一种基于光纤光栅的智能综采设备

1.本发明涉及煤层综采技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅的智能综采设备。


背景技术：

2.现有的采煤设备往往过于笨重，利用其进行全方位开采时，对于部分区域开采较为耗能，且不便调节，无法根据实际落煤情况以及扰动情况进行合理开采。
3.因此，有必要提供一种基于光纤光栅的智能综采设备以解决上述问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光纤光栅的智能综采设备，包括：
5.光纤光栅应力应变传感器一，其嵌入至煤层中，用于监测开采条件下覆岩及围沿扰动参数；
6.轨道座，其可进给的铺设于综采空间；
7.安装座一，其可移动的设置于所述轨道座上，且所述安装座一上可调角度的设置有摇臂一，所述摇臂一上转动设置有开采盘一；
8.安装座二，其可移动的设置于所述轨道座上，且所述安装座二上可调角度的设置有摇臂二，所述摇臂二上转动设置有开采盘二。
9.进一步，作为优选，所述摇臂一和开采盘一为轻量化设计；
10.所述摇臂一的摆动幅度大于摇臂二的摆动幅度；
11.所述摇臂一的长度大于摇臂二的长度；
12.且当所述光纤光栅应力应变传感器一监测到扰动参数大于扰动参数阈值时，所述开采盘二停止开采，所述开采盘一保持开采。
13.进一步，作为优选，所述摇臂一的摆动幅度包括第一摆动幅度和第二摆动幅度，所述第一摆动幅度 第二摆动幅度＝摇臂一的摆动幅度，其中，当摇臂一位于第一摆动幅度中时，所述开采盘一能够开采顶部区域的煤体；
14.所述摇臂二的摆动幅度使得所述开采盘二能够开采右侧除顶部区域外的煤体。
15.进一步，作为优选，当所述摇臂一位于第二摆动幅度中时，所述开采盘一能够破碎输送轨迹上的煤体。
16.进一步，作为优选，还包括光纤光栅应力应变传感器二，其嵌入至转筒中，用于检测落煤的冲击力，所述转筒转动设置于轨道座靠近进给方向的一侧，且当光纤光栅应力应变传感器二检测到冲击力大于冲击力阈值时，所述开采盘一移动至转筒上方，从而破碎输送轨迹上的煤体。
17.进一步，作为优选，所述安装座一的底部设置有动力靴一，所述动力靴一可移动的设置于所述轨道座上，所述动力靴一上固定有承载座一，所述承载座一上设置有微调机构，所述微调机构包括：
18.对称固定于承载座一上的导轨，所述导轨沿采煤进给方向延伸；
19.滑座，其限位滑动设置于所述导轨上，且多个滑座共同连接所述安装座一；以及
20.丝杠螺母副机构，其设置于所述承载座一上，且用于驱动所述滑座进行微调。
21.进一步，作为优选，所述摇臂一的一端转动设置于安装座一上，且由减速电机所驱动。
22.进一步，作为优选，所述安装座二的底部采用承载座二连接有动力靴二，所述动力靴二可移动的设置于所述轨道座上，所述动力靴一和动力靴二均具有独立的移动动力。
23.进一步，作为优选，所述摇臂二的一端转动设置于安装座二上，所述安装座上还铰接有液压缸，所述液压缸的另一端与摇臂二相铰接。
24.一种基于光纤光栅的智能综采方法，包括如下步骤：
25.s1.利用外部行走推移机构间隔推动轨道座进行进给；
26.s2.动力靴二进行往复移动从而带动安装座二进行往复移动，同时，安装座二上的摇臂二进行上下偏转从而能够开采右侧除顶部区域外的煤体；
27.s3.动力靴一进行往复移动从而带动安装座一进行往复移动，同时，安装座一上的摇臂一进行上下偏转从而能够开采顶部区域煤体以及左侧煤体；
28.s4.当光纤光栅应力应变传感器一监测到扰动参数大于扰动参数阈值时，开采盘二停止开采，开采盘一保持开采；
29.s5.当光纤光栅应力应变传感器二检测到冲击力大于冲击力阈值时，利用丝杠螺母副机构微移安装座一，并且开采盘一移动至转筒上方，从而破碎输送轨迹上的煤体。
30.与现有技术相比，本发明提供了一种基于光纤光栅的智能综采设备，具有以下有益效果：
31.本发明实施例中，通过配置摇臂一、摇臂二能够实现多方位开采，并且将摇臂一以及其上的开采盘一配置为轻量化设计能够提高开采的针对性，并且，当光纤光栅应力应变传感器一监测到扰动参数大于扰动参数阈值时，开采盘二停止开采，开采盘一保持开采；当光纤光栅应力应变传感器二检测到冲击力大于冲击力阈值时，利用丝杠螺母副机构微移安装座一，并且开采盘一移动至转筒上方，从而破碎输送轨迹上的煤体，提高了整体开采的智能化以及针对性。
附图说明
32.图1为一种基于光纤光栅的智能综采设备的整体结构示意图；
33.图2为一种基于光纤光栅的智能综采设备中微调机构及摇臂一的结构示意图；
34.图3为一种基于光纤光栅的智能综采设备中摇臂一和摇臂二的摆动幅度示意图；
35.图中：1、轨道座；2、动力靴一；3、承载座一；4、微调机构；5、安装座一；6、摇臂一；7、动力靴二；8、承载座二；9、安装座二；10、摇臂二；11、液压缸；12、减速电机；41、导轨；42、滑座；43、丝杠螺母副机构。
具体实施方式
36.请参阅图1～3，本发明提供了一种基于光纤光栅的智能综采设备，包括：
37.光纤光栅应力应变传感器一，其嵌入至煤层中，用于监测开采条件下覆岩及围沿
扰动参数；
38.轨道座1，其可进给的铺设于综采空间；
39.安装座一5，其可移动的设置于所述轨道座1上，且所述安装座一5上可调角度的设置有摇臂一6，所述摇臂一6上转动设置有开采盘一；
40.安装座二9，其可移动的设置于所述轨道座1上，且所述安装座二9上可调角度的设置有摇臂二10，所述摇臂二10上转动设置有开采盘二。
41.作为较佳的实施例，所述摇臂一和开采盘一为轻量化设计；
42.所述摇臂一的摆动幅度大于摇臂二的摆动幅度；
43.所述摇臂一的长度大于摇臂二的长度；
44.且当所述光纤光栅应力应变传感器一监测到扰动参数大于扰动参数阈值时，所述开采盘二停止开采，所述开采盘一保持开采。
45.具体而言，摇臂一和开采盘一可采用强度较高且质量较轻的航空级材质，并且整体结构简化，只保留驱动开采盘一转动等功能，进而达到轻量化要求，由于摇臂一和开采盘一为轻量化设计，因此，可以驱动摇臂一进行大幅度转动调节，进而以较小的能源驱动其覆盖较大的范围内进行辅助开采；
46.并且，当光纤光栅应力应变传感器一监测到扰动参数大于扰动参数阈值时，可以只保留开采盘一进行开采，并对扰动情况进行进一步确认分析。
47.本实施例中，所述摇臂一的摆动幅度包括第一摆动幅度和第二摆动幅度，所述第一摆动幅度 第二摆动幅度＝摇臂一的摆动幅度，其中，当摇臂一位于第一摆动幅度中时，所述开采盘一能够开采顶部区域的煤体；
48.所述摇臂二的摆动幅度使得所述开采盘二能够开采右侧除顶部区域外的煤体。
49.另外，当所述摇臂一位于第二摆动幅度中时，所述开采盘一能够破碎输送轨迹上的煤体。
50.具体而言，还包括光纤光栅应力应变传感器二，其嵌入至转筒中，用于检测落煤的冲击力，所述转筒转动设置于轨道座1靠近进给方向的一侧，且当光纤光栅应力应变传感器二检测到冲击力大于冲击力阈值时，所述开采盘一移动至转筒上方，从而破碎输送轨迹上的煤体。
51.需要解释的是，在煤体开采时，一些大块煤体会未经切割而瞬间掉落，从而导致输送轨迹上的煤体被堵塞，因此，且当光纤光栅应力应变传感器二检测到冲击力大于冲击力阈值时，所述开采盘一移动至转筒上方，从而破碎输送轨迹上的煤体有利于提升煤体输送的稳定性。
52.本实施例中，所述安装座一5的底部设置有动力靴一2，所述动力靴一2可移动的设置于所述轨道座1上，所述动力靴一2上固定有承载座一3，所述承载座一3上设置有微调机构4，所述微调机构4包括：
53.对称固定于承载座一3上的导轨41，所述导轨41沿采煤进给方向延伸；
54.滑座42，其限位滑动设置于所述导轨41上，且多个滑座42共同连接所述安装座一5；以及
55.丝杠螺母副机构43，其设置于所述承载座一上，且用于驱动所述滑座42进行微调。
56.进一步的，所述摇臂一的一端转动设置于安装座一5上，且由减速电机12所驱动。
57.本实施例中，所述安装座二9的底部采用承载座二8连接有动力靴二7，所述动力靴二7可移动的设置于所述轨道座1上，所述动力靴一2和动力靴二7均具有独立的移动动力。
58.具体而言，轨道座1包括矩形座体，矩形座体上固定有工字型导轨，动力靴一限位滑动设置于工字型导轨上，且动力靴一的内侧顶壁上转动设置有动力轮，动力轮与工字型导轨的上表面相接触，动力靴二的结构可同动力靴一。
59.进一步的，所述摇臂二的一端转动设置于安装座二9上，所述安装座9上还铰接有液压缸11，所述液压缸11的另一端与摇臂二相铰接。
60.一种基于光纤光栅的智能综采方法，包括如下步骤：
61.s1.利用外部行走推移机构间隔推动轨道座1进行进给；
62.s2.动力靴二7进行往复移动从而带动安装座二9进行往复移动，同时，安装座二9上的摇臂二10进行上下偏转从而能够开采右侧除顶部区域外的煤体；
63.s3.动力靴一2进行往复移动从而带动安装座一5进行往复移动，同时，安装座一上的摇臂一进行上下偏转从而能够开采顶部区域煤体以及左侧煤体；
64.s4.当光纤光栅应力应变传感器一监测到扰动参数大于扰动参数阈值时，开采盘二停止开采，开采盘一保持开采；
65.s5.当光纤光栅应力应变传感器二检测到冲击力大于冲击力阈值时，利用丝杠螺母副机构43微移安装座一5，并且开采盘一移动至转筒上方，从而破碎输送轨迹上的煤体。
66.本发明实施例中，通过配置摇臂一、摇臂二能够实现多方位开采，并且将摇臂一以及其上的开采盘一配置为轻量化设计能够提高开采的针对性，并且，当光纤光栅应力应变传感器一监测到扰动参数大于扰动参数阈值时，开采盘二停止开采，开采盘一保持开采；当光纤光栅应力应变传感器二检测到冲击力大于冲击力阈值时，利用丝杠螺母副机构微移安装座一，并且开采盘一移动至转筒上方，从而破碎输送轨迹上的煤体，提高了整体开采的智能化以及针对性。
67.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。