一種采煤工作面用煤的硬度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采煤工作面用煤的硬度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤硬度是指煤抵抗外來(lái)機(jī)械作用的能力。根據(jù)外來(lái)機(jī)械力作用方式的不同，可進(jìn)一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。煤的硬度與煤化程度有關(guān)，褐煤和焦煤的硬度最小，約2?2.5;無(wú)煙煤的硬度最大，接近4;根據(jù)煤的硬度值大小可了解機(jī)械和截齒的磨損情況及破碎、成型加工的難易程度。
[0003]現(xiàn)今，煤的硬度檢測(cè)主要是井底取樣后對(duì)試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，從煤層中取出煤的樣品的過(guò)程會(huì)造成煤某些性質(zhì)(如抗拉抗壓應(yīng)力)的變化，造成硬度測(cè)試不準(zhǔn)確，且所取樣品并不能代表整個(gè)煤層煤的硬度，也不能對(duì)剛切割出的采煤工作面的煤進(jìn)行硬度測(cè)試。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103252322A公開了一種井下煤矸石硬度分選設(shè)備，該設(shè)備包括設(shè)置殼體上的入料口，入料口上方設(shè)有入料斗，殼體安裝在機(jī)架上，殼體上裝有多組排隊(duì)擋板，每組排隊(duì)擋板之間布置一個(gè)硬度測(cè)量?jī)x，硬度測(cè)量?jī)x連接硬度傳感器，硬度傳感器將電信號(hào)傳給對(duì)應(yīng)組的控制儀表，經(jīng)控制儀表判斷是否將電信號(hào)傳給設(shè)在排隊(duì)擋板前端的高壓氣體執(zhí)行機(jī)構(gòu);承載托輥設(shè)在甲帶給煤機(jī)運(yùn)行段的下方，運(yùn)矸帶式輸送機(jī)設(shè)在甲帶給煤機(jī)前方下部，運(yùn)煤帶式輸送機(jī)設(shè)在運(yùn)矸帶式輸送機(jī)左側(cè);機(jī)架外側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)甲帶給煤機(jī)傳動(dòng)裝置的防爆調(diào)速電機(jī)。該技術(shù)主要是根據(jù)煤矸石的硬度不同，利用本發(fā)明的分選設(shè)備進(jìn)行煤矸石分選，實(shí)現(xiàn)了在不破碎煤矸石的情況下的自動(dòng)分選，提高分選效率，但是該發(fā)明并沒(méi)有提供采煤工作面的煤硬度如何進(jìn)行測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供本發(fā)明涉及一種采煤工作面用煤的硬度檢測(cè)裝置。
[0006]本發(fā)明還提供一種使用采煤工作面用煤的硬度檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種采煤工作面用煤的硬度檢測(cè)裝置，包括由下而上依次設(shè)置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和推移機(jī)構(gòu)，在所述推移機(jī)構(gòu)上設(shè)置硬度檢測(cè)儀，通過(guò)硬度檢測(cè)儀對(duì)采煤工作面煤的硬度進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明煤的硬度檢測(cè)裝置安裝在采煤機(jī)上，當(dāng)采煤機(jī)切割出新的采煤工作面時(shí)，利用本發(fā)明即可實(shí)時(shí)對(duì)采煤工作面進(jìn)行煤的硬度檢測(cè)。
[0009]優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)、底架及設(shè)置在底架底部的車輪，行走電機(jī)設(shè)置在底架上用于驅(qū)動(dòng)車輪行走。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，在底架的底部設(shè)置四個(gè)車輪，任一車輪通過(guò)兩側(cè)的車輪固定板與底架固定連接，任一車輪與兩側(cè)的車輪固定板軸連接。
[0011]優(yōu)選的，所述升降機(jī)構(gòu)選用液壓式升降臺(tái)，升降臺(tái)包括千斤頂、臺(tái)座、臺(tái)架和平臺(tái)，其中臺(tái)座、臺(tái)架和平臺(tái)由下而上依次連接，臺(tái)座與底架固定連接，平臺(tái)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定連接，千斤頂?shù)膬啥朔謩e與臺(tái)座、臺(tái)架鉸接。
[0012]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪、轉(zhuǎn)動(dòng)盤和固定盤，旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在平臺(tái)上并與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪與設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)盤底部的齒輪軸相嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)盤位于固定盤上，固定盤的底部通過(guò)縱軸與平臺(tái)上表面固定連接。
[0013]優(yōu)選的，所述推移機(jī)構(gòu)包括支架、推移裝置、前進(jìn)電機(jī)和前進(jìn)齒輪，推移裝置通過(guò)支架與轉(zhuǎn)動(dòng)盤固定連接，前進(jìn)電機(jī)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上并與前進(jìn)齒輪傳動(dòng)連接，前進(jìn)齒輪與設(shè)置在推移裝置底部的齒條相嚙合。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述推移機(jī)構(gòu)還包括控制盒和數(shù)顯儀，控制盒固定設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，數(shù)顯儀設(shè)置在推移裝置的末端，所述控制盒分別與行走電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、前進(jìn)電機(jī)、千斤頂、硬度檢測(cè)儀及數(shù)顯儀電連接。此設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，通過(guò)控制盒控制各電機(jī)的轉(zhuǎn)速和啟停等動(dòng)作，同時(shí)控制盒將硬度檢測(cè)儀上反饋來(lái)的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)顯儀上。
[0015]優(yōu)選的，在所述推移裝置的前端設(shè)置三個(gè)硬度檢測(cè)儀，三個(gè)硬度檢測(cè)儀呈三角形分布。此設(shè)計(jì)的好處在于，硬度檢測(cè)儀呈三角形布置，可測(cè)得一個(gè)小區(qū)域內(nèi)不同高度不同位置三點(diǎn)的硬度值，反饋到數(shù)顯儀上進(jìn)行記錄，求取平均值，檢測(cè)結(jié)果更為精確。
[0016]優(yōu)選的，所述硬度檢測(cè)儀選用數(shù)字混凝土回彈儀。
[0017]—種使用上述采煤工作面用煤的硬度檢測(cè)裝置進(jìn)行煤硬度檢測(cè)的方法，包括以下步驟，
[0018](I)安裝硬度檢測(cè)裝置:將硬度檢測(cè)裝置放置在事先安裝于采煤機(jī)的滑軌上，初始狀態(tài)時(shí)硬度檢測(cè)裝置在滑軌上靜止，硬度檢測(cè)裝置隨采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)；
[0019](2)選擇探測(cè)位置:當(dāng)硬度檢測(cè)裝置隨采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)到某一水平探測(cè)位置附近時(shí)，控制盒控制行走電機(jī)啟動(dòng)并加速，使車輪運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到與采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度相等，運(yùn)動(dòng)方向與采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向相反，此時(shí)硬度檢測(cè)裝置相對(duì)于地面靜止；
[0020](3)進(jìn)行第一次檢測(cè):當(dāng)硬度檢測(cè)裝置相對(duì)于地面靜止時(shí)，控制盒控制前進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)推移裝置前進(jìn)，當(dāng)數(shù)字混凝土回彈儀的回彈桿與煤壁接觸時(shí)，控制盒控制回彈桿上設(shè)置的觸發(fā)裝置動(dòng)作按下回彈儀的啟動(dòng)按鈕，數(shù)字混凝土回彈儀繼續(xù)前進(jìn)直至與煤壁接觸，回彈得出數(shù)據(jù)反饋給控制盒，控制盒通過(guò)分析計(jì)算在數(shù)顯儀上顯示出第一組多個(gè)數(shù)字混凝土回彈儀的回彈數(shù)據(jù)及算術(shù)平均數(shù)；
[0021](4)進(jìn)行第二次檢測(cè):控制盒控制前進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)數(shù)字混凝土回彈儀回縮，同時(shí)數(shù)字混凝土回彈儀在回縮過(guò)程中恢復(fù)至初始狀態(tài)，而后控制盒控制千斤頂頂起升降臺(tái)使數(shù)字混凝土回彈儀到達(dá)第二個(gè)探測(cè)位置，接著按照步驟(3)中所述的步驟數(shù)字混凝土回彈儀完成第二個(gè)探測(cè)位置的檢測(cè)，控制盒通過(guò)分析計(jì)算在數(shù)顯儀上顯示出第二組多個(gè)數(shù)字混凝土回彈儀的回彈數(shù)據(jù)及算術(shù)平均數(shù)；
[0022](5)進(jìn)行第η次檢測(cè):按照步驟(4)中所述的步驟數(shù)字混凝土回彈儀完成第η個(gè)探測(cè)位置的檢測(cè)，控制盒通過(guò)分析計(jì)算在數(shù)顯儀上顯示出第η組多個(gè)數(shù)字混凝土回彈儀的回彈數(shù)據(jù)及算術(shù)平均數(shù)；
[0023](6)檢測(cè)結(jié)束:當(dāng)對(duì)η個(gè)探測(cè)位置檢測(cè)完成后，控制盒控制前進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)數(shù)字混凝土回彈儀回縮，同時(shí)數(shù)字混凝土回彈儀在回縮過(guò)程中恢復(fù)至初始狀態(tài)，而后控制盒控制千斤頂縮回使升降臺(tái)回落到原始位置；
[0024](7)控制盒控制行走電機(jī)減速至速度為零，硬度檢測(cè)裝置隨采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，待運(yùn)動(dòng)至采煤工作面另一水平探測(cè)位置附近時(shí)，重復(fù)步驟(2)_(6)。
[0025]優(yōu)選的，步驟(3)中，當(dāng)數(shù)字混凝土回彈儀的回彈桿與煤壁接觸時(shí)不垂直，控制盒控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)數(shù)字混凝土回彈儀調(diào)整至與煤壁垂直的位置，然后在進(jìn)行檢測(cè)。
[0026]優(yōu)選的，所述煤硬度檢測(cè)的方法還包括步驟(8)數(shù)據(jù)分析:當(dāng)對(duì)采煤工作面檢測(cè)完成后，控制盒通過(guò)對(duì)多個(gè)水平探測(cè)位置的η組算術(shù)平均數(shù)再加和求平均值，得出最終的數(shù)據(jù)即為采煤工作面煤的硬度數(shù)據(jù)。
[0027]本發(fā)明的有益效果在于:
[0028]1、利用本發(fā)明煤的硬度檢測(cè)裝置，即可對(duì)新開采出的采煤工作面進(jìn)行煤的硬度檢測(cè)，改變了傳統(tǒng)的煤硬度檢測(cè)方式(取煤樣后將其帶入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試)，帶來(lái)了重大的技術(shù)革新。
[0029]2、本發(fā)明煤的硬度檢測(cè)裝置能夠?qū)Σ擅汗ぷ髅孢M(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，相比傳統(tǒng)檢測(cè)方式，其效率更高，能夠在井下即刻對(duì)新開采的工作面進(jìn)行煤硬度檢測(cè)，無(wú)需等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大大提高了檢測(cè)效率;并且，對(duì)新開采的工作面進(jìn)行煤硬度檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，更接近采煤工作面的真實(shí)情況。
[0030]3、本發(fā)明煤的硬度檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，安裝使用方便，能夠安裝在采煤機(jī)上與采煤機(jī)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行作業(yè)，其作用明顯，效果顯著，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)前景，值得推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明檢測(cè)機(jī)構(gòu)的立體圖；
[0032]圖2為本發(fā)明檢測(cè)機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)裝置的立體圖；
[0033]圖3為本發(fā)明檢測(cè)機(jī)構(gòu)中升降裝置的立體圖；
[0034]圖4為本發(fā)明檢測(cè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]其中:1、支架;2、推移裝置;3、數(shù)字混凝土回彈儀;4、前進(jìn)電機(jī);5、前進(jìn)齒輪;6、轉(zhuǎn)動(dòng)盤;7、固定盤;8、縱軸;9、底板；10、平臺(tái)；11、臺(tái)架；12、底架；13、車輪固定板；14、車輪軸；15、車輪；16、滑軌；17、行走電機(jī)；18、旋轉(zhuǎn)電機(jī)；19、轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪;20、臺(tái)架固定螺母;21、升降桿;22、升降桿連接螺栓;23、千斤頂;24、千斤頂連接螺栓;25、車輪固定板固定螺栓;26、千斤頂固定軸;27、千斤頂小端固定螺母;28、滑塊;29、滑塊固定螺栓;30、控制盒;31、數(shù)顯儀。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
[0037]實(shí)施例1:
[0038]如圖1至圖4所示，本實(shí)施例提供一種采煤工作面用煤的硬度檢測(cè)裝置，包括由下而上依次安裝連接在一起的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和推移機(jī)構(gòu)，在所述推移機(jī)構(gòu)上安裝一個(gè)硬度檢測(cè)儀，本實(shí)施例中，硬度檢測(cè)儀選用數(shù)字混凝土回彈儀3，具體選用天津市津維電子儀表有限公司生產(chǎn)的HT225-V型一體式語(yǔ)音數(shù)顯回彈儀。
[0039]其中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)17、底架12及安裝在底架底部的四個(gè)車輪15，每一個(gè)車輪15通過(guò)車輪軸14與兩側(cè)的車輪固定板13連接，兩側(cè)車輪固定板13的上端通過(guò)車輪固定板固定螺栓25安裝在底架12的底部，行走電機(jī)17安裝在底架12的底部并控制車輪15的行走。
[0040]升降機(jī)構(gòu)選用液壓式升降臺(tái)，升降臺(tái)包括千斤頂23、臺(tái)座、臺(tái)架11和平臺(tái)10，本實(shí)施例中臺(tái)座與底架12固定連接為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，臺(tái)架11為上下伸縮臺(tái)架，臺(tái)架11的底端與臺(tái)座固定連接，臺(tái)架11的上端通過(guò)滑塊28與平臺(tái)10上的滑槽連接，臺(tái)架上端通過(guò)滑塊固定螺栓29與滑塊28鉸接;千斤頂23的一端通過(guò)千斤頂連接螺栓22安裝在臺(tái)座上并與臺(tái)座鉸接、另一端與臺(tái)架11上的千斤頂固定軸26鉸接，平