CN203383820U - 一种刨煤机工作面无人自动化开采系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤层厚度0.8-1.6m工作面自动化开采，具体说是一种刨煤机工作面无人自动化开采系统。由于工作空间受限，厚度0.8～1.6m以下煤层开采需实现工作面设备自动化运行。本实用新型的技术方案是控制中心分别连接刨煤机控制模块、液压支架控制系统服务器及刨煤机的刨头传动装置；刨煤机控制模块连接刨煤机行程测量模块，刨煤机行程测量模块连接刨头位置测量装置及刨头位置同步校正装置；液压支架控制系统服务器连接液压支架控制器，液压支架控制器分别连接液压支架位置测量装置、液压支架立柱压力测量装置；液压支架控制器通过电磁先导阀和主控阀组控制液压支架推移装置及支架立柱。本系统可实现工作面设备自动化运行。

Description

一种刨煤机工作面无人自动化开采系统

技术领域

本实用新型涉及一种煤层厚度0.8-1.6m工作面的无人自动化开采设备，具体地说是一种刨煤机工作面无人自动化开采系统。

背景技术

我国煤炭资源储量丰富且赋存条件多样化，其中厚度在1.3m以下煤层可采储量61.5亿吨，约占全部可采储量的20％，再加上厚度1.3～1.6m的煤层，储量巨大，且分布广泛，局部集中。但是由于厚度1.6m以下煤层的开采作业空间小、工作条件恶劣、掘采比例大、回采效率低、经济效益差、机械化开采难度大等因素，国内许多矿井“吃肥丢瘦、采厚弃薄”的现象严重，以致这些煤炭资源浪费十分严重。

厚度0.8～1.6m以下煤层开采的最大难题是开采空间小，工作条件恶劣，设备安装尺寸受限，工人行走空间狭小。要实现此类煤层的安全、高产、高效开采，就必须实现工作面成套设备的自动化运行，实现工作面无人自动化开采。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于刨煤机的厚度在0.8～1.6m煤层工作面无人自动化开采系统，解决厚度0.8～1.6m以下煤层自动化开采的技术难题，实现刨煤机工作面的无人自动化开采，实现厚度0.8～1.6m以下煤层的安全、高产、高效开采。

本实用新型的技术方案是：包括刨头、液压支架、输送机；还包括控制中心、刨煤机控制模块、液压支架控制系统服务器、刨煤机的刨头传动装置、刨煤机行程测量模块、刨头位置测量装置、刨头位置同步校正装置、液压支架控制器、液压支架位置测量装置、液压支架立柱压力测量装置；

所述的控制中心分别连接刨煤机控制模块、液压支架控制系统服务器、刨煤机的刨头传动装置；刨煤机控制模块连接刨煤机行程测量模块，刨煤机行程测量模块连接刨头位置测量装置及刨头位置同步校正装置；

液压支架控制系统服务器与液压支架控制器连接，液压支架控制器分别与液压支架位置测量装置、液压支架立柱压力测量装置连接；液压支架控制器还连接电磁先导阀和主控阀组，通过电磁先导阀和主控阀组连接并控制液压支架推移装置及液压支架立柱动作。

进一步，所述的刨头传动装置包括机头传动装置及机尾传动装置；所述的刨煤机行程测量模块包括刨煤机行程机头测量模块及刨煤机行程机尾测量模块；

所述的刨头位置测量装置包括机头位置测量装置及机尾位置测量装置；

所述的刨头位置同步校正装置包括机头位置同步校正装置、中部位置同步校正装置及机尾位置同步校正装置。

进一步，所述的刨头位置测量装置安装在刨头传动装置上，刨头位置同步校正装置安装在刨煤机的输送机上；

所述的液压支架位置测量装置安装在液压支架的液压支架推移装置上，液压支架立柱压力测量装置安装在液压支架的液压支架立柱上。

本实用新型具有的优点是：刨煤机工作面无人自动化开采方法能在工作面无人或少人的情况下，在控制室操作集控台通过程序控制工作面设备自动完成刨煤机落煤、装煤，运煤，液压支架自动推溜、拉架的支护过程，实现采煤过程的自动化运行。当煤质条件发生变化时，操作人员还可以在集控台对刨头的运行参数和液压支架的推移参数进行调整，实现工作面远程控制和安全、高产、高效开采。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。

附图说明：

图1为本实用新型的结构原理图；

图2为刨煤机无人工作面设备布置示意图；

图3为刨头位置测量装置布置示意图；

图4为刨头位置信号同步校正装置布置示意图；

图5为液压支架电液控制装置布置示意图。

具体实施方式：

图中：1、控制中心，2、顺槽输送设备，3、刨煤机控制模块，4、机头传动装置，5、液压支架控制系统服务器，6、煤壁，7、工作面，8、刨头，9、液压支架，10、输送机，11、机尾传动装置，12、机头位置测量装置，13、刨煤机行程机头测量模块，14、刨煤机行程机尾测量模块，15、机尾位置测量装置，16、机尾位置同步校正装置，17、中部位置同步校正装置，18、机头位置同步校正装置，19、液压支架控制器，20、电磁先导阀和主控阀组，21、液压支架推移装置，22、液压支架位置测量装置，23、液压支架立柱，24、液压支架立柱压力测量装置。

实施例

从图1可知，本实用新型包括刨头8、液压支架9、输送机10、控制中心1、刨煤机控制模块3、液压支架控制系统服务器5、刨头传动装置、刨煤机行程测量模块、刨头位置测量装置、刨头位置同步校正装置、液压支架控制器19、液压支架位置测量装置22、液压支架立柱压力测量装置24；

所述的刨头传动装置包括机头传动装置4及机尾传动装置11，分别安装在刨煤机的输送机10两端；

所述的刨煤机行程测量模块包括刨煤机行程机头测量模块13及刨煤机行程机尾测量模块14；所述的刨头位置测量装置包括机头位置测量装置12及机尾位置测量装置15，机头位置测量装置12及机尾位置测量装置15分别安装在机头传动装置4及机尾传动装置11上。

所述的控制中心1通过电缆分别连接刨煤机控制模块3、液压支架控制系统服务器5、机头传动装置4及机尾传动装置11；刨煤机控制模块3通过通讯电缆分别连接刨煤机行程机头测量模块13及刨煤机行程机尾测量模块14，刨煤机行程机头测量模块13通过电缆连接机头位置测量装置12，刨煤机行程机尾测量模块14通过通讯电缆连接机尾位置测量装置15。

所述的刨头位置同步校正装置包括机头位置同步校正装置18、机尾位置同步校正装置16及中部位置同步校正装置17，机头位置同步校正装置18、中部位置同步校正装置17及机尾位置同步校正装置16依次安装在输送机10的溜槽侧部；机头位置同步校正装置18、中部位置同步校正装置17及机尾位置同步校正装置16均分别通过通讯电缆连接刨煤机行程机头测量模块13及刨煤机行程机尾测量模块14；

刨煤机行程机头测量模块13及刨煤机行程机尾测量模块14分别通过通讯电缆连接刨煤机控制模块3。

所述的液压支架控制系统服务器5通过电缆连接液压支架控制器19，液压支架控制器19与液压支架位置测量装置22、液压支架压力测量装置24连接；液压支架控制器19还连接电磁先导阀和主控阀组20，并通过电磁先导阀和主控阀组20控制液压支架推移装置21及液压支架立柱23动作；所述的液压支架位置测量装置22安装在液压支架9的液压支架推移装置21上，液压支架立柱压力测量装置24安装在液压支架9的液压支架立柱23上。

本实用新型的工作原理是：

①控制中心1向刨头传动装置(即机头传动装置4和机尾传动装置11)发出动作指令，刨头8开始沿工作面运行刨煤；机头传动装置4及机尾传动装置11的运转信息反馈到控制中心1。

②安装在刨头传动装置上的机头位置测量装置12及机尾位置测量装置15将检测到的刨头位置信息通过通讯电缆传输至刨煤机行程机头测量模块13及刨煤机行程机尾测量模块14，经刨煤机行程机头测量模块13及刨煤机行程机尾测量模块14分析计值后传输到刨煤机控制模块3。

③位于输送机10的溜槽侧部的刨头位置同步校正装置(即机头位置同步校正装置18、机尾位置同步校正装置16及中部位置同步校正装置17)检测刨头的实际位置信息，发送至刨煤机行程机头测量模块13及刨煤机行程机尾测量模块14，通过刨煤机行程测量模块的分析计值后反馈到刨煤机控制模块3。

④刨煤机控制模块3根据刨头位置同步校正装置(即机头位置同步校正装置18、机尾位置同步校正装置16及中部位置同步校正装置17)检测到的刨头实际位置信息对刨头位置测量装置(机头位置测量装置12及机尾位置测量装置15)测量的刨头位置信息进行同步校正。

⑤刨煤机控制模块3将刨头的测量位置信息传输到控制中心1，控制中心1根据刨头的位置信息通过控制刨头传动装置(机头传动装置4及机尾传动装置11)的起、停、正反转来控制刨头起动、停止和换向。

⑥液压支架推移装置21的位置信息通过液压支架位置测量装置22测量，液压支架立柱23的压力信息通过液压支架立柱压力测量装置24测量。液压支架位置测量装置22测量的液压支架推移装置行程信息和液压支架压力测量装置24测量的支架立柱压力信息通过通信电缆传输到液压支架控制器19，进而传输给液压支架控制系统服务器5及控制中心1。

⑦刨头运行过程中，控制中心1根据刨煤机控制模块3反馈的刨头位置信息通过液压支架控制系统服务器5控制液压支架控制器19驱动电磁先导阀和主控阀组20来控制相应位置的液压支架推移装置21伸出，进而推动输送机10溜槽的前移。

⑧当液压支架推移装置21的行程达到程序设定的最大值后，液压支架控制器19根据预设程序自动驱动电磁先导阀和主控阀组20进行降柱、拉架、升柱动作，完成液压支架的前移。工作面的输送机10及顺槽输送设备2根据控制中心1操作指令进行动作，将刨头8刨落的煤运出工作面，实现工作面内无人自动化开采。

本实用新型一种刨煤机工作面无人自动化开采系统是基于刨煤机的工作面无人自动化开采技术，本实用新型具体实施方式中所涉及到的设备、仪器均采用采煤技术领域中技术人员公知的设备。其特征在于操作人员在远离工作面的控制室内通过集控台发出操作指令，操作指令通过通讯电缆传输到工作面控制刨煤机的运行和液压支架的动作，实现远程控制；刨头在刨煤机自动运行控制系统的控制下沿工作面来回往复运行刨煤，刨头的位置信息通过安装在传动装置内的位置测量装置测量和发送；液压支架控制系统根据刨头的位置信息自动控制液压支架推移装置推动输送机溜槽定量前移；当液压支架推移装置行程达到程序设定的最大值后，液压支架控制器根据预设程序自动驱动电液控制阀进行降柱、拉架、升柱动作，实现液压支架的自动跟机移架；工作面输送设备根据控制中心操作指令进行动作，将刨头刨落的煤运出工作面，完成刨煤机工作面的自动化开采。

Claims (3)

1.一种刨煤机工作面无人自动化开采系统，包括刨头(8)、液压支架(9)、输送机(10)；其特征在于：还包括控制中心(1)、刨煤机控制模块(3)、液压支架控制系统服务器(5)、刨煤机的刨头传动装置、刨煤机行程测量模块、刨头位置测量装置、刨头位置同步校正装置、液压支架控制器(19)、液压支架位置测量装置(22)、液压支架立柱压力测量装置(24)；

所述的控制中心(1)分别连接刨煤机控制模块(3)、液压支架控制系统服务器(5)、刨煤机的刨头传动装置；刨煤机控制模块(3)连接刨煤机行程测量模块，刨煤机行程测量模块连接刨头位置测量装置及刨头位置同步校正装置；

液压支架控制系统服务器(5)与液压支架控制器(19)连接，液压支架控制器(19)分别与液压支架位置测量装置(22)、液压支架立柱压力测量装置(24)连接；液压支架控制器(19)还连接电磁先导阀和主控阀组(20)，通过电磁先导阀和主控阀组(20)连接并控制液压支架推移装置(21)及液压支架立柱(23)动作。

2.根据权利要求1所述的一种刨煤机工作面无人自动化开采系统，其特征在于：所述的刨头传动装置包括机头传动装置(4)及机尾传动装置(11)；

所述的刨煤机行程测量模块包括刨煤机行程机头测量模块(13)及刨煤机行程机尾测量模块(14)；

所述的刨头位置测量装置包括机头位置测量装置(12)及机尾位置测量装置(15)；

所述的刨头位置同步校正装置包括机头位置同步校正装置(18)、中部位置同步校正装置(17)及机尾位置同步校正装置(16)。

3.根据权利要求1所述的一种刨煤机工作面无人自动化开采系统，其特征在于：所述的刨头位置测量装置安装在刨头传动装置上，刨头位置同步校正装置安装在刨煤机的输送机(10)上；

所述的液压支架位置测量装置(22)安装在液压支架(9)的液压支架推移装置(21)上，液压支架立柱压力测量装置(24)安装在液压支架(9)的液压支架立柱(23)上。

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