一种自动捕捉-切割井下架后套管的方法技术

本发明专利技术公开了一种自动捕捉

【技术实现步骤摘要】
一种自动捕捉
‑
切割井下架后套管的方法


[0001]本专利技术涉及无人充填开采
，具体涉及一种自动捕捉
‑
切割井下架后套管的方法。

技术介绍

[0002]在矿业工程中，随着能源的开采深度增加，开采强度增强，高产高效的大型矿井数量大幅增加，传统的充填开采工艺技术远远满足不了其技术需求。将顶板水平井用于随采随充过程中膏体料浆输送的主要通道，但在充填过程中，由于充填料浆在采空区内的覆盖范围有限，随综采工作面的逐步推进，充填料浆的出口需要不断前移，因此，要求在采空区内对料浆输送管道进行定点切割。
[0003]目前针对套管切割主要依靠水力割刀切割、磨料射流切割等工具，但是由于水平井主要位于煤层顶板，随着采煤工作面的推进，顶板的垮塌，导致水平套管的弯曲下沉，常规的套管切割工具很难从地面下入预定切割段，因此，要求在液压支架后方对弯曲套管在识别的基础上进行自动捕捉及定点切割。
[0004]目前针对架后套管的识别
‑
捕捉
‑
切割工具国内外尚无案例可查。但是，目前架后套管切割工艺存在如下不足：
[0005]一方面针对套管的定点切割目前主要包括常规水力割刀切割、磨料射流切割等，但由于水力割刀切割过程中容易产生火花，存在一定安全风险，磨料射流切割工具主要通过地面下入预定切割段，由于顶板来压的显现，套管的弯曲变形，切割工具串很难下入预定位置。
[0006]另一方面由于套管裸露主要位于液压支架的后方，随着采煤工作面的逐步推进，由于煤层顶板岩体结构的失稳导致工作面顶板的来压，致使顶板易产生垮塌，因此切割套管存在一定的安全风险。
[0007]第三方面架后套管的切割影响充填的效率，间接也会影响采煤的效率，致使充填与采煤工序之间产生矛盾。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种自动捕捉
‑
切割井下架后套管的方法，解决现有技术中的缺少一种切割裸露套管的方法的问题。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0010]一种自动捕捉
‑
切割井下架后套管的方法，通过自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置实现；所述的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置包括底座和安装在底座上的机械臂，所述的机械臂另一端还安装有机械手；所述的机械手上还安装有识别摄像头；所述的底座上还安装有切割装置。
[0011]该方法包括以下步骤：
[0012]步骤一：将自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置安装在充填支架背向综采工作面
的一侧；
[0013]步骤二：利用识别摄像头识别裸露套管，利用远程识别系统进行裸露套管捕捉位置的定位；
[0014]步骤三：通过机械臂上的机械手对裸露套管的捕捉位置进行夹持，实现对裸露套管的捕捉；
[0015]步骤四：通过切割装置对裸露套管进行切割：
[0016]步骤五：随着采煤工作面的推进，充填支架前进到下一位点，重复步骤二至四，采用自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置对裸露套管进行切割。
[0017]所述的机械臂包括安装在底座上的立柱和铰接在立柱顶端的横臂，所述的横臂能够绕铰接端转动，
[0018]所述的横臂的另一端安装有机械手；
[0019]所述的立柱和横臂能够伸缩，所述的机械手能够沿自身轴线旋转。
[0020]所述的切割装置包括高压水泵和与高压水泵通过高压水管连通的泄压阀，所述的泄压阀上安装有出料管；
[0021]所述的出料管一侧连通有高压磨料罐，所述的高压水泵与水箱连通；
[0022]所述的出料管布设在机械臂和机械手一侧，出料管的出口位于机械手上，出料管位于机械手上的一端设置有切割喷枪。
[0023]所述的切割装置还包括电机，所述的电机用于驱动高压水泵
[0024]所述的泄压阀上还连通有出水管所述的出水管连通至水箱；
[0025]所述的出料管一侧还安装有节流阀，所述的节流阀通过节流管与出料管连通，节流管与出料管连通的两端分别位于高压磨料罐与出料管连接端的两侧。
[0026]所述的电机采用防爆电机；
[0027]所述的出料管上还安装有压力表。
[0028]所述的机械臂一侧上开设有安装槽，所述的安装槽用于容纳出料管。
[0029]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0030](Ⅰ)本专利技术的方法能够随着采煤工作面的推进，实现了无人的自动识别切割，避免了由于采煤工作面的推进，顶板的垮塌，导致套管变形，原有切割工具难易下入预定切割位置以及切割套管存在一定的安全风险的问题；
[0031](Ⅱ)本专利技术的方法克服现有方法功能单一、安全性差、施工工序与其它工序相互交叉，造成架后裸露套管识别难、切割难、充填效率低下等缺陷。
[0032](Ⅲ)本专利技术的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置可以实现智能化的自动切割功能，在顶板出现掉块过程中，具有避障功能，同时机械抓手具有旋转、伸缩、抓合功能，进行实时调节抓握位置，从而实现套管的捕捉功能，避免了套管切割过程中套管的摆动造成一定安全风险；
[0033](Ⅳ)本专利技术的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置具有集成多项功能于一体，实现了多道工序连续作业，极大提高了煤矿膏体充填煤炭资源开采的效率。
[0034](
Ⅴ
)本专利技术的总体结构具有结构简单、成本低、承载力高、可靠性高、易于维护等特点。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置结构示意图。
[0036]图2为本专利技术的切割装置结构示意图。
[0037]图3为本专利技术的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置与充填支架安装位置示意图。
[0038]图4为本专利技术的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置在捕捉套管前的状态示意图。
[0039]图5为本专利技术的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置在捕捉套管时的状态示意图。
[0040]图6为本专利技术的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置切割时的状态示意图。
[0041]附图中各个标号含义：
[0042]1‑
底座，2
‑
机械臂，3
‑
机械手，4
‑
识别摄像头，5
‑
切割装置，6
‑
充填支架，7
‑
综采工作面，8
‑
煤层顶板，9
‑
裸露套管；
[0043]2‑
1立柱，2
‑
2横臂；
[0044]5‑
1高压水泵，5
‑
2高压水管，5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动捕捉
‑
切割井下架后套管的方法，其特征在于，该方法通过自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置实现；所述的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置包括底座(1)和安装在底座(1)上的机械臂(2)，所述的机械臂(2)另一端还安装有机械手(3)；所述的机械手(3)上还安装有识别摄像头(4)；所述的底座(1)上还安装有切割装置(5)；该方法包括以下步骤：步骤一：将自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置安装在充填支架背向综采工作面的一侧；步骤二：利用识别摄像头(4)识别裸露套管，利用远程识别系统进行裸露套管捕捉位置的定位；步骤三：通过机械臂(2)上的机械手(3)对裸露套管的捕捉位置进行夹持，实现对裸露套管的捕捉；步骤四：通过切割装置(5)对裸露套管进行切割：步骤五：随着采煤工作面的推进，充填支架前进到下一位点，重复步骤二至四，采用自动捕捉
‑
切割井下架后套管的装置对裸露套管进行切割。2.如权利要求1所述的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的方法，其特征在于，所述的机械臂(2)包括安装在底座(1)上的立柱(2
‑
1)和铰接在立柱(2
‑
1)顶端的横臂(2
‑
2)，所述的横臂(2
‑
2)能够绕铰接端转动，所述的横臂(2
‑
2)的另一端安装有机械手(3)；所述的立柱(2
‑
1)和横臂(2
‑
2)能够伸缩，所述的机械手(3)能够沿自身轴线旋转。3.如权利要求2所述的自动捕捉
‑
切割井下架后套管的方法，其特征在于，所述的切割装置(5)包括高压水泵(5
‑
1)和与高压水泵(5
‑
1)通过高压水管(5
‑
2)连通的泄压阀(5
‑
3)，所述的泄压阀(5
‑
3)上安装有出料管(5
‑
4)；所述的出料管(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，杨建超，孙四清，陈崇枫，贾立龙，范耀，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：