專利名稱：一種放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)及其放煤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)及其放煤方法，尤其涉及一種采用支架電液控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)無人工干預(yù)的自動(dòng)放煤的控制系統(tǒng)及其放煤方法。
背景技術(shù)：
在地下開采中放頂煤工作面，由于放煤過程與刮板運(yùn)輸機(jī)的載荷和速度、放頂煤煤層厚度、落煤的煤巖界面和采煤機(jī)的運(yùn)行速度等多種因素相關(guān)，目前，還全部采用手動(dòng)控制放煤過程，井下工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣，放煤效率低。操作工人在進(jìn)行放煤控制時(shí)需要觀察放煤口落煤情況，由于粉塵較大放煤口落煤情況也很難精細(xì)判斷，操作人員還需要靠聽聲音來識(shí)別是否落下巖石。為了提高放煤效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，急需解決自動(dòng)放煤的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)放頂煤工作面自動(dòng)放煤?jiǎn)栴}，本發(fā)明提出一種依據(jù)待放煤量、運(yùn)煤速度和工作面單位時(shí)間放煤量來確定放煤時(shí)間的技術(shù)方案，并通過液壓支架電液控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放煤控制。具體技術(shù)方案為一種放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控主機(jī)、支架控制器、傾角傳感器、 測(cè)距儀、數(shù)據(jù)采集裝置，所述測(cè)距儀和所述數(shù)據(jù)采集裝置安裝在放頂煤支架中的端頭液壓支架上，所述數(shù)據(jù)采集裝置連接放頂煤工作面的刮板運(yùn)輸機(jī)；所述支架控制器與放頂煤支架的數(shù)量相同，每個(gè)放頂煤支架設(shè)置有一個(gè)所述支架控制器；所述傾角傳感器與放頂煤支架的數(shù)量相同，每個(gè)放頂煤支架的尾梁上設(shè)置有一個(gè)所述傾角傳感器；所述監(jiān)控主機(jī)安裝在井下順槽，其無線連接每個(gè)所述支架控制器；所述測(cè)距儀和所述數(shù)據(jù)采集裝置與同一放頂煤支架上的所述支架控制器電氣連接；每個(gè)傾角傳感器通過連接器與同一放頂煤支架上的所述支架控制器電氣連接。所述監(jiān)控主機(jī)為計(jì)算機(jī)、可編程序控制器和單片機(jī)中的任意一種。所述測(cè)距儀用于測(cè)量頂煤厚度。所述數(shù)據(jù)采集裝置用于采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并通過其連接的支架控制器將所述運(yùn)行參數(shù)報(bào)送到所述監(jiān)控主機(jī)。所述傾角傳感器用于測(cè)量放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度。上述放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)的放煤方法，包括通過數(shù)據(jù)采集裝置，采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，通過與數(shù)據(jù)采集裝置相連的支架控制器將運(yùn)行參數(shù)報(bào)送到監(jiān)控主機(jī)，通過測(cè)距儀測(cè)量頂煤厚度，并通過與測(cè)距儀相連的支架控制器將頂煤厚度報(bào)送到順槽監(jiān)控主機(jī)，通過傾角傳感器測(cè)量各放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度，并通過與各傾角傳感器相連的支架控制器將擺動(dòng)角度報(bào)送到監(jiān)控主機(jī)；監(jiān)控主機(jī)根據(jù)刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，確定單位時(shí)間內(nèi)允許的放煤量，并根據(jù)頂煤厚度和各房頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度，確定允許放煤的放頂煤支架和其放煤時(shí)間；監(jiān)控主機(jī)根據(jù)確定的允許放煤的放頂煤支架和其放煤時(shí)間，給相應(yīng)的放頂煤支架的支架控制器發(fā)送控制命令；接收到控制命令的放頂煤支架支架控制器根據(jù)控制命令開始對(duì)尾梁進(jìn)行動(dòng)作控制，傾角傳感器實(shí)時(shí)將尾梁的擺動(dòng)角度反饋給支架控制器，當(dāng)尾梁的擺動(dòng)角度達(dá)到控制命令的要求時(shí)，支架控制器停止對(duì)尾梁進(jìn)行動(dòng)作控制；允許放煤的放頂煤支架的支架控制器根據(jù)控制命令開啟放煤口，按照控制命令中給定的時(shí)間進(jìn)行放煤。數(shù)據(jù)采集裝置采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并將運(yùn)行參數(shù)通過支架控制器報(bào)送給監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)判斷刮板運(yùn)輸機(jī)是否超載，如果超載，則給各放頂煤支架的支架控制器發(fā)送控制命令，關(guān)閉放煤口停止放煤。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、放煤過程無需人工干預(yù)，可實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)放煤；2、通過液壓支架的支架控制器作為中轉(zhuǎn)聯(lián)系控制系統(tǒng)的處理器(監(jiān)控主機(jī))和放煤口，由于煤礦中的液壓支架上一般都安裝有支架控制器，其減少了技術(shù)改造成本，便于在礦井中推廣；3、監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在順槽，與支架控制器無線連接，一方面避免工作面惡劣的環(huán)境對(duì)監(jiān)控主機(jī)產(chǎn)生不良影響，另一方面避免有線連接時(shí)由于電纜斷開等問題對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生的破壞。


附圖1為本發(fā)明所述的放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。附圖標(biāo)記如下1-監(jiān)控主機(jī)；2-放頂煤支架；3-刮板運(yùn)輸機(jī)；4-支架控制器；5-數(shù)據(jù)采集裝置； 6-測(cè)距儀；7-傾角傳感器；8-放頂煤支架(端頭液壓支架)。
具體實(shí)施例方式參見附圖1，一種放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控主機(jī)、支架控制器、傾角傳感器、測(cè)距儀、數(shù)據(jù)采集裝置，其中每架放頂煤支架上都設(shè)置有一個(gè)支架控制器，每架放頂煤支架的尾梁上都設(shè)置有一個(gè)傾角傳感器，每個(gè)傾角傳感器通過連接器與同一放頂煤支架上的支架控制器電氣連接，測(cè)距儀和數(shù)據(jù)采集裝置安裝在放頂煤支架中的端頭液壓支架(即兩端的放頂煤支架)上，數(shù)據(jù)采集裝置一端連接放頂煤工作面的刮板運(yùn)輸機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，另一端電氣連接端頭液壓支架上的支架控制器，測(cè)距儀電氣連接端頭液壓支架上的支架控制器，優(yōu)選數(shù)據(jù)采集裝置和測(cè)距儀與支架控制器的連接方式為無線連接；監(jiān)控主機(jī)安裝在井下順槽，每個(gè)支架控制器分別與監(jiān)控主機(jī)無線連接。監(jiān)控主機(jī)為計(jì)算機(jī)、可編程序控制器和單片機(jī)中的任意一種，也可以是其它處理器裝置。測(cè)距儀用于測(cè)量頂煤厚度，其可以是任意一種已知的測(cè)距裝置。數(shù)據(jù)采集裝置用于采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并通過其連接的支架控制器將采集的運(yùn)行參數(shù)報(bào)送到監(jiān)控主機(jī)。傾角傳感器用于測(cè)量放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度，尾梁的擺動(dòng)角度對(duì)應(yīng)放煤口的大小，當(dāng)擺動(dòng)角度較大時(shí)，放煤口較大，當(dāng)擺動(dòng)角度較小時(shí)，放煤口較小。上述放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)的放煤方法，包括通過數(shù)據(jù)采集裝置，采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，通過與數(shù)據(jù)采集裝置相連的支架控制器將運(yùn)行參數(shù)報(bào)送到監(jiān)控主機(jī)，通過測(cè)距儀測(cè)量頂煤厚度，并通過與測(cè)距儀相連的支架控制器將頂煤厚度報(bào)送到順槽監(jiān)控主機(jī)，通過傾角傳感器測(cè)量各放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度，并通過與各傾角傳感器相連的支架控制器將擺動(dòng)角度報(bào)送到監(jiān)控主機(jī)，數(shù)據(jù)采集裝置、測(cè)距儀和傾角傳感器的測(cè)量或采集動(dòng)作可以同時(shí)進(jìn)行，也可以不同時(shí)進(jìn)行，其測(cè)量或采集動(dòng)作可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的頻率自動(dòng)進(jìn)行，也可以在支架控制器或監(jiān)控主機(jī)發(fā)出測(cè)量或采集命令時(shí)進(jìn)行；監(jiān)控主機(jī)根據(jù)刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，確定單位時(shí)間內(nèi)允許的放煤量，并根據(jù)頂煤厚度和各放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度，即放煤口大小，確定允許放煤的放頂煤支架和其放煤時(shí)間，確定方法是本領(lǐng)域的公知常識(shí)，在此不予累述；監(jiān)控主機(jī)根據(jù)確定的允許放煤的放頂煤支架和其放煤時(shí)間，給相應(yīng)的放頂煤支架的支架控制器發(fā)送控制命令；接收到控制命令的放頂煤支架支架控制器根據(jù)控制命令開始對(duì)尾梁進(jìn)行動(dòng)作控制，傾角傳感器以一定的頻率將尾梁的擺動(dòng)角度(即放煤口的大小信息)反饋給支架控制器，當(dāng)尾梁的擺動(dòng)角度達(dá)到控制命令的要求時(shí)，支架控制器停止對(duì)尾梁進(jìn)行動(dòng)作控制；允許放煤的放頂煤支架的支架控制器根據(jù)控制命令開啟放煤口，按照控制命令中給定的時(shí)間進(jìn)行放煤，當(dāng)給定的時(shí)間結(jié)束時(shí)，循環(huán)執(zhí)行上述放煤方法，直到放煤結(jié)束。優(yōu)選數(shù)據(jù)采集裝置可以采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并將運(yùn)行參數(shù)通過支架控制器報(bào)送給監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)判斷刮板運(yùn)輸機(jī)是否超載，如果超載，則給各放頂煤支架的支架控制器發(fā)送控制命令，關(guān)閉放煤口停止放煤。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控主機(jī)、支架控制器、傾角傳感器、測(cè)距儀、數(shù)據(jù)采集裝置，所述測(cè)距儀和所述數(shù)據(jù)采集裝置安裝在放頂煤支架中的端頭液壓支架上，所述數(shù)據(jù)采集裝置連接放頂煤工作面的刮板運(yùn)輸機(jī)；所述支架控制器與放頂煤支架的數(shù)量相同，每個(gè)放頂煤支架設(shè)置有一個(gè)所述支架控制器；所述傾角傳感器與放頂煤支架的數(shù)量相同，每個(gè)放頂煤支架的尾梁上設(shè)置有一個(gè)所述傾角傳感器；所述監(jiān)控主機(jī)安裝在井下順槽，其無線連接每個(gè)所述支架控制器；所述測(cè)距儀和所述數(shù)據(jù)采集裝置與同一放頂煤支架上的所述支架控制器電氣連接；每個(gè)傾角傳感器通過連接器與同一放頂煤支架上的所述支架控制器電氣連接。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控主機(jī)為計(jì)算機(jī)、可編程序控制器和單片機(jī)中的任意一種。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)距儀用于測(cè)量頂煤厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集裝置用于采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并通過其連接的支架控制器將所述運(yùn)行參數(shù)報(bào)送到所述監(jiān)控主機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述傾角傳感器用于測(cè)量放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度。
6.使用如權(quán)利要求1-5其中任一所述放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)的放煤方法，其特征在于通過數(shù)據(jù)采集裝置，采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，通過與數(shù)據(jù)采集裝置相連的支架控制器將運(yùn)行參數(shù)報(bào)送到監(jiān)控主機(jī)，通過測(cè)距儀測(cè)量頂煤厚度，并通過與測(cè)距儀相連的支架控制器將頂煤厚度報(bào)送到順槽監(jiān)控主機(jī)，通過傾角傳感器測(cè)量各放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度，并通過與各傾角傳感器相連的支架控制器將擺動(dòng)角度報(bào)送到監(jiān)控主機(jī)；監(jiān)控主機(jī)根據(jù)刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，確定單位時(shí)間內(nèi)允許的放煤量，并根據(jù)頂煤厚度和各放頂煤支架尾梁的擺動(dòng)角度，確定允許放煤的放頂煤支架和其放煤時(shí)間；監(jiān)控主機(jī)根據(jù)確定的允許放煤的放頂煤支架和其放煤時(shí)間，給相應(yīng)的放頂煤支架的支架控制器發(fā)送控制命令；接收到控制命令的放頂煤支架支架控制器根據(jù)控制命令開始對(duì)尾梁進(jìn)行動(dòng)作控制，傾角傳感器實(shí)時(shí)將尾梁的擺動(dòng)角度反饋給支架控制器，當(dāng)尾梁的擺動(dòng)角度達(dá)到控制命令的要求時(shí)，支架控制器停止對(duì)尾梁進(jìn)行動(dòng)作控制；允許放煤的放頂煤支架的支架控制器根據(jù)控制命令開啟放煤口，按照控制命令中給定的時(shí)間進(jìn)行放煤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放煤方法，其特征在于，數(shù)據(jù)采集裝置采集刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并將運(yùn)行參數(shù)通過支架控制器報(bào)送給監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)判斷刮板運(yùn)輸機(jī)是否超載，如果超載，則給各放頂煤支架的支架控制器發(fā)送控制命令，關(guān)閉放煤口停止放煤。
全文摘要
一種放頂煤工作面自動(dòng)放煤控制系統(tǒng)及其放煤方法，包括監(jiān)控主機(jī)、支架控制器、傾角傳感器、測(cè)距儀、數(shù)據(jù)采集裝置，測(cè)距儀和數(shù)據(jù)采集裝置安裝在放頂煤支架中的端頭液壓支架上，數(shù)據(jù)采集裝置連接放頂煤工作面的刮板運(yùn)輸機(jī)；支架控制器與放頂煤支架的數(shù)量相同，每個(gè)放頂煤支架設(shè)置有一個(gè)支架控制器；傾角傳感器與放頂煤支架的數(shù)量相同，每個(gè)放頂煤支架的尾梁上設(shè)置有一個(gè)傾角傳感器；監(jiān)控主機(jī)安裝在井下順槽，其無線連接每個(gè)支架控制器；測(cè)距儀和數(shù)據(jù)采集裝置與同一放頂煤支架上的支架控制器電氣連接；每個(gè)傾角傳感器通過連接器與同一放頂煤支架上的支架控制器電氣連接。
文檔編號(hào)E21D23/16GK102493827SQ201110388729
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者牛劍峰 申請(qǐng)人:北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司