一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统技术方案

本发明专利技术提供了一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，包括实验台和位于所述实验台上的密封罩，所述密封罩内放置有模拟井下煤矿的试件、以及用于对所述试件进行截割的截割机构；所述密封罩内还设有用于驱动所述截割机构向所述试件的方向移动的移动机构；所述密封罩上具有用于向密封罩内施加外界因素以模拟井下截割环境的输入口；所述密封罩外设有用于对在截割环境下的所述试件的曲线界面的红外图像进行采集的红外热成像采集设备。本发明专利技术根据井下煤矿采煤机截割煤炭工作面及截割环境为基础，采用红外热成像仪对传统煤岩界面识别进行识别，并实现室内井下煤矿截割工作面模拟，室内实验台搭建设计，避免进行井下煤矿实地研究危险性。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统
本专利技术涉及煤矿安全生产的
，尤其涉及一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统。
技术介绍
我国煤矿开采以露天、井下开采为主。由于井下煤炭开采相对露天开采，其开采工作面产生大量粉尘，视野能见度低，空气湿度大，阻碍操作工人进行及时准确判定煤岩界面，加速机械设备损坏。另外，进行井下煤矿实地研究具有危险性。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，模拟井下截割环境，对煤岩试件界面识别研究，避免进行井下煤矿实地研究的危险性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，包括实验台和位于所述实验台上的密封罩，所述密封罩内放置有模拟井下煤矿的试件、以及用于对所述试件进行截割的截割机构；所述密封罩内还设有用于驱动所述截割机构向所述试件的方向移动的移动机构；所述密封罩上具有用于向密封罩内施加外界因素以模拟井下截割环境的输入口；所述密封罩外设有用于对在截割环境下的所述试件的曲线界面的红外图像进行采集的红外热成像采集设备；还包括与所述截割机构、移动机构和红外热成像采集设备电连接的控制系统，用于控制所述截割机构和移动机构对试件进行截割，并控制所述红外热成像采集设备获取图像数据。由上，通过室内实验台搭建设计，避免进行井下煤矿实地研究危险性，控制截割机构和移动机构对试件进行截割，采用红外热成像采集设备实现煤岩界面自动识别研究。可选的，所述截割机构包括截割滚筒、驱动所述截割滚筒转动的截割驱动电机；所述截割滚筒的周面上均匀设置有用于截割试件的截割截齿；所述截割驱动电机和截割滚筒之间还连接有减速器。优选的，所述移动机构包括实验台工作板、驱动所述实验台工作板进行前后移动的工作台驱动电机；所述截割驱动电机和减速器分别与所述实验台工作板相连。进一步的，所述实验台工作板的底部两侧设有滑块，其底部的中间位置设有螺纹块；所述实验台上设有与所述滑块滑动连接的滑动杆、以及与所述螺纹块螺纹连接的螺纹杆，所述螺纹杆与所述工作台驱动电机连接并由工作台驱动电机驱动进行转动。进一步的，所述输入口包括用于增加实验台模拟井下截割环境空气湿度的空气加湿器输入口、用于增加实验台模拟井下截割环境空气粉尘浓度的粉尘浓度输入口、用于增加实验台模拟井下截割环境空气巷道风速的巷道风速输入口；所述空气加湿器输入口和粉尘浓度输入口位于所述密封罩的顶部；所述巷道风速输入口位于所述密封罩的侧部。由上，可更好的模拟井下截割环境，保证采集实验数据的可靠性。可选的，所述红外热成像采集设备由可调支架进行支撑；所述可调支架包括底座、相互平行且竖直固定于所述底座上的两个竖直架，所述两个竖直架上均设有可在竖直架上进行上下移动的水平架，所述两个水平架之间连接有沿水平架的长度方向移动的横梁，所述红外热成像采集设备放置在所述横梁上并可沿横梁的长度方向移动。由上，采用可调支架，对红外热成像采集设备与试件之间距离可进行适当调节，以获得最佳图像采集位置。本专利技术还包括用于固定所述试件的液压支架。由上，本专利技术根据井下煤矿采煤机截割煤炭工作面及截割环境为基础，采用红外热成像仪对传统煤岩界面识别进行识别，并实现室内井下煤矿截割工作面模拟。模拟井下截割环境，自行设计实验台中设置空气加湿器输入口，粉尘浓度输入口，巷道风速输入口，保证采集实验数据可靠性；室内实验台搭建设计，避免进行井下煤矿实地研究危险性；采用红外热成像支架，对其红外设备与试件之间距离可进行适当调节；采用红外热成像仪实现煤岩界面自动识别研究，有助于机械设备智能制造。附图说明图1为本专利技术优选实施例的模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统的结构示意图(有密封罩)；图2为本专利技术优选实施例的模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统的另一结构示意图(无密封罩)；图3为本专利技术优选实施例的模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统的总体结构示意图(密封罩透明)。具体实施方式下面参见图1～图3对本专利技术所述模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统进行详细说明。本专利技术基于在实验室内设计模拟井下煤矿截割环境，采用红外热成像技术对其煤岩试件曲线界面识别研究，主要包括井下采煤机截割滚筒等实验设备设计的实验台及其控制器、红外热成像图像采集仪及支架、对红外热成像仪控制的电脑上位机，其井下截割实验台主要包括：密封罩5、工作台驱动电机、控制台、减速器8、截割驱动电机7、滚筒、截齿及液压支架，所述液压支架与控制台相连，所述密封罩5与实验台支架连接，所述工作台驱动电机与实验台工作板连接，所述截割驱动电机7与减速器8相连，所述减速器8与截割滚筒相连，截割滚筒与截齿相连，所述截割驱动电机7与减速器8分别与实验台工作板17相连。具体地，如图1～图3所示，为本专利技术所提供的一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，包括实验台和位于所述实验台上的密封罩5，所述密封罩5与实验台支架16连接，所述密封罩5内放置有模拟井下煤矿的试件11、以及用于对所述试件11进行截割的截割机构；所述截割机构包括截割滚筒9、驱动所述截割滚筒9转动的截割驱动电机7，其中，所述截割滚筒9的周面上均匀设置有用于截割试件的截割截齿10，在所述截割驱动电机7和截割滚筒9之间还连接有减速器8，通过减速器8将截割驱动电机7的转速降低。密封罩5内还设有用于驱动所述截割机构向所述试件的方向移动的移动机构；所述移动机构包括实验台工作板17、驱动所述实验台工作板17进行前后移动的工作台驱动电机，其中，截割机构固定在所述实验台工作板17上，所述截割驱动电机7和减速器8分别与所述实验台工作板17相连，由实验台工作板17带动进行移动。所述实验台工作板17的底部两侧设有滑块(图中未示出)，其底部的中间位置设有螺纹块(图中未示出)，所述实验台上设有与所述滑块滑动连接的滑动杆20、以及与所述螺纹块螺纹连接的螺纹杆30，所述螺纹杆30与所述工作台驱动电机连接并由工作台驱动电机驱动进行转动。螺纹杆30的一端通过联轴器与所述工作台驱动电机的输出轴连接，螺纹杆30的另一端通过轴承座转动连接在实验台上，通过工作台驱动电机带动螺纹杆转动，经由螺纹杆30和螺纹块的螺纹传动，进而带动螺纹块前后移动，同时带动滑块在滑动杆20上移动，即带动实验台工作板17在密封罩5内前后移动，使得截割机构朝向或远离所述试件11的方向移动，以完成对试件11的截割动作。本专利技术通过螺纹传动的方式使截割机构的移动更稳定可靠。另外，密封罩5上具有用于向密封罩内施加外界因素以模拟井下截割环境的输入口，具体地，所述输入口包括用于增加实验台模拟井下截割环境空气湿度的空气加湿器输入口13、用于增加实验台模拟井下截割环境空气粉尘浓度的粉尘浓度输入口14、增加实验台模拟井下截割环境空气巷道风速的巷道风速输入口15，其中，所述空气加湿器输入口13和粉尘浓度输入口14位于所述密封罩5的顶部；所述巷道风速输入口15位于密封罩5的侧部，以更好的模拟井下截割环境。所述密封罩5外设有用于对在截割环境下的所述试件的曲线界面的红外图像进行采集的红外热成像采集设备3，该红外热成像采集设备3由可调支架进行支撑，所述可调支架包括底座40、相互平行且竖直固定于所述底座上的两个竖直架41，所述两个竖直架41上均设有可在竖直架上进行上下移动的水平架4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，包括实验台和位于所述实验台上的密封罩，其特征在于，所述密封罩内放置有模拟井下煤矿的试件、以及用于对所述试件进行截割的截割机构；所述密封罩内还设有用于驱动所述截割机构向所述试件的方向移动的移动机构；所述密封罩上具有用于向密封罩内施加外界因素以模拟井下截割环境的输入口；所述密封罩外设有用于对在截割环境下的所述试件的曲线界面的红外图像进行采集的红外热成像采集设备；还包括与所述截割机构、移动机构和红外热成像采集设备电连接的控制系统，用于控制所述截割机构和移动机构对试件进行截割，并控制所述红外热成像采集设备获取图像数据。

【技术特征摘要】
1.一种模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，包括实验台和位于所述实验台上的密封罩，其特征在于，所述密封罩内放置有模拟井下煤矿的试件、以及用于对所述试件进行截割的截割机构；所述密封罩内还设有用于驱动所述截割机构向所述试件的方向移动的移动机构；所述密封罩上具有用于向密封罩内施加外界因素以模拟井下截割环境的输入口；所述密封罩外设有用于对在截割环境下的所述试件的曲线界面的红外图像进行采集的红外热成像采集设备；还包括与所述截割机构、移动机构和红外热成像采集设备电连接的控制系统，用于控制所述截割机构和移动机构对试件进行截割，并控制所述红外热成像采集设备获取图像数据。2.根据权利要求1所述的模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，其特征在于，所述截割机构包括截割滚筒、驱动所述截割滚筒转动的截割驱动电机；所述截割滚筒的周面上均匀设置有用于截割试件的截割截齿；所述截割驱动电机和截割滚筒之间还连接有减速器。3.根据权利要求2所述的模拟井下煤矿截割的煤岩界面识别系统，其特征在于，所述移动机构包括实验台工作板、驱动所述实验台工作板进行前后移动的工作台驱动电机；所述截割驱动电机和减速器分别与所述实验台工作板相连。4.根据权利要求3所述的模拟井下煤矿截割的煤岩界面识...

【专利技术属性】
技术研发人员：金智新，赵有生，贾文，王强喜，巩剑波，田军，盛长斌，张强，王宏伟，邸晟钧，金铃子，
申请(专利权)人：山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14