采煤機(jī)鉆巖識(shí)別及控制方法的研究.pdf

1、我國(guó)薄煤層資源儲(chǔ)量豐富且煤質(zhì)較好,由于目前薄煤層開(kāi)采工作面自動(dòng)化程度不高,所以每年薄煤層開(kāi)采量較低。當(dāng)前,薄煤層開(kāi)采主要依靠螺旋鉆式采煤機(jī),在長(zhǎng)距離鉆進(jìn)過(guò)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(guò)程中,時(shí)常遇到巖石,容易使鉆頭產(chǎn)生偏斜,進(jìn)而會(huì)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(wèn)題。因此采用現(xiàn)代信息技術(shù),自動(dòng)對(duì)采煤面煤巖的識(shí)別和鉆具有效糾偏控制是保證薄煤層高速自動(dòng)安全開(kāi)采的前提和需要解決的問(wèn)題之一。

2、
　　基于此,本文對(duì)螺旋鉆式采煤機(jī)的煤巖識(shí)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(jì),采集了相關(guān)信號(hào)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(shí)的振動(dòng)信號(hào)和噪聲信號(hào)的特征,通過(guò)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(shí)受到的不同截割阻力模型,通過(guò)該受力模型可對(duì)采煤機(jī)截割煤巖時(shí)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)煤巖的有效識(shí)別。
　　2、在實(shí)驗(yàn)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(yàn)室截割試驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器的采煤機(jī)振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)。
　　3、針對(duì)幾種不同截割工況,對(duì)設(shè)計(jì)的振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集,對(duì)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(shí)振動(dòng)信號(hào)的特征,分析、歸納出了不同截割工況時(shí)振動(dòng)信號(hào)的特征。
　　4、針對(duì)螺旋鉆式采煤機(jī)在采煤過(guò)程中鉆具偏斜的問(wèn)題進(jìn)行了研究,