一种基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统。
背景技术
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，属于采煤时的固体废物。采煤时当煤矸石过多，煤量过少时就需要停止开采；在地下采煤空间中，由于目前技术的限制，采煤过程中，后尾梁放煤时多采用人工查看的方式，需要煤矿工人在近距离的支架前部看着后方放煤，直到看到大量矸石之后才能执行关闭放煤口的操作，这样既有人工造成的误差(不确定是不是煤夹杂大量的矸石之后是否还有高纯度的煤未曾放出来，且煤块和煤矸过渡层岩块很难分辨)，同时也需要特定安排人专门查看，对于人力资源也是一种消耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现煤矸动态识别，识别准确率高，有助于提高工作面无人化水平，同时提高资源回收率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统，包括液压支架系统，所述液压支架系统一侧上方固定连接有倾斜设置的三级伸缩尾梁，所述三级伸缩尾梁下方水平设置有刮板运输机，所述刮板运输机上端设置有智能粉碎机，所述智能粉碎机包括两个粉碎机架和两个粉碎齿轮，两个所述粉碎齿轮分别活动设置于两个压力感知轴上，所述压力感知轴内设置有信息传送装置，所述信息传送装置无线连接有信息处理装置，所述信息处理装置位于所述液压支架系统内，所述信息处理装置与所述三级伸缩尾梁的控制端电连接；所述三级伸缩尾梁能够打开或关闭放煤口。
可选的，所述液压支架系统包括水平设置的底部支撑架和顶部支撑架；所述顶部支撑架一端底部固定连接有倾斜架，所述倾斜架远离顶部支撑架一端的底部固定安装有连杆，所述连杆底部与所述底部支撑架一端通过转轴连接；所述底部支撑架上固定设置有多个液压装置，多个所述液压装置的液压伸缩杆末端分别与所述倾斜架远离所述连杆一端的底部以及所述顶部支撑架底部固定连接。
可选的，所述刮板运输机设置于所述底部支撑架一端；所述刮板运输机两端固定设置有支撑台，且靠近所述底部支撑架一端的支撑台高度大于另一端支撑台的高度，所述智能粉碎机设置于所述支撑台上。
可选的，所述智能粉碎机的两个粉碎机架包括倾斜设置的第一粉碎机架和第二粉碎机架，所述第一粉碎机架和第二粉碎机架分别设置于两个所述支撑台上；所述第一粉碎机架和第二粉碎机架低端的内圈内部均分别安装有所述压力感知轴，所述压力感知轴位于所述刮板运输机上方；靠近所述底部支撑架一端的所述第一粉碎机架倾斜角度大于所述第二粉碎机架的倾斜角度。
可选的，所述三级伸缩尾梁包括与所述倾斜架固定连接的第一级尾梁，所述第一级尾梁内活动套设有第二级尾梁，所述第二级尾梁内活动套设有第三级尾梁；所述三级伸缩尾梁能够通过液压系统控制伸缩。
可选的，所述支撑台顶部固定设置有轨道，所述粉碎机架滑动设置于所述轨道上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统，识别准确率高，带有灵敏压力感知装置的智能粉碎机，以最快的速度实时传输压力信号，并通过液压支架系统前部的信息处理装置进行快速的分辨，速度上比人为判别要快(减少了看不清时的延迟时间)。而通过压力感知，也可以更准确的实时反映被粉碎物体的强度，不必再人为的进行判断(很大程度会造成误差，由于地下环境的昏暗和煤粉覆盖在岩块上)。
无人化程度高，智能识别破碎压力的破碎机的使用。通过模拟前部采煤机的装配，对于后刮板运输机形貌和结构进行改变，将刮板运输机两侧的支撑台改为特制加宽轨道且具有相当重量和结构稳定性。在刮板运输机两侧特制轨道上安装设计出来的智能粉碎机(可运动或者不运动，可运动则带有独立供电装置，不可运动则通过变电站进行供电)，智能粉碎机中心轴采取压力感知装置(内附独立收发信号装置)，将粉碎煤岩块过程中的压力通过信号装置发至液压支架前部的信息处理装置中(处理装置具有调控后部特制三级伸缩尾梁的功能)，当感知到预先设定的时间区间内平均压力超过临界值，则发出关闭三级伸缩尾梁停止放煤的信号，结束后部放煤，工作面不再需要人为控制后尾梁的关闭和打开，实现高度无人化。
资源回收率更高，对于液压支架前部信息处理装置的使用，通过设定一定的压力强度值，可以最大程度地将没到达强度之前煤块，夹石煤块(煤块和矸石平均硬度未达到设定强度压力值)都放入下部的刮板运输机中，解决了之前人工识别时一看到矸石则直接关闭放煤口，导致后面还有大量煤未放完，造成极大资源浪费的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明液压支架系统结构示意图；
图2为本发明刮板运输机结构示意图；
图3为本发明智能粉碎机结构示意图；
图4为本发明基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统整体结构示意图；
图5为本发明基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统工作状态示意图；
图6为本发明基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统的放煤口打开状态示意图；
图7为本发明基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统的放煤口关闭状态示意图；
其中，1为液压支架系统、101为底部支撑架、102为顶部支撑架、103为倾斜架、104为连杆、105为液压装置、2为三级伸缩尾梁、201为第一级尾梁、202为第二级尾梁、203为第三级尾梁、3为刮板运输机、301为支撑台、4为智能粉碎机、401为粉碎齿轮、402为压力感知轴、403为信息传送装置、404为第一粉碎机架、405为第二粉碎机架、5为信息处理装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现煤矸动态识别，识别准确率高，有助于提高工作面无人化水平，同时提高资源回收率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种基于破碎应力感应的煤矸动态识别系统，如图1-图7所示，包括液压支架系统1，液压支架系统1一侧上方固定连接有倾斜设置的三级伸缩尾梁2，三级伸缩尾梁2下方水平设置有刮板运输机3，刮板运输机3上端设置有一个智能粉碎机4，智能粉碎机4包括两个粉碎机架和两个粉碎齿轮401，两个粉碎齿轮401分别活动设置于两个压力感知轴402上，两个压力感知轴402分别设置于两个粉碎机架上，压力感知轴402内设置有信息传送装置403，信息传送装置403无线连接有信息处理装置5，信息处理装置5位于液压支架系统1内，信息处理装置5与三级伸缩尾梁2的控制端电连接；三级伸缩尾梁2能够打开或关闭放煤口。
进一步优选的，液压支架系统1包括水平设置的底部支撑架101和顶部支撑架102；顶部支撑架102一端底部固定连接有倾斜架103，倾斜架103远离顶部支撑架102一端的底部固定安装有连杆104，连杆104底部与底部支撑架101一端通过转轴连接；底部支撑架101上固定设置有多个液压装置105，多个液压装置105的液压伸缩杆末端分别与倾斜架103远离连杆104一端的底部以及顶部支撑架102底部固定连接。刮板运输机3设置于底部支撑架101一端；刮板运输机3两端固定设置有支撑台301，且靠近底部支撑架101一端的支撑台301高度大于另一端支撑台301的高度，智能粉碎机4设置于支撑台301上。智能粉碎机4的两个粉碎机架包括倾斜设置的第一粉碎机架404和第二粉碎机架405，第一粉碎机架404和第二粉碎机架405分别设置于刮板运输机3两端的两个支撑台301上；第一粉碎机架404和第二粉碎机架405较低端的内圈内部分别安装有一个压力感知轴402，压力感知轴402位于刮板运输机3上方；靠近底部支撑架101一端的第一粉碎机架404倾斜角度大于远离底部支撑架101一端的第二粉碎机架405的倾斜角度。三级伸缩尾梁2包括与倾斜架103固定连接的第一级尾梁201，第一级尾梁201内活动套设有第二级尾梁202，第二级尾梁202内活动套设有第三级尾梁203；三级伸缩尾梁2能够通过液压系统控制伸缩。支撑台301顶部固定设置有轨道，第一粉碎机架404和第二粉碎机架405滑动设置于轨道上。
具体的，三级伸缩尾梁2通过三级伸缩装置进行伸缩，放煤时则第一级尾梁201向第二级尾梁202收缩，随后第二级尾梁202向第三级尾梁203收缩，放煤结束后则反顺序向外伸出；刮板运输机3对两侧进行了新设计和架构稳定性调整，刮板运输机3两侧进行加宽和高度调整，使其具有相当的结构稳定性，且在两侧的上部加装了轨道以安置智能粉碎机，当放置智能粉碎机4时，整体重心在两侧，而避免在放煤时产生向内转动导致失稳，工作时两侧上部会加装智能粉碎机4，中部的刮板运输粉碎下来的煤块，新型刮板运输机整体通过千斤顶和支架连接；智能粉碎机4包含中心压力感知装置，信号收发装置，边缘特制粉碎齿轮，压力感知轴402位于粉碎机的内圈，而信息传送装置则位于压力感知轴内部，粉碎齿轮位于压力感知轴上。
本发明工作时，首先放煤口进行放煤，后部特制的三级伸缩尾梁2旋转收缩并打开放煤口，上部煤层垮落，大量煤块落下，通过智能粉碎机4落到刮板运输机3上。在下落的过程中，煤块通过智能粉碎机4的粉碎齿轮401进行粉碎，并且粉碎机的压力感知轴402感知下落的粉碎煤块产生的平均压力，且通过内部包含的信息传送装置403将信息传送到前部信息处理装置5中。接着信息处理装置5对收到的信息进行接收处理，并且与设定时间内的临界值进行比较，未到达临界值时，一直放煤。当放煤一段时间后，煤块中夹杂的煤矸石含量大幅提升，下落产生的强度明显提升，压力感知轴402的压力明显增大，此时智能粉碎机4继续工作并发出信号，最后，当粉碎物体强度过大，下落时对压力感知轴402的压力值达到指定值时，此时强度压力达到标准，煤块含量明显低于煤矸石岩块含量，已无继续开采必要，信息处理装置5发出信息，引导三级伸缩尾梁2伸出，从而关闭放煤口，至此放煤过程即为结束。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
