【技术实现步骤摘要】
一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法
本专利技术涉及一种综采工作面刮板输送机工作状态监测的方法,尤其是一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法,属于煤矿井下综采装备工作状态监测
技术介绍
我国具有丰富的煤炭资源,煤炭也是我国的主要消费能源和原料,在当前及未来一段时期内将一直占据主体能源地位。根据《煤矿安全规程》的规定,综采工作面的煤壁、刮板输送机和液压支架必须保持直线。采煤机以刮板输送机作为轨道进行移动,刮板输送机的直线度直接影响着采煤机的使用寿命、采煤效率以及割煤质量,因此,有必要深入研究可靠有效的刮板输送机直线度监测技术。已知的与刮板输送机直线度监测相关的技术如下:1)已经授权的中国专利技术专利(申请号为201510379025.1)报道了一种基于弹性杆和相对位姿测量装置的刮板输送机机身自动调直装置及方法,利用角度传感器监测弹性杆与目标液压支架的角度,并与设定的阈值(90°)进行比较,根据比较结果控制目标液压支架的推进和拉移,此外,根据应变传感器的信号极性(正值或者负值)控制刮板输送机中部槽的调直动作;然而,这种自动调直装置及方法仅仅适用于液压支架以及刮板输送机在水平面内的调直作业,无法用于刮板输送机的直线度监测。2)已经授权的中国专利技术专利(申请号为201310492654.6)报道了一种利用激光准直的煤矿工作面液压支架调直系统及方法,如果正在移架的液压支架接收到与其相邻且已完成移架的液压支架的激光信号,则正在移架的液压支架完成移架作业;然而,这种液压支架调直方法抗干扰能力较弱,激光收发器表面的长期清洁度在煤矿综采工作面很难保证, ...
【技术保护点】
1.一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法,其特征是,包括如下步骤:1)先沿刮板输送机(6)的机身敷设圆柱形柔性长杆(3);2)再沿着平行于水平面的圆柱形柔性长杆(3)纵切面的长边布置水平面传感光纤(1),以及沿着平行于竖直面的圆柱形柔性长杆(3)纵切面的长边布置竖直面传感光纤(2);3)然后,将水平面传感光纤(1)和竖直面传感光纤(2)分别连接到矿用信号解调仪(4),矿用信号解调仪(4)再连接矿用工控机(5);4)最后,演算出刮板输送机(6)的直线度:当刮板输送机(6)的直线度在水平面内发生变化时,只需确定刮板输送机(6)在水平面内的直线度;当刮板输送机(6)的直线度在竖直面内发生变化时,只要确定刮板输送机(6)在竖直面内的直线度;当刮板输送机(6)的直线度在非水平面且非竖直面内发生变化时,首先将刮板输送机(6)的直线度分解到水平面和竖直面内,然后分别测得水平面直线度分量和竖直面直线度分量,在此基础上,合成为刮板输送机(6)的直线度。
【技术特征摘要】
1.一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法,其特征是,包括如下步骤:1)先沿刮板输送机(6)的机身敷设圆柱形柔性长杆(3);2)再沿着平行于水平面的圆柱形柔性长杆(3)纵切面的长边布置水平面传感光纤(1),以及沿着平行于竖直面的圆柱形柔性长杆(3)纵切面的长边布置竖直面传感光纤(2);3)然后,将水平面传感光纤(1)和竖直面传感光纤(2)分别连接到矿用信号解调仪(4),矿用信号解调仪(4)再连接矿用工控机(5);4)最后,演算出刮板输送机(6)的直线度:当刮板输送机(6)的直线度在水平面内发生变化时,只需确定刮板输送机(6)在水平面内的直线度;当刮板输送机(6)的直线度在竖直面内发生变化时,只要确定刮板输送机(6)在竖直面内的直线度;当刮板输送机(6)的直线度在非水平面且非竖直面内发生变化时,首先将刮板输送机(6)的直线度分解到水平面和竖直面内,然后分别测得水平面直线度分量和竖直面直线度分量,在此基础上,合成为刮板输送机(6)的直线度。2.根据权利要求1所述的一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法,其特征是,所述步骤4)中刮板输送机(6)在水平面内的直线度的确定步骤具体如下:a.当刮板输送机(6)的直线度在水平面内发生变化时,圆柱形柔性长杆(3)在水平面内产生与直线度变化量呈线性关系的弯曲应变,水平面传感光纤(1)产生与圆柱形柔性长杆(3)相同的弯曲应变;b.水平面传感光纤(1)中每个光纤光栅监测所处位置的弯曲应变,矿用信号解调仪(4)获取水平面传感光纤(1)中每个光纤光栅的监测结果并传输给矿用工控机(5)进行解算,确定水平面传感光纤(1)中每个光纤光栅所处位置的弯曲半径;c.将水平面传感光纤(1)的所有光纤光栅自左向右依次设置标号,将水平面传感光纤(1)的光纤光栅数量假设为N,则标号分别设置为Ⅰ号、Ⅱ号、...、N号;d.利用水平面传感光纤(1)的Ⅰ号光纤光栅所在位置的切线和法线建立直角坐标系,并将其作为水平面固定坐标系;e.利用水平面传感光纤(1)的Ⅱ号光纤光栅所在位置的切线和法线建立水平面第一运动坐标系,根据I号、Ⅱ号光纤光栅测得的弯曲半径以及I号、Ⅱ号光纤光栅之间的光纤弧长,确定水平面第一运动坐标系与固定坐标系的变换关系;f.利用水平面传感光纤(1)的Ⅲ号光纤光栅所在位置的切线和法线建立水平面第二运动坐标系,根据Ⅱ号、Ⅲ号光纤光栅测得的弯曲半径以及Ⅱ号、Ⅲ号光纤光栅之间的光纤弧长,确定水平面第二运动坐标系与水平面第一运动坐标系的变换关系,结合水平面第一运动坐标系与水平面固定坐标系的变换关系,获得水平面第二运动坐标系和水平面固定坐标系的变换关系;g.同理可得Ⅳ号、Ⅴ号、...、N号光纤光栅对应的水平面第三、第四、...、第N-1运动坐标系与水平面固定坐标系的变换关系,据此确定水平面传感光纤(1)的所有光纤光栅所在位置在水平面固定坐标系中的具体坐标,最终绘制出水平面传感光纤(1)的弯曲状态曲线,并将其作为刮板输送机(6)在水平面内的弯曲状态曲线,与预设的水平面直线度参考曲线进行比较,确定刮板输送机(6)在水平面内的直线度。3.根据权利要求1或2所述的一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法,其特征是,所述步骤4)中刮板输送机(6)在竖直面内的直线度的确定步骤具体如下:a....
【专利技术属性】
技术研发人员:许少毅,邢方方,李威,王禹桥,王承涛,陈瑶,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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