本發(fā)明屬于煤礦開采，具體涉及一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、對(duì)于采煤工作面煤層厚度僅在0.8-1.1米，平均厚度1.0米，煤層平均傾角22°的部分礦區(qū)，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，全部垮落法處理采空區(qū)。但現(xiàn)有設(shè)備和開采方式工藝勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率及安全水平低。為提高煤炭回采率，減少煤炭資源的損失浪費(fèi)，申請(qǐng)人針對(duì)薄煤層綜采工作面進(jìn)行研究，提出一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)與方法，解決薄煤層開采的難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是，提供一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)及方法，減少薄煤層開采人數(shù)，提高安全水平。
2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)，包括與采煤機(jī)電性連接的采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)和與液壓支架連接的液壓支架電液控制系統(tǒng)，采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括自主定位模塊和自動(dòng)調(diào)高模塊，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的位置信息傳送和高度調(diào)節(jié)；液壓支架電液控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液壓支架拉架、推溜、架間噴霧、跟機(jī)移架以及自動(dòng)控制液壓支架動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)支架本架控制、鄰架控制、隔架控制、運(yùn)行狀態(tài)和工作面礦壓監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程控制；采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)和液壓支架電液控制系統(tǒng)均與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通過can通訊連接。
3、進(jìn)一步地，采煤機(jī)牽引減速器的輸出軸上安裝有數(shù)字編碼器，數(shù)字編碼器連接采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過固定的地址與工作面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定出采煤機(jī)在工作面的相對(duì)位置；采煤機(jī)輸出端安裝有傾角傳感器，根據(jù)其調(diào)高模型，由傳感器監(jiān)測(cè)左、右兩個(gè)傾角，經(jīng)過信號(hào)處理，傳入采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)處理，整合已知機(jī)身尺寸參數(shù)，推導(dǎo)采高數(shù)據(jù)。
4、進(jìn)一步地，采煤機(jī)上安裝有紅外線發(fā)送器，液壓支架上安裝有紅外線接收器，通過紅外線發(fā)送器發(fā)射數(shù)字信號(hào)，紅外線接收器接收紅外線數(shù)字信號(hào)，監(jiān)測(cè)采煤機(jī)的位置和方向信息，實(shí)現(xiàn)液壓支架跟機(jī)自動(dòng)化。
5、進(jìn)一步地，它還包括視屏監(jiān)控系統(tǒng)，視屏監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)連接，包括網(wǎng)絡(luò)攝像頭、視頻箱和視頻操作臺(tái)，每3個(gè)液壓支架安裝1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像頭，網(wǎng)絡(luò)攝像頭安裝在液壓支架的頂梁上，照射方向與工作面垂直。
6、一種薄煤層少人化綜采工作面開采方法，包括以下步驟：
7、s1、通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)向采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出命令，操作控制采煤機(jī)螺旋滾筒截割落煤，滾筒截深為800mm，采煤機(jī)割煤方式：雙向穿梭割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，向下（上）割穿端頭煤壁；采煤機(jī)的進(jìn)刀方式：采煤機(jī)的進(jìn)刀采用機(jī)頭、機(jī)尾割三角煤斜切式進(jìn)刀，其進(jìn)刀斜長(zhǎng)為30m，進(jìn)刀深度為0.8m。
8、s2、落煤后通過采煤機(jī)螺旋滾筒配合刮板輸送機(jī)運(yùn)煤；工作面采用sgz-764/400刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸巷采用橋式轉(zhuǎn)載機(jī)及ssj-800膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤。
9、s3、完成當(dāng)前割煤后，移動(dòng)采煤機(jī)，利用液壓支架電液控制系統(tǒng)控制液壓支架追機(jī)逐架前移或成組前移，但不得滯后6架；支架移架步距為0.8m；正常情況下，采用及時(shí)移架，移架滯后采煤機(jī)后滾筒3～7m，支架前端前端距煤壁之間的端面距不大于340mm，遇頂板破碎或片幫大時(shí)，可采用提前拉架或割一架拉一架的方式；拉架時(shí)，在正常情況下，降架量為100～150mm；當(dāng)頂板破碎時(shí)，應(yīng)帶壓移架或少降快移，并隨時(shí)調(diào)整千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量，使其頂梁、前端保持同一水平，與頂板平穩(wěn)、緊密接觸；移架后支架保持與采面煤壁垂直，如達(dá)不到要求調(diào)整支架。
10、s4、按上（下）推移刮板輸送機(jī)，使得刮板輸送機(jī)彎曲段為15m，推溜滯后移架10～15m，移架滯后采煤機(jī)3～7m，輸送機(jī)彎曲段的彎曲角度水平方向不大于3°，垂直方向不大于4°。
11、移刮板輸送機(jī)：刮板輸送機(jī)滯后移架10m～15m，推移刮板輸送機(jī)后保證刮板輸送機(jī)彎曲段距離不小于15m，彎曲度保證機(jī)組正常通行。
12、進(jìn)一步地，工作面采用zy3600/08/18d型支撐掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行支護(hù)，支架最大控高1.8m，最小控高0.8m，采面采高1.4m，循環(huán)進(jìn)度0.8m，機(jī)頭3架、機(jī)尾2架zyg3800/10/20d掩護(hù)式過渡液壓支架，支架最大控高2.0m，最小控高1.0m。
13、相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是，通過綜采工作面智能化控制平臺(tái)，對(duì)綜采工作面關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備三機(jī)聯(lián)動(dòng)控制，液壓支架自動(dòng)控制、閉鎖、急停、故障診斷、自動(dòng)補(bǔ)液和數(shù)據(jù)信息傳輸；計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通信、集中控制和設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)協(xié)調(diào)控制；采煤工作面設(shè)備、煤壁視頻監(jiān)視等功能。自動(dòng)完成生產(chǎn)流程；采煤工藝智能化、數(shù)據(jù)傳輸信息化以及現(xiàn)場(chǎng)操作者少人操作生產(chǎn)，盡量減少人工干預(yù)，從而確保高產(chǎn)、高效和安全生產(chǎn)。
1.一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)，其特征在于，包括與采煤機(jī)電性連接的采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)和與液壓支架連接的液壓支架電液控制系統(tǒng)，采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)包括自主定位模塊和自動(dòng)調(diào)高模塊，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的位置信息傳送和高度調(diào)節(jié)；液壓支架電液控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液壓支架拉架、推溜、架間噴霧、跟機(jī)移架以及自動(dòng)控制液壓支架動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)支架本架控制、鄰架控制、隔架控制、運(yùn)行狀態(tài)和工作面礦壓監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程控制；采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)和液壓支架電液控制系統(tǒng)均與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通過can通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)，其特征在于，采煤機(jī)牽引減速器的輸出軸上安裝有數(shù)字編碼器，數(shù)字編碼器連接采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過固定的地址與工作面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定出采煤機(jī)在工作面的相對(duì)位置；采煤機(jī)輸出端安裝有傾角傳感器，根據(jù)其調(diào)高模型，由傳感器監(jiān)測(cè)左、右兩個(gè)傾角，經(jīng)過信號(hào)處理，傳入采煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)處理，整合已知機(jī)身尺寸參數(shù)，推導(dǎo)采高數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)，其特征在于，采煤機(jī)上安裝有紅外線發(fā)送器，液壓支架上安裝有紅外線接收器，通過紅外線發(fā)送器發(fā)射數(shù)字信號(hào)，紅外線接收器接收紅外線數(shù)字信號(hào)，監(jiān)測(cè)采煤機(jī)的位置和方向信息，實(shí)現(xiàn)液壓支架跟機(jī)自動(dòng)化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采系統(tǒng)，其特征在于，它還包括視屏監(jiān)控系統(tǒng)，視屏監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)連接，包括網(wǎng)絡(luò)攝像頭、視頻箱和視頻操作臺(tái)，每3個(gè)液壓支架安裝1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像頭，網(wǎng)絡(luò)攝像頭安裝在液壓支架的頂梁上，照射方向與工作面垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采方法，其特征在于，采煤機(jī)的進(jìn)刀方式：采煤機(jī)的進(jìn)刀采用機(jī)頭、機(jī)尾割三角煤斜切式進(jìn)刀，其進(jìn)刀斜長(zhǎng)為30m，進(jìn)刀深度為0.8m。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采方法，其特征在于，支架移架步距為0.8m；正常情況下，采用及時(shí)移架，移架滯后采煤機(jī)后滾筒3～7m，支架前端前端距煤壁之間的端面距不大于340mm，遇頂板破碎或片幫大時(shí)，可采用提前拉架或割一架拉一架的方式；拉架時(shí)，在正常情況下，降架量為100～150mm；當(dāng)頂板破碎時(shí)，應(yīng)帶壓移架或少降快移，并隨時(shí)調(diào)整千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量，使其頂梁、前端保持同一水平，與頂板平穩(wěn)、緊密接觸；移架后支架保持與采面煤壁垂直，如達(dá)不到要求調(diào)整支架。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采方法，其特征在于，移刮板輸送機(jī)：刮板輸送機(jī)滯后移架10m～15m，推移刮板輸送機(jī)后保證刮板輸送機(jī)彎曲段距離不小于15m，彎曲度保證機(jī)組正常通行。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種薄煤層少人化綜采工作面開采方法，其特征在于，工作面采用zy3600/08/18d型支撐掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行支護(hù)，支架最大控高1.8m，最小控高0.8m，采面采高1.4m，循環(huán)進(jìn)度0.8m，機(jī)頭3架、機(jī)尾2架zyg3800/10/20d掩護(hù)式過渡液壓支架，支架最大控高2.0m，最小控高1.0m。