一种岩巷岩性智能识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种岩巷岩性智能识别系统及方法，涉及矿山开采技术领域，包括试件台、数据采集系统、数据处理系统、动力控制系统和钻进系统；试件台用于夹持固定岩石试件，试件台与钻进系统设置于同一水平面上，中轴线保持水平；数据采集系统用于采集钻进系统对岩石试件钻进过程中的旋转压力、冲击压力和推进力信号；数据处理系统与数据采集系统电连接，用于接收、处理数据采集系统的传感器信号；动力控制系统为整个试验系统提供工作动力；本发明专利技术在矿山巷道掘进、打孔作业领域实现了岩性识别、自动控制、爆破参数优化等智能化试验，大大减少了工作量，改善劳动环境，提高了安全系数和作业效率，具有重要的实际工程与科研意义。具有重要的实际工程与科研意义。具有重要的实际工程与科研意义。

【技术实现步骤摘要】
一种岩巷岩性智能识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及矿山开采
，特别是涉及一种岩巷岩性智能识别系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，在矿山开采
，已形成了薄及中厚煤层智能化无人开采、工作面智能耦合人机协同高效综采、综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤、复杂条件机械化+智能化开采4种采煤开采模式。由于条件复杂多样化、井下煤岩层的开采难易程度不同，巷道掘进的智能化进程缓慢，且由于岩石硬度高，岩巷掘进仍以钻爆法为主。而对于钻爆法爆破参数设计决定了爆破效率，影响掘进速度，因此通过实时获取岩巷掘进岩石岩性，可以大大提升钻爆效率。
[0003]现阶段巷道掘进台车功能单一，智能化程度不足，且需要工人在具体情况下实施作业，所需各种开关及操作十分复杂；因而，目前的矿山岩巷掘进存在效率低、爆破参数设计不合理、人工劳动强度大以及设备智能化程度低等问题。随着人工智能技术的快速发展，计算机感知、计算、控制技术的逐步完善，对巷道台车的要求逐步提升，亟需改变其单一的钻进功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种岩巷岩性智能识别系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，将台车结合计算机智能技术，实时确定岩石参数，优化爆破参数，大大提高了岩巷道掘进效率，降低人工劳动强度，且保证了施工安全。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种岩巷岩性智能识别系统，包括试件台、数据采集系统、数据处理系统、动力控制系统和钻进系统；
[0007]所述试件台用于夹持固定岩石试件，所述试件台与所述钻进系统设置于同一水平面上，中轴线保持水平；
[0008]所述数据采集系统用于采集所述钻进系统对所述岩石试件钻进过程中的旋转压力、冲击压力和推进力信号；所述数据处理系统与所述数据采集系统电连接，用于接收、处理所述数据采集系统的传感器信号；
[0009]所述动力控制系统为整个试验系统提供工作动力。
[0010]优选地，所述试件台包括岩石试件、围压加载装置、支架、后支撑杆和第一底座，所述支架设置于所述第一底座的顶部，所述岩石试件设置于所述支架内，所述围压加载装置通过所述支架固定于所述岩石试件的周围，所述后支撑杆穿过所述支架的尾端支撑于所述岩石试件的尾端，用于提供稳定支撑作用。
[0011]优选地，所述围压加载装置包块分别位于所述岩石试件顶部和两侧的三块压板，三块所述压板通过螺杆与对应的所述支架螺纹连接，所述螺杆的末端设置有把手；所述后支撑杆的首端设置有支撑所述岩石试件的支撑板，所述后支撑杆与所述支架螺纹连接，所
述后支撑架的尾端也设置有把手。
[0012]优选地，所述数据采集系统包括转速传感器、拉绳位移传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器；
[0013]所述转速传感器用于采集所述钻进系统的凿岩机的钻进过程中的转速信号；
[0014]所述拉绳位移传感器设置于所述钻进系统的滑轨的后方，所述拉绳位移传感器通过拉绳与所述凿岩机连接，钻进过程中所述拉绳跟随所述凿岩机前进与后退，实时监测运动位移；
[0015]所述第一压力传感器通过液压进油管二连接于所述凿岩机的旋转进油口与所述动力控制系统的多路控制阀的旋转控制阀A口间，监测所述凿岩机的旋转进油压；所述第二压力传感器通过液压回油管二连接于所述凿岩机的旋转回油口与所述多路控制阀的旋转控制阀B口间，监测凿岩机的旋转回油压；所述第三压力传感器通过液压进油管三连接于所述凿岩机的冲击进油口与所述多路控制阀的冲击控制阀A口间，监测所述凿岩机的冲击进油压；所述第四压力传感器通过液压回油管三连接于所述凿岩机的冲击回油口与所述多路控制阀的冲击控制阀B口间，监测所述凿岩机的冲击回油压；所述第五压力传感器通过液压进油管一连接于所述钻进系统的推进油缸的进油口与所述多路控制阀的推进控制阀A口间，监测所述推进油缸的推进油压，所述第六压力传感器通过液压回油管一连接于所述推进油缸的回油口与所述多路控制阀的推进控制阀B口间，监测推进油缸后退油。
[0016]优选地，所述数据处理系统包括相互之间通过信号线连接的显示仪表、数据处理中心、数据采集卡、信号转换器和电源变压器，所述数据处理系统通过信号线与数据采集系统中的各项传感器连接，用于接收、处理传感器信号；
[0017]所述电源变压器用于转换数据处理系统的工作电压，使系统在不同工作电压环境下皆具备适应性，所述信号转换器用于将数据采集系统采集到的模拟量信号转换为数字量信号，将信号可视化；所述数据处理中心还包括数据采集模块、数据处理模块和反馈控制模块，用于实时记录、处理数据采集系统传递回的数据，并通过反馈控制模块中智能算法实时反馈调控整机体的工作状态。
[0018]优选地，所述动力控制系统包括电动机、水泵、油箱、电磁阀、控制启动器、推进控制手柄、冲击控制手柄、旋转控制手柄、多路控制阀、液压显示表和主动力泵，所述电动机与所述主动力泵刚性连接，所述主动力泵通过液压油管与所述电磁阀、所述油箱及所述多路控制阀循环连接，为整个系统提供动力，所述控制启动器通过电源线与所述电动机连接，用于控制所述电动机的工作状态，所述液压显示表通过信号线与所述多路控制阀连接，用于监测所述动力控制系统的油压状态，提供报警功能；
[0019]所述推进控制手柄、冲击控制手柄、旋转控制手柄与所述多路控制阀连接，通过控制所述旋转控制手柄的开关程度，给予所述钻进系统的凿岩机不同的液压油流量，从而控制不同的初始旋转速度；通过控制所述推进控制手柄的开关程度，给予所述钻进系统的推进油缸不同的液压油流量，从而控制不同的初始推进力；通过控制所述冲击控制手柄的开关程度，给予所述凿岩机不同的液压油流量，从而控制不同的冲击频率；
[0020]所述水泵通过水管与所述凿岩机连接，钻进过程中为钻头提供冲洗液，通过不同旋转速度提供不同的冲洗液压力。
[0021]优选地，所述钻进系统包括钻头、限位板、钻杆、扶钎器、滑轨、推进油缸、凿岩机、
铰接轴和第二底座，所述钻头与所述钻杆通过螺纹连接，所述转速传感器为光感式传感器，传感钻杆但不与所述钻杆接触，所述凿岩机和所述转速传感器滑动连接于所述滑轨的上方，所述凿岩机具有旋转和冲击两种功能，所述推进油缸设置于所述滑轨内侧，通过所述推进油缸的伸缩控制所述凿岩机沿着所述滑轨前进或后退，所述限位板设置于所述滑轨的首端，为平台提供稳定支撑作用，所述滑轨通过铰接轴连接于所述第二底座的顶部。
[0022]优选地，所述扶钎器设置为轴承连接形式，扶钎器内部镶嵌固定六角轴承，内径尺寸与所述钻杆外径尺寸相同，形状完全贴合，用于减弱钻进过程中所述钻杆的挠曲程度，起到稳定钻杆的作用。
[0023]优选地，所述铰接轴内部设置有能够控制所述滑轨升降的液压油缸，通过所述铰接轴控制所述滑轨的横向旋转和纵向偏移，通过控制所述铰接轴的不同角度，控制钻进系统的不同钻进方向，以满足实际工程需要。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩巷岩性智能识别系统，其特征在于：包括试件台、数据采集系统、数据处理系统、动力控制系统和钻进系统；所述试件台用于夹持固定岩石试件，所述试件台与所述钻进系统设置于同一水平面上，中轴线保持水平；所述数据采集系统用于采集所述钻进系统对所述岩石试件钻进过程中的旋转压力、冲击压力和推进力信号；所述数据处理系统与所述数据采集系统电连接，用于接收、处理所述数据采集系统的传感器信号；所述动力控制系统为整个试验系统提供工作动力。2.根据权利要求1所述的岩巷岩性智能识别系统，其特征在于：所述试件台包括岩石试件、围压加载装置、支架、后支撑杆和第一底座，所述支架设置于所述第一底座的顶部，所述岩石试件设置于所述支架内，所述围压加载装置通过所述支架固定于所述岩石试件的周围，所述后支撑杆穿过所述支架的尾端支撑于所述岩石试件的尾端，用于提供稳定支撑作用。3.根据权利要求2所述的岩巷岩性智能识别系统，其特征在于：所述围压加载装置包块分别位于所述岩石试件顶部和两侧的三块压板，三块所述压板通过螺杆与对应的所述支架螺纹连接，所述螺杆的末端设置有把手；所述后支撑杆的首端设置有支撑所述岩石试件的支撑板，所述后支撑杆与所述支架螺纹连接，所述后支撑架的尾端也设置有把手。4.根据权利要求1所述的岩巷岩性智能识别系统，其特征在于：所述数据采集系统包括转速传感器、拉绳位移传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器；所述转速传感器用于采集所述钻进系统的凿岩机的钻进过程中的转速信号；所述拉绳位移传感器设置于所述钻进系统的滑轨的后方，所述拉绳位移传感器通过拉绳与所述凿岩机连接，钻进过程中所述拉绳跟随所述凿岩机前进与后退，实时监测运动位移；所述第一压力传感器通过液压进油管二连接于所述凿岩机的旋转进油口与所述动力控制系统的多路控制阀的旋转控制阀A口间，监测所述凿岩机的旋转进油压；所述第二压力传感器通过液压回油管二连接于所述凿岩机的旋转回油口与所述多路控制阀的旋转控制阀B口间，监测凿岩机的旋转回油压；所述第三压力传感器通过液压进油管三连接于所述凿岩机的冲击进油口与所述多路控制阀的冲击控制阀A口间，监测所述凿岩机的冲击进油压；所述第四压力传感器通过液压回油管三连接于所述凿岩机的冲击回油口与所述多路控制阀的冲击控制阀B口间，监测所述凿岩机的冲击回油压；所述第五压力传感器通过液压进油管一连接于所述钻进系统的推进油缸的进油口与所述多路控制阀的推进控制阀A口间，监测所述推进油缸的推进油压，所述第六压力传感器通过液压回油管一连接于所述推进油缸的回油口与所述多路控制阀的推进控制阀B口间，监测推进油缸后退油压。5.根据权利要求1所述的岩巷岩性智能识别系统，其特征在于：所述数据处理系统包括相互之间通过信号线连接的显示仪表、数据处理中心、数据采集卡、信号转换器和电源变压器，所述数据处理系统通过信号线与数据采集系统中的各项传感器连接，用于接收、处理传感器信号；所述电源变压器用于转换数据处理系统的工作电压，使系统在不同工作电压环境下皆
具备适应性，所述信号转换器用于将数据采集系统采集到的模拟量信号转换为数字量信号，将信号可视化；所述数据处理中心还包括数据采集模块、数据处理模块和反馈控制模块，用于实时记录、处理数据采集系统传递回的数据，并通过反馈控制模块中智能算法实时反馈调控整机体的工作状态。6.根据权利要求1所述的岩巷岩性智能识别系统，其特征在于：所述动力控制系统包括电动机、水泵、油箱、电磁阀、控制启动器、推进控制手柄、冲击控制手柄、旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳中文，李杨，岳小磊，李为，戴诗清，王煦，李凯，唐福新，胡少银，杨正华，
申请(专利权)人：江西蓝翔重工有限公司，
类型：发明
国别省市：