采用太赫茲成像技術(shù)的采煤機(jī)煤巖分布識(shí)別裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤巖界面識(shí)別的裝置與方法，具體涉及一種采用太赫茲成像技術(shù)的采煤機(jī)煤巖分布識(shí)別裝置及方法，屬于煤巖界面識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤巖界面自動(dòng)識(shí)別是實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)滾筒自動(dòng)調(diào)高及采煤工作面自動(dòng)化控制首先遇到的問題。進(jìn)行煤巖界面識(shí)別的目的是確保滾筒在煤層中進(jìn)行截割工作，及時(shí)防止?jié)L筒截齒切入巖石，以防事故發(fā)生。當(dāng)前，采煤機(jī)煤巖界面識(shí)別技術(shù)已發(fā)展到記憶截割煤巖界面識(shí)別階段。該技術(shù)具有截割狀態(tài)識(shí)別傳感器和處理器。該技術(shù)在采煤機(jī)自動(dòng)截割循環(huán)之前，預(yù)先采用人工施教方式進(jìn)行采煤機(jī)第一刀截割，同時(shí)，在采煤機(jī)截割過程中，由處理器記憶采煤機(jī)各截割位置處滾筒高度軌跡參數(shù)。然后，從第二循環(huán)開始，利用處理器記憶的上一截割循環(huán)各位置處的滾筒高度軌跡參數(shù)來控制滾筒在本截割割循環(huán)對(duì)應(yīng)位置處的滾筒高度，同時(shí)，利用截割狀態(tài)識(shí)別傳感器對(duì)滾筒當(dāng)前截割狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，若滾筒截齒切入巖石，則由處理器控制采煤機(jī)調(diào)高油缸和調(diào)高滾筒下降，直至滾筒截割至煤層，同時(shí)，處理器記憶當(dāng)前位置處的滾筒高度軌跡參數(shù)，作為下一截割循環(huán)對(duì)應(yīng)位置處的滾筒高度參數(shù)。可見，傳統(tǒng)煤巖界面識(shí)別技術(shù)只有當(dāng)滾筒截齒切入巖石的問題發(fā)生后，才能識(shí)別出滾筒截齒的截巖狀態(tài)，因此，煤巖界面識(shí)別結(jié)果落后于工作條件變化，滾筒的調(diào)高控制更加落后于工作條件的變化。從控制方法上看，記憶截割煤巖界面識(shí)別技術(shù)是一種基于反饋控制的煤巖界面識(shí)別方法。傳統(tǒng)記憶截割煤巖界面識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)框圖如附圖2所示。
[0003]太赫茲技術(shù)近年來出現(xiàn)的電磁新技術(shù)。太赫茲的頻率很高、波長(zhǎng)很短，具有很高的時(shí)域頻譜信噪比，且在濃煙、沙塵環(huán)境中傳輸損耗很少，可以穿透墻體對(duì)房屋內(nèi)部進(jìn)行掃描，可以對(duì)“墻后”物體進(jìn)行三維立體成像，因此，太赫茲成像具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)開始進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。
[0004]由于當(dāng)前記憶截割煤巖界面識(shí)別技術(shù)存在以上不足之處，因此盡管記憶截割技術(shù)取得了一定的效果，但不是十分令人滿意，只能在有限的地質(zhì)條件下使用。而太赫茲成像具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為解決當(dāng)前記憶截割煤巖界面識(shí)別技術(shù)中存在的問題提供了可靠的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)已有記憶截割煤巖界面識(shí)別技術(shù)中存在的不足之處，提供一種采用太赫茲成像技術(shù)的采煤機(jī)煤巖分布識(shí)別裝置及方法;在上一截割循環(huán)識(shí)別到煤層中有巖石的截割位置處，處理器輸出信號(hào)至報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在整個(gè)截割循環(huán)過程中，太赫茲成像煤巖分布識(shí)別傳感器對(duì)下一截深內(nèi)的煤巖分布情況進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別結(jié)果信號(hào)輸出至處理器，處理器根據(jù)煤巖分布識(shí)別方法對(duì)該識(shí)別結(jié)果進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，存儲(chǔ)結(jié)果處理結(jié)果作為在下一截割循環(huán)對(duì)應(yīng)位置處、處理器輸出信號(hào)至調(diào)高油缸和調(diào)高滾筒或報(bào)警裝置的依據(jù)。
[0006]—種采用太赫茲成像技術(shù)的采煤機(jī)煤巖分布識(shí)別裝置，包括處理器、調(diào)高油缸、調(diào)高滾筒和報(bào)警裝置，還包括太赫茲成像煤巖分布識(shí)別傳感器;太赫茲成像煤巖分布識(shí)別傳感器輸出至處理器，處理器輸出信號(hào)至調(diào)高油缸，調(diào)高油缸輸出信號(hào)至調(diào)高滾筒，或處理器輸出信號(hào)至報(bào)警裝置。
[0007]一種采用太赫茲成像技術(shù)的采煤機(jī)煤巖分布識(shí)別方法，包括以下步驟:
a.將太赫茲成像煤巖界面識(shí)別傳感器安裝在采煤機(jī)機(jī)身合適位置上；
b.在采煤機(jī)自動(dòng)截割之前，采用人工施教方式進(jìn)行第一刀截割，由處理器記憶、存儲(chǔ)滾筒在各截割位置處的滾筒高度軌跡參數(shù)，即確定各截割位置處的設(shè)定截割狀態(tài)(默認(rèn)截煤)參數(shù);同時(shí)，太赫茲成像煤巖分布識(shí)別傳感器對(duì)下一截深內(nèi)的煤巖分布情況進(jìn)行識(shí)別；
c.太赫茲成像煤巖分布識(shí)別傳感器的識(shí)別結(jié)果信號(hào)輸出至處理器，處理器根據(jù)煤巖分布識(shí)別方法對(duì)該識(shí)別結(jié)果進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，存儲(chǔ)結(jié)果處理結(jié)果作為下一截割循環(huán)對(duì)應(yīng)位置處、處理器輸出信號(hào)至調(diào)高油缸和調(diào)高滾筒或報(bào)警裝置的依據(jù)；
d.從第二截割循環(huán)開始，采煤機(jī)開始自動(dòng)截割循環(huán)，在純煤層截割位置處，處理器根據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)定截割狀態(tài)(默認(rèn)截煤)時(shí)的滾筒高度軌跡參數(shù)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)高油缸及調(diào)高滾筒，實(shí)現(xiàn)滾筒高度自動(dòng)調(diào)整;在上一截割循環(huán)識(shí)別到頂板有巖石的截割位置處，根據(jù)頂板巖石及純煤層厚度信息，處理器輸出對(duì)應(yīng)的下調(diào)滾筒高度信號(hào)，下調(diào)滾筒高度至純煤層后，由處理器修改、記憶當(dāng)前滾筒高度軌跡參數(shù)，作為下一截割循環(huán)對(duì)應(yīng)位置處滾筒高度軌跡參數(shù)的設(shè)定截割狀態(tài)(默認(rèn)截煤)參數(shù);在上一截割循環(huán)識(shí)別到煤層中有巖石的截割位置處，處理器輸出信號(hào)至報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0008]本發(fā)明可在上一截割循環(huán)識(shí)別到煤層中有巖石的截割位置處，處理器輸出信號(hào)至報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在整個(gè)截割循環(huán)過程中，太赫茲成像煤巖分布識(shí)別傳感器對(duì)下一截深內(nèi)的煤巖分布情況進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別結(jié)果信號(hào)輸出至處理器，處理器根據(jù)煤巖分布識(shí)別方法對(duì)該識(shí)別結(jié)果進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，存儲(chǔ)結(jié)果作為下一截割循環(huán)對(duì)應(yīng)位置處，處理器輸出信號(hào)至調(diào)高油缸和調(diào)高滾筒或報(bào)警裝置的依據(jù)。提前識(shí)別采煤機(jī)下一截割循環(huán)滾筒截深內(nèi)的煤巖分布情況，進(jìn)而提前確定滾筒高度，避免滾筒截齒切入巖石，屬于一種前饋控制技術(shù)。克服傳統(tǒng)了傳統(tǒng)記憶結(jié)果煤巖界面識(shí)別技術(shù)存在的只有等到滾筒截齒切入巖石的問題發(fā)生后才能識(shí)別出滾筒巖石截割狀態(tài)的缺點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的煤巖分布組成識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)框圖。
[0010]圖2是傳統(tǒng)記憶截割煤巖界面識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，采用太赫茲成像技術(shù)的采煤機(jī)煤巖分布識(shí)別裝置，包括太赫茲成像煤巖界面識(shí)別傳感器、處理器、調(diào)高油缸、調(diào)高滾筒和報(bào)警裝置。太赫茲成像煤巖界面識(shí)別傳感器的輸出信號(hào)至處理器，處理器輸出信號(hào)至調(diào)高油缸、調(diào)高油缸輸出信號(hào)至調(diào)高滾筒，或處理器輸出信號(hào)至報(bào)警裝置。處理器內(nèi)