CN110702480A - 一种模拟冲击预裂与截割的实验系统 - Google Patents

Abstract

一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，包括引入计算机程序控制系统，利用计算机程序模拟采煤机截割部的运动状态，根据实际需要利用程序控制采煤机滚筒的范围、转速等参数，本发明中采煤机滚筒上方设有轨道，利用计算机可控制采煤机在根据轨道位置进行移动，实验系统中具有定位装置，将实验使用煤壁利用该装置放置，确保定位的准确性，解决了原有设备定位准确性不足的问题，设备下方设有传送带，工作过程中传送带会将截齿截割后的落煤清理，防止由于落煤量过大影响系统工作，提高全过程实验结果可靠性，提高系统自动化程度，解决了原有方式自动化程度低、定位误差大以及实验周期长、实验台搭建困难等诸多问题。

Description

一种模拟冲击预裂与截割的实验系统

技术领域

本发明属于实验系统领域，特别是涉及一种模拟冲击预裂与截割的实验系统。

背景技术

目前，煤炭是我国能源结构中十分重要的一部分，煤矿的开采在我国仍然十分重要，虽然有水采等方式，可利用高压水射流等方法进行煤矿的开采，但是开采效率低、产量小、安全性差同时存在很多方面的局限，因此，在我国的煤矿开采领域中，采煤机仍然是不可或缺的综采设备，采煤机应用与煤矿开采时，其开采过程是先利用采煤机截割部的截齿进行冲击，使煤岩发生预裂，接着对煤岩进行截割，因此，需要对采煤机冲击预裂与截割的过程进行实验分析，模拟冲击预裂与截割的实验系统就尤为重要。现阶段，还尚未出现高度集成化、自动化的模拟冲击预裂与截割实验系统，各大企业、高校、研究机构对模拟冲击预裂与截割的实验中往往采取临时搭建，搬运煤壁依靠人工，临时采取挡板固定，采煤机滚筒冲击预裂的过程也没有实现自动化，每次实验煤壁的更换与定位均采取人工方式，精度差、效率低实验结果可靠性低，落煤需人工清理，耗费大量时间，同时也可能因清理过程触碰煤壁等设备所导致的偏差，导致设备间位置发生变化，影响实验结果。

因此，设计一种自动化程度高、精度高、误差小的安全的模拟冲击预裂与截割的实验系统，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，通过对现有的模拟冲击预裂与截割的实验装置进行改进，在其上安装计算机等装置，利用计算机对其工作过程进行控制，提高其自动化水平，在其上加装传输装置，利用传输装置运送落煤，防止由于落煤未得到及时的清理而导致实验无法进行，同时，落煤清理采取传输装置运送的方式，省去了人工清理落煤的过程，提高整体工作效率，减少由于清理落煤所占用时间，提高效率，减少停机时间，在其上加装轨道，模拟采煤机截割部可依赖上方轨道进行运动，调整模拟采煤机截割部的方位。本发明不仅提高实验过程的工作效率，并且提高自动化水平，利用自动化控制的方法对整个系统进行控制，有效提高系统精度，防止由于人为操作不当造成误差，甚至会造成系统中设备的二次伤害，利用该方法，有效避免人工参与实验，提高实验效率与实验结果的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，包括在原有基础上增设计算机控制系统，利用计算机控制系统实现实验的工作过程，通过在实验开始前在计算机中输入程序，根据程序进行控制，提高系统的工作效率，实验系统中设有传输装置，在实验过程中，模拟采煤机截割部截齿会对实验煤壁进行冲击与截割，在此作用下会有落煤产生，利用传输装置将落煤运离模拟采煤机截割部实验所在的工作位置，防止由于落煤过多而影响实验正常进行，实验系统中设置有轨道，轨道为模拟采煤机截割部的运动提供轨迹，可实现采煤机滚筒的精确定位，所述计算机控制系统可控制实验过程所需的滚筒位置、转速以及传输装置运行速度等参数，所述模拟采煤机截割部可等效模拟采煤机实际工作过程中滚筒以及滚筒上截齿的工作状态，所述传输装置能够承受落煤过程中的冲击，同时，能够在落煤的情况下正常完成落煤的输送工作，实现落煤的清理，所述轨道可承受模拟采煤机截割部自重并且能够承受模拟采煤机截割部工作过程的振动与冲击，可保证轨道不发生形变，实验系统可正常工作。

进一步，所述计算机控制系统可控制整个实验系统工作过程，对应的，所述传输装置布置于系统中模拟煤壁前侧，既可以完成模拟煤壁安装就位过程的运输，又可以在实验系统进行实验的过程中完成落煤的运输工作。

进一步，所述轨道可实现系统中模拟采煤机截割部的运动与定位工作，模拟采煤机截割部通过机械结构与上方的轨道相连，计算机控制系统通过实验前所预设的程序对模拟采煤机截割部的位置进行判断，调整模拟采煤机截割部的位置、转速等参数，得出不同实验结果与结论，保证系统中各部分高效、有序进行工作，防止由于人为操作不当导致的安全问题以及由于人为操作定位偏差过大导致实验数据可靠性不足的问题。

采用上述一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，包括在原有的实验平台基础上进行改造，在其上增加计算机控制系统，实现实验过程的自动化控制，提高实验系统自动化程度；在实验系统中增设传输装置，传输装置可实现落煤的自动运输工作，实验过程中模拟采煤机截割部会对模拟煤壁进行冲击预裂与截割的工作，在实验过程中，模拟煤壁会产生落煤，传输装置能够将落煤运离当前位置，防止落煤积累过多导致实验受到影响；模拟采煤机截割部上方设有轨道，采煤机截割部通过轨道实现运动，通过计算机控制系统的预设程序完成定位，实现实验的自动化运行，该实验系统实现了自动化，减少人工操作，降低操作者劳动强度，提高工作效率，减少停机时间，同时，利用自动化控制方式免去人工操作，降低误差，提高了工作系统的可靠性。

本发明的有益效果：

一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，利用计算机程序控制的方式完成模拟冲击预裂与截割实验，实现实验系统的自动化，一种模拟冲击预裂与截割的实验系统采用传输装置完成落煤的清理工作，实验过程中，模拟采煤机截割部将会对模拟煤壁进行与采煤机井下实际工作所类似的冲击预裂与截割工作，模拟煤壁在受到此类冲击的作用下将会产生落煤，落煤在实验过程中需进行清理，若清理不足会导致落煤积累量过大，进而导致实验系统出现故障，因此，本实验系统采用在系统中增设传输装置的方法实现系统落煤的处理，实现落煤自动化高效、快速处理，减少落煤清理所占用的时间，避免由于落煤清理工作不及时而导致实验中断、截齿磨损加剧甚至发生安全事故，一种模拟冲击预裂与截割的实验系统采用增设轨道的方式对模拟采煤机截割部的运动进行导向与控制，模拟采煤机截割部通过机械结构与轨道之间进行连接，通过轨道进行运动。一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，解决了原有方式自动化程度低、工作效率低、人工参与过多导致定位精度低等问题，同时，也解决了落煤运输的问题，工作过程中有效模拟采煤机实际工作环境，为采煤机实际工作过程冲击预裂与截割提供了一定的理论指导。采用一种模拟冲击预裂与截割的实验系统可以有效的提高实验过程的效率，增加实验数据，提高实验结果可靠性，利用传输装置进行落煤运输，一方面，提高工作系统自动化程度，节约时间，另一方面，防止人工清理落煤过程中会触碰实验所需的模拟煤壁，降低实验结果可靠性，利用机械结构将模拟采煤机截割部与轨道相连接，利用计算机程序控制模拟采煤机截割部所在位置，避免了人为操作所带来的误差，提高实验结果的可靠性。

附图说明

图1为本发明总体布置图；

图2为本发明系统主视图；

图3为本发明系统后视图；

图4为本发明系统结构图。

图中，1—计算机，2—支撑装置，3-长度方向导轨，4-深度方向导轨，5-模拟采煤机截割部，6-滑块，7-传输装置，8-模拟煤壁固定装置，9-导轨立柱。

具体实施方式

如图1为本发明一种模拟冲击预裂与截割的实验系统的总体结构示意图，图2、图3及图4为本发明一种模拟冲击预裂与截割的实验系统主视图、后视图及右视图，目的是更加准确的表达系统总体结构。一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，包括模拟采煤机截割部5，模拟采煤机截割部5通过滑块6实现在长度导轨3与深度导轨4上的移动，实现模拟采煤机截割部5的定位工作，导轨通过导轨立柱9与支撑装置2相连，实现导轨的固定工作。一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，利用计算机1程序控制系统中模拟采煤机截割部5的位置以及传输装置7的运行状态，本发明利用滑块6实现模拟采煤机截割部5在导轨上的运动，利用模拟煤壁固定装置8对实验过程中的模拟煤壁进行定位，降低定位过程的误差，采用长度导轨3实现模拟采煤机截割部5在对模拟煤壁进行冲击预裂与截割过程中长度方向的运动，通过深度导轨4实现冲击预裂与截割过程中截割深度方向的控制，模拟采煤机截割部5等效于采煤机实际工作过程中的采煤机截割部，可模拟采煤机截割部5实验过程的数据参数、工作状态等，进行实际工作中采煤机截割部的状态分析，传输装置7将实验过程中模拟采煤机截割部5截割煤壁过程产生的落煤进行清理，实现落煤的自动化清理，提高实验系统工作效率，减少由于落煤清理而导致的停机，同时，防止由于落煤积累过多导致实验无法正常进行以及由于落煤原因导致的截齿二次磨损，影响工作效率，降低截齿使用寿命。

因此，采用一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，提高实验过程的工作效率，减少停机实间，提高模拟安装过程的定位精度，提高数据准确性，提高自动化程度，降低科研人员劳动强度，突破原有实验方式自动化程度低、工作效率低、定位精度差及落煤清理不及时等诸多问题。

Claims (1)

1.一种模拟冲击预裂与截割的实验系统，其特征在于，包括：在现有设备的基础上进行改造，增设程序控制系统，利用程序对系统的工作进行控制，实现模拟冲击预裂与截割工作，解决了原有方式自动化程度低，工作效率低的问题；在实验系统中设置有传输装置，传输装置能够实现落煤清理的功能，在模拟采煤机截割部对实验煤壁进行预裂与冲击之后，煤壁会在截齿的作用下出现掉落，原有技术中落煤不会被清理，而是随着截割时间的推移，落煤逐渐增多，达到一定程度后将会影响实验的正常进行，并且可能会对截齿造成损伤，设备改进后可实现落煤的快速清理，落煤清理以后不影响实验的正常进行，对截齿也起到一定保护作用，延长实验系统的使用时间，解决原有方式落煤清理问题，同时，系统中设置定位装置固定煤壁，使煤壁定位变得更加准确，降低煤壁的定位误差，使实验的精确度进一步提高。所述方法有利用程序控制系统动作，实现模拟采煤机截割部的工作，所述轨道在系统中能够正常使用，实验所需的力、冲击等均在承受范围以内，可以协助系统完成实验所需，所述传输装置可以承受落煤的载荷冲击，能够完成落煤的运输工作，实验过程中可正常工作，确保实验能够正常、平稳的进行，解决了原有设备工作效率低、自动化程度低、可靠性差等诸多问题。

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