本發(fā)明涉及一種綜放工作面放煤自動(dòng)化系統(tǒng)，尤其是該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地采集與處理煤巖特征信號(hào)，并利用電液控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)放煤的自動(dòng)化。

背景技術(shù)：

煤炭是我國(guó)一次能源的主體，綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采方法是實(shí)現(xiàn)厚煤層(一般煤層厚度>3.5m)開(kāi)采的高產(chǎn)、高效的有效方法之一，其實(shí)質(zhì)就是在開(kāi)采煤層的底部，布置采煤工作面，先由采煤機(jī)割掉支架前底部煤層，并由前部刮板機(jī)運(yùn)出，然后再利用三機(jī)配套協(xié)調(diào)關(guān)系自動(dòng)移動(dòng)綜采設(shè)備，將采煤工作面向前推移，與此同時(shí)工作面利用自身的礦山壓力，將支架頂后部的頂煤破碎并促使其垮落，而后將這些垮落的頂煤由工作面支架下方的后部刮板機(jī)運(yùn)出工作面。

該方法雖然成倍地提高了厚煤層的產(chǎn)量和效率,但我國(guó)綜放開(kāi)采的關(guān)鍵工藝頂煤的放落仍采用放煤工手動(dòng)操控電液換向閥來(lái)進(jìn)行控制。放煤工通過(guò)肉眼觀察來(lái)控制放煤口的開(kāi)關(guān)，極易造成頂煤的“欠放”或“過(guò)放”現(xiàn)象。

針對(duì)目前綜放開(kāi)采的關(guān)鍵工藝頂煤的放落仍是人工操作的這一問(wèn)題，提出一種綜放工作面放煤自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)放煤過(guò)程中的煤巖性狀識(shí)別及“放煤口”的自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉，由于煤與巖石的硬度不同，故放煤過(guò)程中造成的振動(dòng)和聲壓是不同的。因此，可以采集振動(dòng)信號(hào)和聲壓與信號(hào)作為垮落煤巖的特征信號(hào)，并以該信號(hào)的特征為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)電液控制器，實(shí)現(xiàn)尾梁自主的上下擺動(dòng)及插板自主的伸出與縮回，即“放煤口”的自動(dòng)開(kāi)啟與關(guān)閉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提出一種綜放工作面放煤自動(dòng)化系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：綜放工作面放煤自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征是：該系統(tǒng)包括：振動(dòng)加速度傳感器；聲壓傳感器；數(shù)據(jù)采集卡；防爆計(jì)算機(jī)；CAN-USB總線轉(zhuǎn)換模塊；電液控制器；尾梁電液控制閥；插板電液控制閥；礦用本安型電源；電纜；CAN電纜；振動(dòng)加速度傳感器和聲壓傳感器吸附于液壓支架后尾梁背部，用以采集放煤過(guò)程中煤巖沖擊后尾梁的振動(dòng)信號(hào)與聲壓信號(hào)；通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)采集卡連接，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)通過(guò)USB插口輸入防爆計(jì)算機(jī)的煤巖識(shí)別系統(tǒng)；防爆計(jì)算機(jī)通過(guò)USB插口連接CAN-USB總線轉(zhuǎn)換模塊，通過(guò)CAN總線把實(shí)時(shí)地識(shí)別結(jié)果傳遞給電液控制器；電液控制器根據(jù)識(shí)別結(jié)果控制尾梁和插板電液控制閥，實(shí)現(xiàn)綜放工作面放煤的自動(dòng)化；礦用本安型電源為數(shù)據(jù)采集卡和電液控制器供電。

所述的電液控制器由單片機(jī)；基本配置單元；通信單元；隔離單元；電磁驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成；單片機(jī)用以接收防爆計(jì)算機(jī)的識(shí)別結(jié)果并輸出控制信號(hào)；通訊單元包含CAN串口，用以和防爆計(jì)算機(jī)通訊；隔離單元用以隔離尾梁電液控制閥和插板電液控制閥的控制信號(hào)；電磁驅(qū)動(dòng)單元用以輸出尾梁和插板電液控制閥的狀態(tài)，以控制尾梁和插板的動(dòng)作。

本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述的綜放工作面放煤自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖2是本發(fā)明所述的電液控制器的硬件結(jié)構(gòu)圖。

其中，圖1包括：1.振動(dòng)加速度傳感器，2.聲壓傳感器，3.數(shù)據(jù)采集卡，4.防爆計(jì)算機(jī)，5.CAN-USB總線轉(zhuǎn)換模塊，6.電液控制器，7.尾梁電液控制閥，8.插板電液控制閥，9礦用本安型電源；

圖2包括：10.單片機(jī)，11.基本配置單元，12.通信單元，13.隔離單元；14.電磁驅(qū)動(dòng)單元。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例不能用于解釋對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，本實(shí)施實(shí)例由振動(dòng)加速度傳感器1、聲壓傳感器2、數(shù)據(jù)采集卡3、防爆計(jì)算機(jī)4、CAN-USB總線轉(zhuǎn)換模塊5、電液控制器6、尾梁電液控制閥7、插板電液控制閥8、礦用本安型電源9及電纜和CAN電纜組成；

所述的振動(dòng)加速度傳感器1與聲壓傳感器2吸附在液壓支架后尾梁背部，采集放煤過(guò)程中煤巖沖擊后尾梁的振動(dòng)信號(hào)與聲壓信號(hào)，通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)采集卡3連接；

所述的數(shù)據(jù)采集卡，把振動(dòng)加速度傳感器和聲壓傳感器采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)USB插口與防爆計(jì)算機(jī)4連接，把表征煤巖的信號(hào)輸入防爆計(jì)算機(jī)的煤巖識(shí)別系統(tǒng)，進(jìn)行煤巖性狀識(shí)別；

所述的CAN-USB總線轉(zhuǎn)換模塊5，用以方便防爆計(jì)算機(jī)與電液控制器6的通訊；

所述的電液控制器6，用以接收防爆計(jì)算機(jī)的煤巖識(shí)別結(jié)果，包括：頂煤垮落、矸石垮落和卡煤；并針對(duì)不同的識(shí)別結(jié)果，分別控制尾梁電液控制閥7和插板電液控制閥8的動(dòng)作；

所述的礦用本安型電源9，用以給數(shù)據(jù)采集卡和電液控制器供電。

圖2為電液控制器的硬件結(jié)構(gòu)圖，包括單片機(jī)10、基本配置單元11、通信單元12、隔離單元13與電磁驅(qū)動(dòng)單元14；

所述的單片機(jī)10用以接收防爆計(jì)算機(jī)的識(shí)別結(jié)果并輸出控制信號(hào)，識(shí)別結(jié)果為頂煤垮落時(shí)，控制插板電液控制閥使插板保持縮回，繼續(xù)放煤；識(shí)別結(jié)果為矸石垮落時(shí)，控制插板電液控制閥使插板伸出，關(guān)閉“放煤口”，停止放煤；識(shí)別結(jié)果為卡煤時(shí)，控制尾梁電液控制閥，使尾梁上下擺動(dòng)以破碎頂煤；

所述的基本配置單元11包括時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊等，用以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的基本功能；

所述的通訊單元12,包含CAN串口，RS485串口等，CAN串口通過(guò)CAN電纜與CAN-USB總線轉(zhuǎn)換模塊連接，CAN-USB總線轉(zhuǎn)換模塊與防爆計(jì)算機(jī)通訊USB插口連接，以完成防爆計(jì)算機(jī)與電液控制器的通訊；

所述的隔離單元13用以隔離尾梁電液控制閥和插板電液控制閥的控制信號(hào)；

所述的電磁驅(qū)動(dòng)單元14用以接收單片機(jī)輸出的經(jīng)隔離單元隔離后的控制信號(hào)，并輸出相應(yīng)電液控制閥的狀態(tài)，以控制尾梁和插板的動(dòng)作。