專利名稱：智能型全自動聯(lián)合采煤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，具體地說是 一種通過中 央控制設(shè)備來控制整個工作面的煤炭機械設(shè)備協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)煤礦井下釆 裝、支護、輸送功能的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤炭機械裝備技術(shù)領(lǐng)域，我國煤機裝備制造業(yè)的問題主要表現(xiàn)在1) 產(chǎn)業(yè)集中度低，產(chǎn)品成套能力弱，目前供應(yīng)商不能提供成套的煤炭綜釆產(chǎn)
品；2)煤炭機械裝備產(chǎn)品可靠性差、自動化程度低、安全性差；3)系統(tǒng) 開釆綜合效率低，生產(chǎn)能力弱。
煤炭生產(chǎn)是一個惡性事故頻發(fā)的行業(yè)，現(xiàn)有技術(shù)中存在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備 匹配性差、可靠性低、智能化程度低以及安全性差等問題，嚴(yán)重影響了社 會安定和社會文明建設(shè)。因此，開發(fā)無人職守的智能管理、控制和操作的 全自動開釆系統(tǒng)，提高生產(chǎn)安全性，已經(jīng)成為井下煤炭開采設(shè)備的一個發(fā) 展方向。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備匹配性差、可靠性低、生產(chǎn)效率低 以及安全性差等問題，本發(fā)明要解決的問題是提供一種設(shè)備匹配性好、可 靠性高、生產(chǎn)效率高并提高安全性的智能型全自動聯(lián)合采煤系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是
本發(fā)明智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，包括釆裝煤裝置、輸送裝置、支 護裝置以及設(shè)備列車，安裝于煤礦井下的工作面及順槽中，其中釆裝煤裝 置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通過設(shè)于順槽中的帶式輸送機 輸送至井外或煤倉中，支護裝置設(shè)于輸送裝置后方，用于支護煤層頂板， 與輸送裝置聯(lián)動，所述設(shè)備列車包括設(shè)有中央控制設(shè)備的中央控制室、啟 動器、動力設(shè)備及救生艙，中央控制設(shè)備監(jiān)測并控制上述各裝置、設(shè)備列 車以及設(shè)備列車上動力設(shè)備的協(xié)調(diào)運行，動力設(shè)備為各裝置及設(shè)備列車提 供動力源，設(shè)備列車隨著工作面的進給在順槽中自動移動。
所述動力設(shè)備包括乳化液泵站、冷卻水泵站、變電設(shè)備，其中啟動器 的控制按鈕接至輸送裝置以及設(shè)備列車及動力設(shè)備的各控制回路中；乳化 液泵站為支護裝置的液壓控制裝置提供液壓動力源，冷卻水泵站為各裝置 中的電機及其減速器提供冷卻循環(huán)水，并為釆裝煤裝置中的釆煤機及支護 裝置的輔助釆煤機噴霧器提供噴霧水；變電設(shè)備將地面輸入的電力轉(zhuǎn)變?yōu)?各裝置及設(shè)備列車所需的電壓等級；所述中央控制設(shè)備包括防爆工業(yè)PC機和主控制器，二者通過CAN總線連接，主控制器通過CAN總線與釆裝煤
裝置控制器、輸送裝置控制器及支護裝置控制器進行數(shù)據(jù)傳送，釆裝煤裝 置控制器、輸送裝置控制器及支護裝置控制服務(wù)器釆集各自裝置中的檢測 信號傳輸至主控制器，并接收主控制器的控制信號向各自裝置發(fā)送，主控 制器中存有系統(tǒng)邏輯控制程序，控制不同設(shè)備的協(xié)調(diào)工作。
所述主控制器通過釆裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器以及支護裝置 控制服務(wù)器接收各傳感器的檢測信號，并通過上述各裝置控制器發(fā)送控制
信號；所述設(shè)于釆裝煤裝置中的傳感器有檢測釆煤機電壓及電流的電壓 傳感器及電流傳感器，檢測噴霧/冷卻水的壓力及溫度的壓力傳感器及溫度 傳感器，檢測釆煤機減速器振動信號的振動傳感器，檢測釆煤機在工作面 上移動位置的位置傳感器，分別檢測井下瓦斯?jié)舛取?一氧化碳濃度及粉塵 濃度的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?一氧化碳傳感器以及粉塵濃度傳感器的檢測信號； 主控制器通過釆裝煤裝置控制器向釆煤機中的左/右滾簡電機、左/右牽引電 機、油泵電機的控制信號；所述設(shè)于輸送裝置中的傳感器有檢測輸送機 電壓及電流的電壓傳感器及電流傳感器、檢測輸送機減速器油溫的溫度傳 感器、檢測輸送機減速器振動信號的振動傳感器以及設(shè)備列車移動的位置 傳感器的檢測信號；主控制器通過輸送裝置控制器向輸送裝置中的頭/尾刮 板驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)載電機、破碎電機、設(shè)備列車電機、乳化液泵站以及冷卻 水泵站發(fā)送的控制信號；設(shè)于支護裝置中的傳感器有支護裝置各支架的 壓力傳感器及位移傳感器；主控制器通過支護裝置控制服務(wù)器及多個支架 控制器向各支架的液壓控制回路的多功能主控閩發(fā)送控制信號。
所述系統(tǒng)邏輯控制流程包括以下步驟
開始，設(shè)備上電并自檢；
依次啟動支護裝置、輸送裝置及采裝煤裝置；
在釆裝煤裝置采煤過程中，當(dāng)檢測到滾簡截割功率大于正常范圍時， 釆裝煤裝置控制器自動降低牽引電機的轉(zhuǎn)速(保證滾簡的截割功率始終處 于正常范圍內(nèi))；
在輸送裝置運行過程中，主控制器通過實時監(jiān)控刮板輸送機的電機運 行功率的變化，自動調(diào)控釆煤機的牽引速度； 當(dāng)采煤機停車時，刮板輸送機延時停車； 當(dāng)刮板輸送機停車時，釆煤機立即停車；
在支護裝置工作過程中，支護裝置控制服務(wù)器通過實時檢測釆煤機的 位置調(diào)整護幫板的伸縮，從而有效地防止護幫板不被滾簡切割；
在釆煤機運行過程中，釆煤機始終通過中央控制器向支護裝置控制服 務(wù)器發(fā)送位置信號，液壓支架根據(jù)該信號完成移架動作;
當(dāng)系統(tǒng)需要停機時，依次停止釆裝煤裝置、輸送裝置及支護裝置。
所述支護裝置由多組支架組成，其中每組支架通過支護裝置控制器控 制多功能主控閥驅(qū)動其推溜、降柱、移架、升柱的操作，支護裝置還具有輔助采煤機噴霧器。
所述防爆工業(yè)PC機中設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對由主控制器上傳
的井下環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進行監(jiān)測，通過組態(tài)軟件實現(xiàn)故障的分類顯示、 報警歷史記錄、最后發(fā)生時間、次數(shù)，并對特殊故障進行位置顯示，對當(dāng) 前環(huán)境安全級別進行判斷，完成信息的記錄、統(tǒng)計分析、故障自診斷及報 警；在工作面、順槽與中央控制室之間設(shè)有語音通訊設(shè)備，語音通訊設(shè)備
狀態(tài)由中央控制室的工業(yè)PC機監(jiān)控；所述防爆工業(yè)PC機通過工業(yè)以太網(wǎng)
與地面上位機進行通訊連接。
智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)釆用淺截深、高牽引速度的截煤方式，同 時利用工作面煤壁的壓松效應(yīng)，減小截割載荷。
本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點
1. 提高了系統(tǒng)的成套能力和執(zhí)行效率。本發(fā)明系統(tǒng)基于優(yōu)化匹配原則， 合理布置于井下工作面和順槽中，滿足生產(chǎn)能力和最佳幾何關(guān)系，通過在 設(shè)備列車上的中央控制室對所有運行設(shè)備實施綜合管理、協(xié)調(diào)運作，滿足 使用壽命和地質(zhì)條件的要求，最大程度上實現(xiàn)了煤炭機械裝備的綜合應(yīng)用， 提高了系統(tǒng)的成套能力和執(zhí)行效率。
2. 功能強，智能化程度高。本發(fā)明通過建立中央控制設(shè)備，最大程度 上實現(xiàn)了綜釆工作面設(shè)備智能化和協(xié)調(diào)工作，設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)， 對井下的環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進行監(jiān)測，對當(dāng)前環(huán)境安全級別進行判斷， 完成信息的記錄、統(tǒng)計與分析，通過遠程控制技術(shù)，實現(xiàn)所有設(shè)備的協(xié)調(diào) 控制，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代化煤礦的高效率、高智能化、低功耗的特點。
3. 安全性高。本發(fā)明通過建立井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)和礦難救生系統(tǒng)， 為進下人員提供救生場所，有效地提高了煤礦開釆的安全性，極大程度的 降低了事故率。
4. 生產(chǎn)效率高。由于釆用全自動系統(tǒng)，人工參與開釆過程的時間大幅 度降低，并采用淺截深、高牽引速度的割煤方式，采煤機截割阻力小，系 統(tǒng)負(fù)荷輕，采煤機基本上能保證高牽引速度運行，有利于提高曰截煤刀數(shù)， 提高產(chǎn)量；提高釆煤機瞬間截割硬煤和過矸石的能力；頂板的裸露的時間、 頂板裸露面積相對減少，有效地控制偽頂脫落、頂板破碎和片幫情況的發(fā) 生；由于截深減小，支架移架距離會縮短，有利于提高支架的移架和跟機 速度；采煤機單位時間的產(chǎn)煤能力會降低，減輕刮板輸送機單位時間內(nèi)的 承載能力；同時，牽引速度的提高也有利于運輸機負(fù)荷的均勻分配；由于 截深減小，輸送機在釆煤機行割煤時彎曲度會降低，有利于采煤機的通過, 給釆煤機、輸送機維護和工作面管理帶來了一定的益處；有利于系統(tǒng)的全 自動方式的實現(xiàn)和煤礦的高產(chǎn)。
圖l為本發(fā)明系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)工作面布置示意圖；圖3為本發(fā)明系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明系統(tǒng)進行 一步說明。
如圖1 2所示，本發(fā)明智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，包括釆裝煤裝置、 輸送裝置、支護裝置以及設(shè)備列車，整體安裝于煤礦井下的工作面上和順 槽中，其中采裝煤裝置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通過設(shè)于 順槽中的帶式輸送機8輸送至井外或煤倉中，支護裝置設(shè)于輸送裝置的后 面，用于支護煤層頂板，與輸送裝置聯(lián)動，所述設(shè)備列車包括設(shè)有中央控 制設(shè)備的中央控制室9、啟動器IO、動力設(shè)備及設(shè)有救生設(shè)備的救生艙15， 中央控制設(shè)備監(jiān)測并控制上述各裝置、設(shè)備列車以及設(shè)備列車上動力設(shè)備 的協(xié)調(diào)運行，動力設(shè)備為各裝置及設(shè)備列車提供動力源，設(shè)備列車隨著工 作面的進給在順槽中自動移動(也可手動操作)。
上述動力設(shè)備包括乳化液泵站11、冷卻水泵站12、變電設(shè)備13,其中
啟動器10的控制按鈕由輸送裝置控制器控制。乳化液泵站11為支護裝置
的液壓控制裝置提供液壓動力源，冷卻水泵站12為各裝置中的電機及其減
速器提供冷卻循環(huán)水，并為釆裝煤裝置中的采煤機1及支護裝置的輔助釆
煤機噴霧器提供噴霧水；變電站將地面輸入的電力轉(zhuǎn)變?yōu)楦餮b置及設(shè)備列 車所需的電壓等級。
所述中央控制設(shè)備包括防爆工業(yè)PC機和主控制器(本實施例釆用 PLC), 二者通過CAN總線連接，主控制器通過CAN總線與釆裝煤裝置控 制器、輸送裝置控制器及支護裝置控制器進行數(shù)據(jù)傳送，釆裝煤裝置控制 器、輸送裝置控制器及支護裝置控制服務(wù)器釆集各自裝置中的檢測信號傳 輸至主控制器，并接收主控制器的控制信號向各自裝置發(fā)送，主控制器中 存有系統(tǒng)控制程序。
所述防爆工業(yè)PC機中設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對由主控制器上傳
的井下環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進行監(jiān)測，通過組態(tài)軟件實現(xiàn)故障的分類顯示、 報警歷史記錄、最后發(fā)生時間、次數(shù)，并對特殊故障進行位置顯示，對當(dāng) 前環(huán)境安全級別進行判斷，完成信息的記錄、統(tǒng)計分析、故障自診斷及報
°如圖2所示，所述采裝煤裝置包括釆煤機1 (也可為刨煤機)，能夠?qū)?現(xiàn)釆煤和裝煤兩個功能，可在防爆工業(yè)PC機中遠程設(shè)定釆裝煤裝置左/右 滾簡電機的截煤深度和左/右牽引電機的牽引速度；主控制器通過采裝煤裝 置控制器接收的來自采裝煤裝置的接收各傳感器的檢測信號，各傳感器包 括檢測釆煤機1電壓及電流的電壓傳感器及電流傳感器，檢測噴霧/冷卻 水的壓力及溫度的壓力傳感器及溫度傳感器，檢測釆煤機減速器振動信號 的振動傳感器，分別檢測井下瓦斯?jié)舛取?一氧化碳濃度及粉塵濃度的瓦斯
濃度傳感器、 一氧化碳傳感器以及粉塵濃度傳感器的檢測信號；滾簡支撐
油缸內(nèi)安裝位置傳感器，用于檢測釆煤機滾簡的高度位置，左/右牽引電機的變頻器設(shè)有速度反饋傳感器，其速度檢測信號通過采裝煤裝置控制器的 模擬量采集口進入主控制器的數(shù)據(jù)寄存區(qū)，這兩個數(shù)據(jù)能夠反應(yīng)采煤機1 的截煤深度和牽引的速度，這樣在CAN通訊數(shù)據(jù)地址中設(shè)置兩個變量，通
過PCI-CAN卡進行主控制器與采裝煤控制器之間的數(shù)據(jù)傳送，并在釆煤機
顯示界面上將相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示。
通過采裝煤裝置控制器向釆煤機l中的左/右滾簡電機、左/右牽引電機、
油泵電機以及破碎電機(可選擇配置)發(fā)送的控制信號；
輸送裝置包括輸送機(本實施例釆用刮板輸送機5)、轉(zhuǎn)載機6、破碎 機7,負(fù)責(zé)把釆煤機1截落的煤輸送至帶式輸送機8上。
設(shè)于輸送裝置中的傳感器有檢測刮板輸送機5的電壓及電流的電壓 傳感器及電流傳感器、檢測輸送機減速器油溫的溫度傳感器、檢測輸送機 減速器振動信號的振動傳感器。
主控制器通過輸送裝置控制器向刮板輸送機5中的頭/尾刮板驅(qū)動電 機、轉(zhuǎn)載電機6、破碎電機7發(fā)送控制信號。
本實施例中設(shè)備列車及其上的乳化液泵站11以及冷卻水泵站12等動 力設(shè)備不單獨設(shè)置控制器，而是由中央控制器通過輸送裝置控制器管理控
制，因此檢測設(shè)備列車移動的位置傳感器的檢測信號通過輸送裝置控制器 向主控制器傳送。
支護裝置由多組液壓支架組成，包括中間支架2、過渡支架3及端頭支 架4，液壓支架的數(shù)量由工作面的長度決定。液壓支架包括中間支架、過渡 支架、端頭支架，負(fù)責(zé)支護煤層頂板，每3組支架由一個支架控制器控制， 因此具有多個支架控制器，主控制器能夠遠程控制液壓支架動作，控制電 磁閥驅(qū)動其支護裝置中任何一臺液壓支架的推溜、降柱、移架、升柱、收 護幫板、伸護幫板、輔助采煤機噴霧等動作。設(shè)于支護裝置中的傳感器有 支護裝置各支架的壓力傳感器及位移傳感器。
工業(yè)PC機通過CAN總線實現(xiàn)其與主服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳送，在顯示 界面編輯支架模擬控制盤，可以選擇支架號、設(shè)定參數(shù)、控制各種動作啟 動停止功能等。
本發(fā)明系統(tǒng)由存有系統(tǒng)邏輯控制程序的主控制器來控制相關(guān)裝置、設(shè) 備電機的啟動和停機順序，具體步驟如下 開始，設(shè)備上電并自檢；
依次啟動支護裝置、輸送裝置及釆裝煤裝置，其中各裝置中的啟動順 序由各裝置控制器控制完成，總體來說，支護裝置中的液壓支架、帶式輸 送機8、輸送裝置中的破碎機7、轉(zhuǎn)載機6、刮板輸送機5和釆裝煤裝置中 釆煤機l按上述順序依次啟動(停機時相反)，系統(tǒng)控制程序?qū)⒐伟遢斔蜋C 5、釆煤機1的啟動/停止?fàn)顟B(tài)信號放置在CAN總線數(shù)據(jù)地址中，在工業(yè)PC 機中編輯模擬操作畫面，通過PCI-CAN卡實現(xiàn)畫面變量與主控制器 CANBUS總線數(shù)據(jù)的連接，從而實現(xiàn)遠程的單機起?？刂疲ㄟ^邏輯編程實現(xiàn)順序啟動，相反順序關(guān)機等功能；
在釆裝煤裝置釆煤過程中，當(dāng)檢測到滾簡截割功率大于正常范圍時， 采裝煤裝置控制器自動降低牽引電機的轉(zhuǎn)速，保證滾簡的截割功率始終處 于正常范圍內(nèi)；
在輸送裝置運行過程中，主控制器通過實時監(jiān)控刮板輸送機5的電機
運行功率的變化，自動調(diào)控釆煤機1的牽引速度，防止輸送機過煤量過大 或過小，當(dāng)檢測到刮板輸送機電機運行功率超出正常范圍時，中央控制器 向采裝煤裝置控制器發(fā)送信號，降低釆煤機1的牽引速度，從而減小瞬時
落煤量，保證刮輸送機運行功率始終處于正常范圍內(nèi)；本實施例通過電流 傳感器釆集刮板輸送機5運行時的電流大小以反應(yīng)其輸出功率大小，通過 CAN總線上傳至主控制器，由系統(tǒng)控制程序根據(jù)經(jīng)驗算法計算出釆煤機1 牽引進給量，再通過通訊方式由主控制器將進給量下傳至采裝煤裝置控制 器，從而控制變頻器的加速減速動作，實現(xiàn)自動控制釆煤機l的牽引速度；
當(dāng)釆煤機l停車時，刮板輸送機5延時停車，用于御掉刮板上殘留的 煤，從而保證下一次刮板輸送機5處于的空載啟動狀態(tài)；
當(dāng)系統(tǒng)運行在自動釆煤狀態(tài)時，輸送裝置控制器上傳的數(shù)據(jù)中表明其 在運行狀態(tài)才允許下傳給釆裝煤裝置控制器的啟動信號有效，而當(dāng)運行中 的釆煤機1停止運行時，待延遲時間到后，刮板運輸機5將自動停止運行。
在支護裝置工作過程中，支護裝置控制服務(wù)器通過實時檢測釆煤機1 的位置調(diào)整護幫板的伸縮，從而有效地防止護幫板不被滾簡切割；
在釆煤機1運行過程中，采煤機1始終通過中央控制器向支護裝置控 制服務(wù)器發(fā)送位置信號，液壓支架根據(jù)該信號完成移架動作；
當(dāng)系統(tǒng)需要停機時，依次停止釆裝煤裝置、輸送裝置及支護裝置。
本發(fā)明還具有以下監(jiān)測功能
監(jiān)控相關(guān)設(shè)備的啟動情況和冷卻情況釆裝煤裝置、輸送裝置及支架 裝置的控制器將其各自啟動情況及冷卻情況送到CAN總線地址區(qū)，通過各 通道PCI-CAN卡上傳至主控制器，在組態(tài)畫面中編輯需要顯示內(nèi)容變量連 接等，進行在線時時檢測。
減速器故障在線診斷功能包括釆煤機減速器、牽引機減速器、輸送 機減速器，通過釆裝煤裝置控制器和輸送機控制器采集減速器在線診斷數(shù) 據(jù)，由主控制器上傳至PC機，通過組態(tài)畫面進行時時顯示。
監(jiān)控系統(tǒng)的供電電壓、通訊和語音線是否正常將系統(tǒng)各部分供電電 壓通過模擬量采集進入各控制器，然后再經(jīng)主控制器通過通訊方式傳入防 爆工業(yè)PC，在相應(yīng)界面顯示。將每條通訊線路在固定的通訊地址中做震蕩 處理，通過對此震蕩數(shù)據(jù)的監(jiān)視判斷通信是否正常，語音線故障信號上傳 到防爆工業(yè)PC機，通過組態(tài)畫面顯示是否正常運行。
自診斷功能與故障報警功能可準(zhǔn)確判斷故障類型、位置并能進行圖 像和語音提示將系統(tǒng)中所有故障信息通過CAN總線上傳到防爆工業(yè)PC機，通過組態(tài)軟件編程實現(xiàn)故障的分類顯示、報警、歷史記錄、最后發(fā)生 時間、次數(shù)等，并且對特殊故障進行位置指示、可以直觀顯示，使故障處 理更加便捷。
所述顯示界面包括釆裝煤裝置監(jiān)控界面、輸送裝置監(jiān)控界面、支架裝 置監(jiān)控界面三個單獨的的狀態(tài)監(jiān)控界面，可方便切換；其中釆裝煤裝置監(jiān) 控界面顯示運行工況(包括電機功率及運行時間)，截煤深度(預(yù)先設(shè)置)， 牽引速度(由變頻器自動調(diào)速)，滾簡轉(zhuǎn)速(通過滾簡電機及減速器的變比 計算)，采高(通過位置傳感器計算)，搖臂減速器和牽引箱減速器的工作 狀態(tài)(通過安裝于搖臂上振動傳感器檢測)，冷卻系統(tǒng)和噴霧系統(tǒng)的狀態(tài)(壓
力和流量監(jiān)測)；輸送裝置監(jiān)控界面包括刮板輸送機電機功率，轉(zhuǎn)載機電機
功率、減速器的工作狀態(tài)(通過安裝于機頭/機尾減速器上振動傳感器檢測)、
運行速度，過煤量(通過安裝于皮帶機前的核子秤檢測)，刮板直線度檢測； 支架裝置監(jiān)控界面包括支架的運動姿態(tài)(通過液壓油缸的行程檢測)，推移 油缸的行程，乳化液配比檢測(由乳化液濃度傳感器，圖中未示出)，護幫 板的位置狀態(tài)(通過限位開關(guān)檢測)。
每個裝置監(jiān)控畫面設(shè)置主畫面、分畫面、局部畫面等，在畫面之間可 以通過翻頁鍵進行頁面間的切換。
有數(shù)據(jù)傳輸通訊功能能與多種通訊系統(tǒng)和接口進行雙向傳輸防爆 工業(yè)PC預(yù)留PCI插槽可擴展通訊功能，并且在防爆箱體設(shè)置可擴展接口。
本發(fā)明智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)釆用淺截深、高牽引速度的截煤方 式，同時利用工作面煤壁的壓松效應(yīng)，減小截割載荷；具有救生設(shè)備，通 過設(shè)置救生艙，并配有必要的供氧設(shè)備、生存物資和通訊設(shè)備，實現(xiàn)在井 下以外情況發(fā)生時，礦工臨時避難的場所。
權(quán)利要求
1. 一種智能型全自動聯(lián)合采煤系統(tǒng)，包括采裝煤裝置、輸送裝置、支護裝置以及設(shè)備列車，安裝于煤礦井下的工作面及順槽中，其中采裝煤裝置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通過設(shè)于順槽中的帶式輸送機輸送至井外或煤倉中，支護裝置設(shè)于輸送裝置后方，用于支護煤層頂板，與輸送裝置聯(lián)動，其特征在于所述設(shè)備列車包括設(shè)有中央控制設(shè)備的中央控制室(9)、啟動器(10)、動力設(shè)備及救生艙(15)，中央控制設(shè)備監(jiān)測并控制上述各裝置、設(shè)備列車以及設(shè)備列車上動力設(shè)備的協(xié)調(diào)運行，動力設(shè)備為各裝置及設(shè)備列車提供動力源，設(shè)備列車隨著工作面的進給在順槽中自動移動。
2. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述動力設(shè)備包括乳化液泵站(11)、冷卻水泵站(12)、變電設(shè)備(13),其中啟動器(10)的控制按鈕接至輸送裝置以及設(shè)備列車及動力設(shè)備的各控 制回路中；乳化液泵站(11)為支護裝置的液壓控制裝置提供液壓動力源， 冷卻水泵站(12)為各裝置中的電機及其減速器提供冷卻循環(huán)水，并為釆 裝煤裝置中的釆煤機(1)及支護裝置的輔助釆煤機噴霧器提供噴霧水；變 電設(shè)備(13)將地面輸入的電力轉(zhuǎn)變?yōu)楦餮b置及設(shè)備列車所需的電壓等級。
3. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述中央控制設(shè)備包括防爆工業(yè)PC機和主控制器，二者通過CAN總線連接， 主控制器通過CAN總線與釆裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器及支護裝置 控制器進行數(shù)據(jù)傳送，采裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器及支護裝置控 制服務(wù)器采集各自裝置中的檢測信號傳輸至主控制器，并接收主控制器的 控制信號向各自裝置發(fā)送，主控制器中存有系統(tǒng)邏輯控制程序，控制不同設(shè)備的協(xié)調(diào)工作o
4. 按權(quán)利要求3所述的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述主控制器通過釆裝煤裝置控制器、輸送裝置控制器以及支護裝置控制服 務(wù)器接收各傳感器的檢測信號，并通過上述各裝置控制器發(fā)送控制信號；所述設(shè)于釆裝煤裝置中的傳感器有檢測釆煤機(1)電壓及電流的電壓 傳感器及電流傳感器，檢測噴霧/冷卻水的壓力及溫度的壓力傳感器及溫度傳 感器，檢測釆煤機減速器振動信號的振動傳感器，檢測釆煤機(l)在工作面 上移動位置的位置傳感器，分別檢測井下瓦斯?jié)舛取?一氧化碳濃度及粉塵濃 度的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?一氧化碳傳感器以及粉塵濃度傳感器的檢測信號；主控制器通過釆裝煤裝置控制器向釆煤機(1 )中的左/右滾簡電機、左 /右牽引電機、油泵電機的控制信號；所述設(shè)于輸送裝置中的傳感器有檢測輸送機電壓及電流的電壓傳感 器及電流傳感器、檢測輸送機減速器油溫的溫度傳感器、檢測輸送機減速 器振動信號的振動傳感器以及設(shè)備列車移動的位置傳感器的檢測信號；主控制器通過輸錄置控制器向輸錄置中的頭/尾刮板驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)載電機、破 碎電機、設(shè)備列車電機、乳化液絲(11)以及冷卻水絲(12)發(fā)送的控制信號；設(shè)于支護裝置中的傳感器脊支護裝置各支架的壓力傳感器及位移傳感器；主控制器通過支護裝置控制服務(wù)器及多個支架控制器向各支架的液壓 控制回路的多功能主控閥發(fā)送控制信號。
5. 按權(quán)利要求3所述的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述系統(tǒng)邏輯控制流程包括以下步驟開始，設(shè)備上電并自檢；依次啟動支護裝置、輸送裝置及釆裝煤裝置；在釆裝煤裝置釆煤過程中，當(dāng)檢測到滾簡截割功率大于正常范圍時， 采裝煤裝置控制器自動降低牽引電機的轉(zhuǎn)速；在輸送裝置運行過程中，主控制器通過實時監(jiān)控刮板輸送機(5)的電 機運行功率的變化，自動調(diào)控釆煤機(1)的牽引速度；當(dāng)釆煤機(1)停車時，刮板輸送機(5)延時停車；當(dāng)刮板輸送機(5)停車時，釆煤機(1)立即停車；在支護裝置工作過程中，支護裝置控制服務(wù)器通過實時檢測釆煤機(1) 的位置調(diào)整護幫板的伸縮；在釆煤機(1)運行過程中，釆煤機(1)始終通過中央控制器向支護 裝置控制服務(wù)器發(fā)送位置信號，液壓支架根據(jù)該信號完成移架動作；當(dāng)系統(tǒng)需要停機時，依次停止釆裝煤裝置、輸送裝置及支護裝置。
6. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動聯(lián)合采煤系統(tǒng)，其特征在于所 述支護裝置由多組支架組成，其中每組支架通過支護裝置控制器控制多功 能主控閥驅(qū)動其推溜、降柱、移架、升柱的操作，支護裝置還具有輔助釆 煤機噴霧器。
7. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動聯(lián)合采煤系統(tǒng)，其特征在于所 述防爆工業(yè)PC機中設(shè)有井下安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，對由主控制器上傳的井下 環(huán)境參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進行監(jiān)測，通過組態(tài)軟件實現(xiàn)故障的分類顯示、報警 歷史記錄、最后發(fā)生時間、次數(shù)，并對特殊故障進行位置顯示，對當(dāng)前環(huán) 境安全級別進行判斷，完成信息的記錄、統(tǒng)計分析、故障自診斷及報警。
8. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于在 工作面、順槽與中央控制室(9)之間設(shè)有語音通訊設(shè)備，語音通訊設(shè)備狀 態(tài)由中央控制室(9)的工業(yè)PC機監(jiān)控。
9. 按權(quán)利要求1所述的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于所 述防爆工業(yè)PC機通過工業(yè)以太網(wǎng)與地面上位機進行通訊連接。
10. 按權(quán)利要求l所述的智能型全自動聯(lián)合釆煤系統(tǒng)，其特征在于智 能型全自動聯(lián)合采煤系統(tǒng)采用淺截深、高牽引速度的截煤方式，同時利用 工作面煤壁的壓松效應(yīng)，減小截割載荷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能型全自動聯(lián)合采煤系統(tǒng)，包括采裝煤裝置、輸送裝置、支護裝置以及設(shè)備列車，安裝于煤礦井下的工作面及順槽中，其中采裝煤裝置安裝于輸送裝置上，輸送裝置的送煤出口通過設(shè)于順槽中的帶式輸送機輸送至井外或煤倉中，支護裝置設(shè)于輸送裝置后方，用于支護煤層頂板，與輸送裝置聯(lián)動，所述設(shè)備列車包括設(shè)有中央控制設(shè)備的中央控制室、啟動器、動力設(shè)備及救生艙，中央控制設(shè)備監(jiān)測并控制上述各裝置、設(shè)備列車以及設(shè)備列車上動力設(shè)備的協(xié)調(diào)運行，動力設(shè)備為各裝置及設(shè)備列車提供動力源，設(shè)備列車隨著工作面的進給在順槽中自動移動。本發(fā)明提高了系統(tǒng)的成套能力和執(zhí)行效率，功能強，具有智能化程度高、安全性高、生產(chǎn)效率高等。
文檔編號E21F17/00GK101418688SQ20071015771
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者吳佳梁, 力 尹, 張介夫, 張?zhí)烊? 勇 李, 梁堅毅, 臧懷慶, 賈承志 申請人:三一重型裝備有限公司