采煤機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。當前,薄煤層開采主要依靠螺旋鉆式采煤機,在長距離鉆進過程中,采煤機的鉆具由多節(jié)鉆桿和鉆頭連接而成。采煤機在定向截割煤層的過程中,時常遇到巖石,容易使鉆頭產生偏斜,進而會導致鉆頭受到嚴重磨損,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,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的煤巖識別方法及鉆具的糾偏控制方法進行了研究,進行了相關信息采集系統(tǒng)的設計,采集了相關信號并進行了分析,具體工作有:
　　1、研究了煤巖特性以及采煤機鉆頭在截割狀態(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,推導出了采煤機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截割煤巖時的振動信號進行分析,實現(xiàn)煤巖的有效識別。
　　2、在實驗室條件下,參照普氏硬度

3、系數,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的人工煤巖壁試樣。依托實驗室截割試驗平臺,設計了基于虛擬儀器的采煤機振動信號采集系統(tǒng)。
　　3、針對幾種不同截割工況,對設計的振動信號采集系統(tǒng)進行了實驗數據采集,對采集的數據分別進行小波閾值濾波,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在采煤過程中鉆具偏斜的問題進行了研究,