CN109026109A - 综放开采智能放煤机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综放开采智能放煤机构，属于综合放顶煤开采设备技术领域，包括尾梁外箱、尾梁挡板、监控***和控制器，监控***包括煤矸识别仪、瓦斯监控仪和超声波破碎仪；尾梁外箱的上下两面均设有放煤口，尾梁插板通过驱动机构的驱动可伸缩的***尾梁外箱内，用于打开或关闭放煤口；尾梁外箱下表面设煤矸识别仪和超声波破碎仪，瓦斯监控仪设于尾梁插板的前端下表面处。本发明可在液压支架尾梁不旋转情况下实现顶煤有效放出，可见矸自动关闭，对于块度较大无法通过放煤窗的煤块，采用超声波破碎技术，安全破碎，保证顶煤顺利放出，瓦斯监控仪对采空区瓦斯浓度进行实时监控，瓦斯过量时可控制设备停机，实现了安全、高效、智能生产。
Description
技术领域
本发明涉及综合放顶煤开采设备技术领域，具体涉及一种在放顶煤过渡支架尾梁难以旋转时可有效放顶煤的综放开采智能放煤机构。
背景技术
厚煤层开采过程中主要采用放顶煤开采技术，依靠放顶煤液压支架尾梁旋转实现放煤过程，现阶段针对放顶煤支架生产设计主要集中于中部支架，对过渡支架和端头支架放煤设计较为缺乏。在工作面端头由于受刮板运输机机头部的位置，以及刮板运输机与转载机的位置关系影响，刮板运输机在机头部会有一定坡度提升，因此，阻碍了过渡支架尾梁旋转，导致了端头支架无法放煤的现象，造成大量煤炭资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矸比大自动关闭放煤口，保证放煤质量，瓦斯过量自动停机，保证生产安全的在放顶煤过渡支架尾梁难以旋转时可有效放顶煤的综放开采智能放煤机构，以解决上述背景技术中存在的放顶煤过渡支架难以放煤以及因煤的块度过大造成堵塞放煤窗的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明提供一种综放开采智能放煤机构，包括尾梁外箱、尾梁挡板、监控***以及控制器；所述尾梁外箱的上下两面均设有放煤口，所述尾梁外箱内插设有用于打开或关闭所述放煤口的尾梁插板，所述尾梁外箱的前端设有供所述尾梁插板***的***孔；
所述尾梁外箱的后端与液压支架的掩护梁枢接，所述尾梁挡板通过驱动机构的驱动可旋转的连接在所述尾梁外箱的前端下表面；所述尾梁插板通过驱动机构的驱动可伸缩的***所述尾梁外箱内；
所述监控***包括超声波破碎仪、煤矸识别仪、瓦斯监控仪；所述尾梁外箱的下表面的放煤口的前后两侧分别设有所述煤矸识别仪和所述超声波破碎仪，所述瓦斯监控仪设于所述尾梁插板的前端下表面处；
所述煤矸识别仪、所述超声波破碎仪及所述瓦斯监控仪均与所述控制器通信连接。
进一步的，驱动所述尾梁挡板旋转的所述驱动机构为第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆的前端连接所述尾梁挡板的前端，所述第一液压缸的后端连接所述尾梁外箱的后端。
进一步的，驱动所述尾梁插板可伸缩的所述驱动机构为第二液压缸，所述第二液压缸的后端与所述尾梁外箱的后端固定，所述第二液压缸的活塞杆的前端与所述尾梁插板连接。
进一步的，所述尾梁挡板的后端设有转轴插孔，所述尾梁外箱的前端下表面设有第一耳板，通过将转轴***第一耳板和转轴插孔内，使所述尾梁挡板可旋转的与所述尾梁外箱连接。
进一步的，所述尾梁挡板的前端下表面设有第二耳板，所述第一液压缸的活塞杆的前端与所述第二耳板销轴连接，所述尾梁外箱的后端下表面设有第三耳板，所述第一液压缸的后端与所述第三耳板销轴连接。
进一步的，所述尾梁插板的下表面设有容纳所述第二液压缸的容纳槽，所述第二液压缸的活塞杆的前端与所述容纳槽的前端连接，所述第二液压缸的后端伸出所述容纳槽与所述尾梁外箱的后端内壁连接。
进一步的，所述尾梁外箱的下表面后端设有油管插孔，第二液压缸的油管通过油管插孔与油泵连接。
进一步的，所述尾梁插板的前端为楔形，所述尾梁插板的前端面上设有多个锥型凸起。
进一步的，所述煤矸识别仪包括图像采集设备和信号处理设备，所述图像采集设备用于采集放煤过程中通过放煤口的煤流体图像；所述信号处理设备用于对所述煤流体图像进行处理，获取所述煤流体中的煤矸比，并将所述煤矸比发送至控制器，控制器判断所述煤矸比小于预设值时，控制器控制油泵反向供油，使尾梁插板缩回尾梁外箱内，从而关闭放煤口。
本发明有益效果：可在液压支架尾梁不旋转情况下实现顶煤有效放出，同时，可以实现见矸自动关闭，对于块度较大无法通过放煤窗的煤块，采用超声波破碎技术，安全破碎，保证顶煤顺利放出，尾梁安装的瓦斯监测器对采空区瓦斯浓度进行实时监控，瓦斯过量时可控制设备停机，具有较强适应性能力，能够实现安全、高效、智能生产。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的综放开采智能放煤机构俯视结构图。
图2为本发明实施例所述的综放开采智能放煤机构仰视结构图。
图3为本发明实施例所述的综放开采智能放煤机构的尾梁外箱结构图。
图4为本发明实施例所述的综放开采智能放煤机构的尾梁插板结构图。
图5为本发明实施例所述的综放开采智能放煤机构的尾梁挡板结构图。
其中：1-尾梁外箱；2-尾梁挡板；3-放煤口；4-尾梁插板；5-***孔；6-超声波破碎仪；7-煤矸识别仪；8-瓦斯监控仪；9-第一液压缸；10-第二液压缸；11-转轴插孔；12-第一耳板；13-第二耳板；14-第三耳板；15-容纳槽；16-油管插孔；17-锥型凸起；18-第四耳板；19-第五耳板。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。应该理解，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接，使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。
实施例
如图1至图5所示，本发明实施例提供一种综放开采智能放煤机构，包括尾梁外箱1、尾梁挡板2、监控***以及控制器；所述尾梁外箱1的上下两面均设有放煤口3，所述尾梁外箱1内插设有用于打开或关闭所述放煤口的尾梁插板4，所述尾梁插板4通过驱动机构的驱动可伸缩的***所述尾梁外箱内；
所述尾梁外箱1的前端设有供所述尾梁插板4***的***孔5，所述尾梁外箱1的后端与液压支架的掩护梁枢接，所述尾梁挡板2通过驱动机构的驱动可旋转的连接在所述尾梁外箱1的前端下表面；
所述监控***包括超声波破碎仪6、煤矸识别仪7、瓦斯监控仪8；所述尾梁外箱1的下表面的放煤口3的前后两侧分别设有所述煤矸识别仪7和所述超声波破碎仪6，所述瓦斯监控仪8设于所述尾梁插板4的前端下表面处；
所述煤矸识别仪7、所述超声波破碎仪6及所述瓦斯监控仪8均与所述控制器通信连接。
如图2所示，在本发明的一个具体实施例中，驱动所述尾梁挡板2旋转的所述驱动机构为第一液压缸9，所述第一液压缸9的活塞杆的前端连接所述尾梁挡板2的前端，所述第一液压缸9的后端连接所述尾梁外箱1的后端。
如图1所示，驱动所述尾梁插板4可伸缩的所述驱动机构为第二液压缸10，所述第二液压缸10的后端与所述尾梁外箱1的后端固定，所述第二液压缸10的活塞杆的前端与所述尾梁插板4连接。
如图5(a)所示，为尾梁挡板2的俯视结构图，如图5(b)所示为尾梁挡板2的仰视结构图。所述尾梁挡板2的后端设有转轴插孔11，所述尾梁外箱1的前端下表面设有第一耳板12，通过将转轴***第一耳板12和转轴插孔11内，使所述尾梁挡板2可旋转的与所述尾梁外箱1连接。
如图5(b)所示，在本发明的一个具体实施例中，所述尾梁挡板2的前端下表面设有第二耳板13，所述第一液压缸9的活塞杆的前端与所述第二耳板13销轴连接，所述尾梁外箱1的后端下表面设有第三耳板14，所述第一液压缸9的后端与所述第三耳板14销轴连接。
如图4(a)所示，为尾梁插板4的俯视结构图，(b)为尾梁插板4的仰视结构图。所述尾梁插板4的下表面设有容纳所述第二液压缸10的容纳槽15，所述第二液压缸10的活塞杆的前端与所述容纳槽15的前端连接，所述第二液压缸10的后端伸出所述容纳槽15与所述尾梁外箱1的后端内壁连接。
如图2所示，所述尾梁外箱1的下表面后端设有油管插孔16，第二液压缸10的油管通过油管插孔16与油泵连接。
在本发明的一个具体实施例中，所述尾梁插板4的前端为楔形，所述尾梁插板4的前端面上设有多个锥型凸起17。尾梁插板伸出时如果支架后方有大块煤或矸石，锥形凸起17易于将其破碎，使得尾梁插板4伸出。
在本发明的一个具体实施例中，所述煤矸识别仪7包括图像采集设备和信号处理设备，所述图像采集设备用于采集放煤过程中通过放煤口的煤流体图像；所述信号处理设备用于对所述煤流体图像进行处理，获取所述煤流体中的煤矸比，煤矸混合时拍照的图像，煤的成像黑度高，矸石白度高，当成像中白度高的面积较大时，则为矸石含量较高，根据矸石含量对应出白度面积比例，当矸石含量达到一定程度时(矸石含量大，则煤矸比小；矸石含量小，则煤矸比大)，即为关门信号。并将所述煤矸比发送至控制器，控制器判断所述煤矸比小于预设值时，控制器控制油泵反向供油，使尾梁插板缩回尾梁外箱内，从而关闭放煤口。
将第二液压缸10的活塞杆伸出，活塞杆顶端放入尾梁插板4中的液压缸固定槽(即容纳槽15)中，用螺母将其固定于尾梁插板4上，另一端用螺钉固定于尾梁外箱1上。当第二液压缸10进油时，活塞杆推动尾梁插板4伸出尾梁外箱1，从而开启放煤口3放煤；当第二液压缸10的油泵回油时，活塞杆拉动尾梁插板4回缩进尾梁外箱1中，从而关闭放煤口3，停止放煤。
当煤矸识别仪7识别到放煤过程中放煤口的煤流体煤矸比小于预设值时，通过控制器控制油泵回油，从而利用第二液压缸10使尾梁插板4回缩，关闭放煤口3，停止放煤。
将尾梁挡板2转轴放于第一耳板12中间，用转轴连接，将第一液压缸9的活塞杆顶端与第二耳板13用销钉相连，将第一液压缸9的后端与第三耳板14用销钉相连，使尾梁挡板2能在第一液压缸9的控制下绕转轴转动。
将第五耳板19与液压支架掩护梁相连接，同时掩护梁上控制此机构旋转的液压缸活塞杆与第四耳板18相连，从而控制整个机构围绕掩护梁旋转。
将超声波破碎仪6、煤矸识别仪7放置于尾梁外箱底部，瓦斯监控仪8放置于尾梁插板4末端。
所述的煤矸识别仪7为工业相机与信号处理器相配套设备，工业相机将放煤过程中散体颗粒通过放煤窗口过程图像拍摄，处理器利用图像信号转化成对应的煤矸比，矸石量达到一定程度时(矸石量大，煤矸比小；矸石量小，煤矸比大)，处理器控制油泵反向供油，使得尾梁插板4缩回，关闭放煤口3。
所述的超声波破碎仪6位于尾梁外箱1下表面，通常处于关闭状态，超声波发射探头收于盒内，出现大体积煤块堵塞放煤窗口时超声波探头旋出，释放超声波将煤块震碎。
所述的瓦斯监控仪8放置于尾梁插板末端下表面，其探测瓦斯浓度超过限定值时发出警报，同时停止设备运行。
液压支架在支撑掩护工作面时，此尾梁外箱1与掩护梁相平，尾梁插板4收回在尾梁外箱1中，尾梁挡板2旋转至与支架后方采空区矸石相接触位置。放煤时，启动第二液压缸10，将尾梁插板4推出尾梁外箱1，顶煤从放煤口3落下，放煤过程煤矸识别仪开启，发现放煤口出现矸石时，自动将尾梁插4缩回，关闭放煤口3。放煤过程中，若有体积较大煤块堵塞放煤窗口时，开启超声波破碎仪。煤矸识别仪有拍照功能，当成像中无煤像信息而且放煤窗口打开时，控制器即可认为放煤窗口堵塞，此时，控制器将自动启动超声波破碎仪，对大煤块进行破碎，将其震碎直至粒径满足放煤窗口尺寸要求，支架前移时，尾梁插板处于收回状态，放煤窗口关闭，随着液压支架向煤壁方向移动，尾梁挡板2旋转打开，保护支架下方设备。
综上，本发明实施例所述的综放开采智能放煤机构，通过尾梁外箱1上设置放煤口3，在尾梁外箱1内设置尾梁插板4，利用驱动机构驱动尾梁插板4实现可伸缩***，从而通过尾梁插板4的伸缩实现放煤口3的开启或关闭；通过煤矸识别仪来监控放煤条件，若符合放煤条件，则通过控制器控制尾梁插板伸出尾梁外箱，打开放煤口3放煤，若不符合放煤条件，则通过控制器控制尾梁插板回缩进尾梁外箱，关闭放煤口3停止放煤；利用超声波破碎仪破碎大块煤体，从而避免堵塞放煤口，通过煤矸识别仪和超声波破碎仪实现了有效顺利放煤，保证了放煤质量。通过瓦斯监控仪监控瓦斯量，超过预设量，则通过控制器控制整套采煤设备停机，保证了生产安全。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种综放开采智能放煤机构，其特征在于：包括尾梁外箱(1)、尾梁挡板(2)、监控***以及控制器；所述尾梁外箱(1)的上下两面均设有放煤口(3)，所述尾梁外箱(1)内插设有用于打开或关闭所述放煤口的尾梁插板(4)，所述尾梁插板(4)通过驱动机构的驱动可伸缩的***所述尾梁外箱内；
所述尾梁外箱(1)的前端设有供所述尾梁插板(4)***的***孔(5)，所述尾梁外箱(1)的后端与液压支架的掩护梁枢接，所述尾梁挡板(2)通过驱动机构的驱动可旋转的连接在所述尾梁外箱(1)的前端下表面；
所述监控***包括超声波破碎仪(6)、煤矸识别仪(7)、瓦斯监控仪(8)；所述尾梁外箱(1)的下表面的放煤口(3)的前后两侧分别设有所述煤矸识别仪(7)和所述超声波破碎仪(6)，所述瓦斯监控仪(8)设于所述尾梁插板(4)的前端下表面处；
所述煤矸识别仪(7)、所述超声波破碎仪(6)及所述瓦斯监控仪(8)均与所述控制器通信连接。
2.根据权利要求1所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：驱动所述尾梁挡板(2)旋转的所述驱动机构为第一液压缸(9)，所述第一液压缸(9)的活塞杆的前端连接所述尾梁挡板(2)的前端，所述第一液压缸(9)的后端连接所述尾梁外箱(1)的后端。
3.根据权利要求2所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：驱动所述尾梁插板(4)可伸缩的所述驱动机构为第二液压缸(10)，所述第二液压缸(10)的后端与所述尾梁外箱(1)的后端固定，所述第二液压缸(10)的活塞杆的前端与所述尾梁插板(4)连接。
4.根据权利要求2所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：所述尾梁挡板(2)的后端设有转轴插孔(11)，所述尾梁外箱(1)的前端下表面设有第一耳板(12)，通过将转轴***第一耳板(12)和转轴插孔(11)内，使所述尾梁挡板(2)可旋转的与所述尾梁外箱(1)连接。
5.根据权利要求4所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：所述尾梁挡板(2)的前端下表面设有第二耳板(13)，所述第一液压缸(9)的活塞杆的前端与所述第二耳板(13)销轴连接，所述尾梁外箱(1)的后端下表面设有第三耳板(14)，所述第一液压缸(9)的后端与所述第三耳板(14)销轴连接。
6.根据权利要求3所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：所述尾梁插板(4)的下表面设有容纳所述第二液压缸(10)的容纳槽(15)，所述第二液压缸(10)的活塞杆的前端与所述容纳槽(15)的前端连接，所述第二液压缸(10)的后端伸出所述容纳槽(15)与所述尾梁外箱(1)的后端内壁连接。
7.根据权利要求6所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：所述尾梁外箱(1)的下表面后端设有油管插孔(16)，第二液压缸(10)的油管通过油管插孔(16)与油泵连接。
8.根据权利要求1所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：所述尾梁插板(4)的前端为楔形，所述尾梁插板(4)的前端面上设有多个锥型凸起(17)。
9.根据权利要求1所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：所述煤矸识别仪(7)包括图像采集设备和信号处理设备，所述图像采集设备用于采集放煤过程中通过放煤口的煤流体图像；所述信号处理设备用于对所述煤流体图像进行处理，获取所述煤流体中的煤矸比，并将所述煤矸比发送至控制器；控制器判断所述煤矸比小于预设值时，控制器控制油泵反向供油，使第二液压缸拉动尾梁插板回缩至尾梁外箱内，关闭放煤口。
10.根据权利要求9所述的综放开采智能放煤机构，其特征在于：所述图像采集设备为工业相机。
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