路巡视无人机避障控制装置

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160511