采煤机安全割煤智能控制装置及方法制造方法及图纸

一种采煤机安全割煤智能控制装置，高瓦斯煤矿井下综采工作面使用。它包括瓦斯浓度传感器、瓦斯涌出压力传感器、微处理器和采煤机割煤速度控制器；在采煤机的割煤摇臂上设置瓦斯浓度传感器和瓦斯涌出压力传感器，在采煤机采掘过程中对综采工作面中瓦斯浓度传感器和瓦斯涌出压力传感器对煤层涌出的瓦斯浓度和涌出压力信息进行采集，并将采集到信息发送到微处理器中，处理器通过对采集信息进行分析，当瓦斯涌出量超过预设的警戒值时，处理器输出信号至采煤机割煤速度控制器，控制采煤机的滚筒电机降低割煤速度，减少瓦斯的涌出量。避免工作面瓦斯超限的事故，为安全高效开采提供了保障。

Safety coal cutting intelligent control device and method for coal mining machine

The utility model relates to a safety coal cutting intelligent control device for coal mining machines, which is used in fully mechanized coal mining faces with high gas coal mines. It includes a gas concentration sensor, gas pressure sensor, microprocessor and shearer coal cutting speed controller; in the shearer cutting arm is arranged on the gas concentration sensor and pressure sensor of gas emission in coal mining machine, mining process of fully mechanized mining face in gas concentration sensor and gas pressure sensor of gas concentration and the emission of coal seam from the pressure information collection, and the collected information is sent to the microprocessor, the processor based on the collected information analysis, when more than the preset warning value of gas emission, the processor output signal to the shearer coal cutting speed controller, motor control drum shearer to reduce coal cutting speed, reduce the amount of gas emission. To avoid accidents of gas overrun in the working face, it provides a guarantee for safe and efficient mining.

【技术实现步骤摘要】
采煤机安全割煤智能控制装置及方法
本专利技术涉及一种控制装置及方法，尤其是一种适用于高瓦斯煤矿井下综采工作面使用的采煤机安全割煤智能控制装置及方法。技术背景采煤机是煤矿必需的生产设备。目前的机械化开采过程中,矿工劳动强度大、安全性差、生产率低。因此采煤自动化控制是煤矿工业发展的趋势。目前的各种采煤机还处于机械化状态，自动化程度较低，在高瓦斯矿井中，随着割煤开采，煤层中的瓦斯解析释放，往往造成工作面瓦斯浓度超限，给瓦斯爆炸事故造成隐患，目前解决的方法是一方面加强通风，一方面通过实时监测，发现瓦斯超限便立即停止作业，矿工撤离到地面。这种方法不仅影响生产效率，也不能杜绝瓦斯爆炸的危险。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种结构简单，使用方便，通过对采煤机割煤的速度控制，达到预防工作面瓦斯超限的效果的采煤机安全割煤智能控制装置及方法。为实现上述技术目的，本专利技术的采煤机安全割煤智能控制装置，它包括瓦斯浓度传感器、瓦斯涌出压力传感器、微处理器和采煤机割煤速度控制器；所述瓦斯浓度传感器和瓦斯涌出压力传感器设置在采煤机的割煤摇臂上的，瓦斯浓度传感器和瓦斯涌出压力传感器分别连接到微处理器上，微处理器与采煤机割煤速度控制器相连接；所述的瓦斯浓度传感器为压电式瓦斯传感器，由甲烷吸附材料与压电材料复合构成，可以快速响应被测的瓦斯浓度；所述的瓦斯涌出压力传感器为检测瓦斯涌出的压力的硅敏感气体压力传感器；所述的采煤机割煤速度控制器为电机控制器，输出控制信号至采煤机滚筒的电机。一种采煤机安全割煤智能控制方法，其步骤为：在采煤机的割煤摇臂上设置瓦斯浓度传感器和瓦斯涌出压力传感器，在采煤机采掘过程中对综采工作面中瓦斯浓度传感器和瓦斯涌出压力传感器对煤层涌出的瓦斯浓度和涌出压力信息进行采集，并将采集到信息发送到微处理器中，处理器通过对采集信息进行分析，当瓦斯涌出量超过预设的警戒值时，处理器输出信号至采煤机割煤速度控制器，控制采煤机的滚筒电机，使割煤速度降低，减少瓦斯的涌出量，避免采煤工作面瓦斯浓度超限事故的发生。有益效果:本专利技术通过设置在采煤机割煤摇臂上的瓦斯浓度传感器和瓦斯涌出压力传感器，实时检测出采煤工作面的瓦斯溢出情况，从而对采煤速度进行调整，减缓煤层中瓦斯释放的速度，避免工作面瓦斯超限的事故，为安全高效开采提供了保障。附图说明图1是本专利技术的装置原理结构框图。图2为压电式瓦斯传感器原理图。图3为压电甲烷敏感器件结构图。图中，1-瓦斯浓度传感器；2-瓦斯涌出压力传感器；3-微处理器；4-采煤机割煤速度控制器；5-振荡电路；6-压电甲烷敏感器件；7-运算放大器；8-敏感膜；9-电极；10-压电薄膜；11-衬底。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的描述：如图1所示，本专利技术的采煤机安全割煤智能控制装置，主要由瓦斯浓度传感器1、瓦斯涌出压力传感器2、微处理器3和采煤机割煤速度控制器4构成；所述瓦斯浓度传感器1和瓦斯涌出压力传感器2设置在采煤机的割煤摇臂上，瓦斯浓度传感器1和瓦斯涌出压力传感器2分别连接到微处理器3上，微处理器3与采煤机割煤速度控制器4相连接；所述的瓦斯浓度传感器1为压电式瓦斯传感器，由甲烷吸附材料与压电材料复合构成，可以快速响应被测的瓦斯浓度；所述的瓦斯涌出压力传感器2为检测瓦斯涌出的压力的硅敏感气体压力传感器；所述的采煤机割煤速度控制器4为电机控制器，输出控制信号至采煤机滚筒的电机。所述微处理器3采用ATMEGA16器件，瓦斯涌出压力传感器2采用微型硅气压敏感传感器ABS1200，采煤机割煤速度控制器4采用C2000型电机控制器。如图2所示，所述的瓦斯浓度传感器1由振荡电路5、压电甲烷敏感器件6和运算放大器7构成，振荡电路5输出方波信号经输出端至运算放大器7的输入端，压电甲烷敏感器件6的两端分别与运算放大器7的输入和输出端相连接，运算放大器7的输出端为瓦斯浓度传感器1的输出端。如图3所示，所述的压电甲烷敏感器件6由敏感膜8、电极9、压电薄膜10和衬底11构成，敏感膜8由纳米二氧化钛、氧化铝和MFOF-5混合烧结而成；压电薄膜10由体积小于0.5立方毫米的氧化锌晶粒构成，厚度为5微米；衬底11是石英绝缘材料。本专利技术的采煤机安全割煤智能控制方法，在采煤机的割煤摇臂上设置瓦斯浓度传感器1和瓦斯涌出压力传感器2，在采煤机采掘过程中对综采工作面中瓦斯浓度传感器1和瓦斯涌出压力传感器2对煤层涌出的瓦斯浓度和涌出压力信息进行采集，并将采集到信息发送到微处理器3中，处理器3通过对采集信息进行分析，当瓦斯涌出量超过预设的警戒值时，处理器3输出信号至采煤机割煤速度控制器4，控制采煤机的滚筒电机，使割煤速度降低，减少瓦斯的涌出量，避免采煤工作面瓦斯浓度超限事故的发生。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采煤机安全割煤智能控制装置，其特征在于：它包括瓦斯浓度传感器（1）、瓦斯涌出压力传感器（2）、微处理器（3）和采煤机割煤速度控制器（4）；所述的瓦斯浓度传感器（1）和瓦斯涌出压力传感器（2）设置在采煤机的割煤摇臂上，瓦斯浓度传感器（1）和瓦斯涌出压力传感器（2）的输出端分别与微处理器（3）的输入端相连接，微处理器（3）的输出端与采煤机割煤速度控制器（4）的输出端相连接；采煤机割煤速度控制器（4）与采煤机滚筒电机相连，对其进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种采煤机安全割煤智能控制装置，其特征在于：它包括瓦斯浓度传感器（1）、瓦斯涌出压力传感器（2）、微处理器（3）和采煤机割煤速度控制器（4）；所述的瓦斯浓度传感器（1）和瓦斯涌出压力传感器（2）设置在采煤机的割煤摇臂上，瓦斯浓度传感器（1）和瓦斯涌出压力传感器（2）的输出端分别与微处理器（3）的输入端相连接，微处理器（3）的输出端与采煤机割煤速度控制器（4）的输出端相连接；采煤机割煤速度控制器（4）与采煤机滚筒电机相连，对其进行控制。2.根据权利要求1所述的一种采煤机安全割煤智能控制装置，其特征在于：所述的瓦斯浓度传感器（1）为可快速响应被测瓦斯浓度的压电式瓦斯传感器，由甲烷吸附材料与压电材料复合构成；所述的瓦斯浓度传感器（1）由振荡电路(5)、压电甲烷敏感器件(6)和运算放大器(7)构成，振荡电路(5)输出方波信号经输出端至运算放大器(7)的输入端，压电甲烷敏感器件(6)的两端分别与运算放大器(7)的输入和输出端相连接，运算放大器(7)的输出端为瓦斯浓度传感器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：童紫原，童敏明，李猛，唐守锋，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32