采煤機(jī)鉆巖識別及控制方法的研究.pdf

1、我國薄煤層資源儲量豐富且煤質(zhì)較好,由于目前薄煤層開采工作面自動化程度不高,所以每年薄煤層開采量較低。當(dāng)前,薄煤層開采主要依靠螺旋鉆式采煤機(jī),在長距離鉆進(jìn)過程中,采煤機(jī)的鉆具由多節(jié)鉆桿和鉆頭連接而成。采煤機(jī)在定向截割煤層的過程中,時常遇到巖石,容易使鉆頭產(chǎn)生偏斜,進(jìn)而會導(dǎo)致鉆頭受到嚴(yán)重磨損,造成鉆桿偏斜,甚至引發(fā)安全問題。因此采用現(xiàn)代信息技術(shù),自動對采煤面煤巖的識別和鉆具有效糾偏控制是保證薄煤層高速自動安全開采的前提和需要解決的問題之一。

2、
　　基于此,本文對螺旋鉆式采煤機(jī)的煤巖識別方法及鉆具的糾偏控制方法進(jìn)行了研究,進(jìn)行了相關(guān)信息采集系統(tǒng)的設(shè)計,采集了相關(guān)信號并進(jìn)行了分析,具體工作有:
　　1、研究了煤巖特性以及采煤機(jī)鉆頭在截割狀態(tài)時的振動信號和噪聲信號的特征,通過分析煤層和巖石的不同特性,推導(dǎo)出了采煤機(jī)鉆頭截割煤層時受到的不同截割阻力模型,通過該受力模型可對采煤機(jī)截割煤巖時的振動信號進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)煤巖的有效識別。
　　2、在實(shí)驗室條件下,參照普氏硬度

3、系數(shù),用巖石、沙子、水泥按照一定的比例摻雜后,分別制成不同硬度系數(shù)的人工煤巖壁試樣。依托實(shí)驗室截割試驗平臺,設(shè)計了基于虛擬儀器的采煤機(jī)振動信號采集系統(tǒng)。
　　3、針對幾種不同截割工況,對設(shè)計的振動信號采集系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗數(shù)據(jù)采集,對采集的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行小波閾值濾波,并采用小波(包)分析提取了不同截割硬度時振動信號的特征,分析、歸納出了不同截割工況時振動信號的特征。
　　4、針對螺旋鉆式采煤機(jī)在采煤過程中鉆具偏斜的問題進(jìn)行了研究,