采煤机煤岩识别用支撑装置、采煤系统及采煤方法与流程

本发明涉及煤矿相关技术领域，特别是一种采煤机煤岩识别用支撑装置、采煤系统及采煤方法。

背景技术：

目前，采煤机在井下采煤过程中，需要对煤岩进行识别，根据识别结果控制采煤机滚筒自动调节高度和位置，以正确割煤和躲避岩石。煤岩识别多采用物探方法，如记忆智能程控、振动频谱分析、天然γ射线、放射性同位素、噪声红外线和雷达探测等。上述物探方法的实现既需要相应的探测装置，也需要相应的支撑装置来对探测装置进行承载、支撑和保护，并以此防止煤块大量下落对探测装置的撞击和毁坏。一种方式是将多个支撑装置布置在液压支架上，探测装置位于支撑装置内，采煤机在液压支架下进行采煤工作，探测信号经过处理后来控制采煤机的动作。这种方式将支撑装置固定，为了探测不同区带的煤岩分布，就需要多点布置支撑装置和探测装置，增大了探测成本。

因此，现有的井下煤岩识别主要采用单点探测或多点布置探测装置，增大了探测成本。一方面单点监测，可靠性较差，传感器故障率高，不能作为采煤机智能调高控制的主要依据；另一方面多点布置又增加了成本。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术存在的支撑装置固定导致需要多点布置支撑装置和探测装置的技术问题，提供一种采煤机煤岩识别用支撑装置、采煤系统及采煤方法。

本发明提供一种采煤机煤岩识别用支撑装置，包括：包括底座，安装在所述底座上的横向伸缩机构、安装在所述横向伸缩机构的横向伸缩端部的纵向伸缩机构、安装在所述纵向伸缩机构的纵向伸缩端部的支撑座、以及安装在所述支撑座上的天线保护盒体，其中，所述横向伸缩端部能横向伸缩，所述纵向伸缩机构能够纵向伸缩。

进一步的，还包括设置在所述支撑座与所述天线保护盒体之间的弹性支撑件。

更进一步的，所述天线保护盒图包括下底面和上底面，所述下底面与所述上底面在相对的两侧通过斜面相连，所述下底面与所述上底面在另外相对的两侧通过垂直面相连。

再进一步的，所述垂直面上设有窗口。

进一步的，所述横向伸缩机构包括：固定在所述底座上的内滑套、套接在所述内滑套外的外滑套、以及容置在所述内滑套内的伸缩液压缸，所述伸缩液压缸固定在所述底座上，且所述伸缩液压缸的活塞与所述外滑套的内壁连接，所述外滑套为所述横向伸缩端部。

进一步的，所述纵向伸缩机构包括：第一液压缸，所述第一液压缸的两端分别与所述横向伸缩端和支撑座相连接。

更进一步的，还包括至少一个辅助液压缸，所述辅助液压缸的一端连接在底座上，另一端连接在所述支撑座上。

再进一步的，包括两个所述辅助液压缸，所述第一液压缸和两个所述辅助液压缸形成三角桁架结构。

本发明提供一种采煤系统，包括：采煤机、如前所述的采煤机煤岩识别用支撑装置、以及煤岩识别系统，所述采煤机煤岩识别用支撑装置通过所述底座安装在所述采煤机上，在所述天线保护盒体内安装有发射天线和接收天线，所述发射天线和所述接收天线与所述煤岩识别系统通信连接，所述煤岩识别系统与所述采煤机的控制系统通信连接。

本发明提供一种如前所述的采煤系统的采煤方法，包括：

所述发射天线发出探测信号；

所述接收天线接收待采部位反射所述探测信号后的反射信号，将所述反射信号发送至所述煤岩识别系统；

所述煤岩识别系统根据所述反射信号对煤岩分布情况进行识别，将识别结果发送给采煤机的控制系统；

控制系统控制采煤机的采煤滚筒对岩层进行躲让，对煤层进行开采。

本发明设置的天线保护盒体，可以将煤岩识别系统的发射天线和接收天线隐藏在支撑装置的天线保护盒体内，从而起到良好的保护作用，并且天线保护盒体能够随采煤机一起运动，这样就免去了在液压支架上设置多个采煤机的必要，节约了开采成本。支撑装置能够通过横向伸缩机构和纵向伸缩机构自动调整天线保护盒体高低位置，躲避绕过岩石障碍，并且支撑装置结构牢固，能够有效抵抗大量煤块下落冲击，不会毁坏，适合高采需要。

附图说明

图1为一种采煤机煤岩识别用支撑装置的结构示意图；

图2为本发明一种如前所述的采煤系统的采煤方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示为一种采煤机煤岩识别用支撑装置的结构示意图，包括：包括底座1，安装在所述底座1上的横向伸缩机构、安装在所述横向伸缩机构的横向伸缩端部的纵向伸缩机构、安装在所述纵向伸缩机构的纵向伸缩端部的支撑座14、以及安装在所述支撑座14上的天线保护盒体9，其中，所述横向伸缩端部能横向伸缩，所述纵向伸缩机构能够纵向伸缩。

具体来说，将本支撑装置的底座1固定在采煤机15的机架上，然后在天线保护盒体9内安装发射天线和接收天线，发射天线和接收天线与煤岩探测识别系统相连，并由此与采煤机的操控系统通信，并由此控制滚筒调节高度和位置，进行采煤。发射天线、接收天线及煤岩探测识别系统可以采用多种现有技术实现。

本发明设置的天线保护盒体，可以将煤岩识别系统的发射天线和接收天线隐藏在支撑装置的天线保护盒体内，从而起到良好的保护作用，并且天线保护盒体能够随采煤机一起运动，这样就免去了在液压支架上设置多个采煤机的必要，节约了开采成本。支撑装置能够通过横向伸缩机构和纵向伸缩机构自动调整天线保护盒体高低位置，躲避绕过岩石障碍，并且支撑装置结构牢固，能够有效抵抗大量煤块下落冲击，不会毁坏，适合高采需要。

在其中一个实施例中，还包括设置在所述支撑座14与所述天线保护盒体9之间的弹性支撑件8。

本实施例增加弹性支撑件8，使得在天线保护盒体9遇到煤层突出部分阻碍时，产生向下的压力挤压弹性支撑件8，使盒体下降，从而躲避阻碍，然后再升起，使盒体始终与煤层的高采面相贴。

在其中一个实施例中，所述天线保护盒图9包括下底面11和上底面10，所述下底面11与所述上底面10在相对的两侧通过斜面12相连，所述下底面11与所述上底面10在另外相对的两侧通过垂直面13相连。

本实施例的天线保护盒图9设置了两斜面12，优选地，两个斜面12设置在采煤机运动的方向上，当斜面12遇到煤层突出部分阻碍时，斜面会产生向下的压力挤压弹性支撑件8，使盒体下降，从而躲避阻碍。

在其中一个实施例中，所述垂直面13上设有窗口。

本实施例在垂直面13上留有窗口，可以通过探测用的电磁波。

在其中一个实施例中，所述横向伸缩机构包括：固定在所述底座1上的内滑套2、套接在所述内滑套2外的外滑套3、以及容置在所述内滑套2内的伸缩液压缸4，所述伸缩液压缸4固定在所述底座1上，且所述伸缩液压缸4的活塞与所述外滑套3的内壁连接，所述外滑套4为所述横向伸缩端部。

本实施例伸缩液压缸4的活塞安装在外滑套3上，伸缩液压缸4的伸缩能够带动外滑套3运动。外滑套3、内滑套2和伸缩液压缸4组成了横向伸缩机构。

在其中一个实施例中，所述纵向伸缩机构包括：第一液压缸5，所述第一液压缸5的两端分别与所述横向伸缩端和支撑座14相连接。

优选地，在横向伸缩端安装有球形铰接座，第一液压缸5的一端铰接在球形铰接座上，另一端铰接在支撑座14上的球形铰接座上。第一液压缸5带动支撑座上下运动，第一液压缸构成纵向伸缩机构。

在其中一个实施例中，还包括至少一个辅助液压缸6、7，所述辅助液压缸6、7的一端连接在底座1上，另一端连接在所述支撑座14上。

优选地，所述辅助液压缸6、7的一端铰接在底座1上的球形铰接座上，另一端铰接在所述支撑座14上的球形铰接座上，辅助液压缸作为辅助伸缩机构。

在其中一个实施例中，包括两个所述辅助液压缸6、7，所述第一液压缸5和两个所述辅助液压缸6、7形成三角桁架结构。

具体来说，第一液压缸、辅助液压缸6、辅助液压缸7、支撑座14、底座1和横向伸缩机构组成了升降自如、结构牢固、有效抵抗冲击的三角桁架结构。

如图1所示，本发明一种采煤系统，包括：采煤机15、如前所述的采煤机煤岩识别用支撑装置、以及煤岩识别系统，所述采煤机煤岩识别用支撑装置通过所述底座1安装在所述采煤机15上，在所述天线保护盒9体内安装有发射天线和接收天线，所述发射天线和所述接收天线与所述煤岩识别系统通信连接，所述煤岩识别系统与所述采煤机的控制系统通信连接。

具体来说，将本支撑装置的底座固定在采煤机的机架上，然后在盒体内安装发射天线和接收天线，发射天线和接收天线与煤岩探测识别系统相连，并由此与采煤机的操控系统通信，并由此控制滚筒调节高度和位置，进行采煤。发射天线、接收天线及煤岩探测识别系统可以采用多种现有技术实现，如采用发明专利。

本发明设置的天线保护盒体，可以将煤岩识别系统的发射天线和接收天线隐藏在支撑装置的天线保护盒体内，从而起到良好的保护作用，并且天线保护盒体能够随采煤机一起运动，这样就免去了在液压支架上设置多个采煤机的必要，节约了开采成本。支撑装置能够通过横向伸缩机构和纵向伸缩机构自动调整天线保护盒体高低位置，躲避绕过岩石障碍，并且支撑装置结构牢固，能够有效抵抗大量煤块下落冲击，不会毁坏，适合高采需要。

如图2所示为本发明一种如前所述的采煤系统的采煤方法的工作流程图，包括：

步骤s201，所述发射天线发出探测信号；

步骤s202，所述接收天线接收待采部位反射所述探测信号后的反射信号，将所述反射信号发送至所述煤岩识别系统；

步骤s203，所述煤岩识别系统根据所述反射信号对煤岩分布情况进行识别，将识别结果发送给采煤机的控制系统；

步骤s204，控制系统控制采煤机的采煤滚筒对岩层进行躲让，对煤层进行开采。

如图1所示为本发明最佳实施例一种采煤系统的结构示意图，包括：采煤机15、采煤机煤岩识别用支撑装置、以及煤岩识别系统。

采煤机煤岩识别用支撑装置，包括：底座1，在底座1上通过螺栓水平固定有内滑套2，在内滑套2外套有外滑套3，二者间隙配合，外滑套3能够在内滑套2上往复滑动。在底座1上安有伸缩液压缸4，伸缩液压缸4的活塞安装在外滑套3上，伸缩液压缸4的伸缩能够带动外滑套运动。外滑套、内滑套和伸缩液压缸组成了横向伸缩机构。在外滑套3的端部安有球形铰接座，第一液压缸5的一端铰接在球形铰接座上，另一端铰接在支撑座14上的球形铰接座上。第一液压缸5带动支撑座上下运动，第一液压缸构成纵向伸缩机构。第二液压缸6和第三液压缸7一端均铰接在底座1上的球形铰接座上，另一端铰接在支撑座14上的球形铰接座上，第二液压缸和第二液压缸均为辅助伸缩机构。第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、支撑座、底座和内滑套、外滑套组成了升降自如、结构牢固、有效抵抗冲击的三角桁架结构。在支撑座14上安有利用弹簧充当的弹性支撑件8，在弹性支撑件8上安装固定有天线保护盒体9。天线保护盒体由上底面10、下底面11、相对的两斜面12和两垂直面13组成，垂直面上留有窗口，可以通过探测用的电磁波。两个斜面12设置在采煤机运动的方向上，当斜面12遇到煤层突出部分阻碍时，斜面会产生向下的压力挤压弹性支撑件8，使天线保护盒体下降，从而躲避阻碍，然后在升起，使天线保护盒体始终与煤层的高采面相贴。

所述采煤机煤岩识别用支撑装置通过所述底座1安装在所述采煤机15上，在所述天线保护盒9体内安装有发射天线和接收天线，所述发射天线和所述接收天线与所述煤岩识别系统通信连接，所述煤岩识别系统与所述采煤机的控制系统通信连接。

采用上述装置，即可以顺利实现下述采煤方法：

(a)在采煤机上安装天线保护盒，天线保护盒内设置发射天线和接收天线，发射天线和接收天线与煤岩识别系统相连，煤岩识别系统与采煤机的控制系统相连，控制系统控制采煤滚筒；

(b)将天线保护盒的侧面设置成斜坡，并在天线保护盒下方设置弹性支撑装置，当采煤机运动时，天线保护盒能够适应待采部位的凹凸表面而随采煤机一起向前移动；

(c)发射天线发出探测信号，被待采部位反射后再被接收天线接收，然后由煤岩识别系统对煤岩分布情况进行识别，将识别结果发送给采煤机的控制系统，控制系统控制采煤滚筒对岩层进行躲让，对煤层进行开采。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。