一种综掘工作面锚支护装备实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种综掘工作面锚支护装备实验装置，涉及综掘工作面机电装备技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种综掘工作面锚支护装备实验装置


[0001]本专利技术涉及综掘工作面机电装备
，具体为一种综掘工作面锚支护装备实验装置
。

技术介绍

[0002]随着我国煤矿智能化的不断发展，综掘装备已经由原先自动化控制下的人工辅助作业，逐渐转向智能化控制下的自主作业，而针对智能化综掘装备的研发，需要以大量的综掘作业实验数据为基础，但由于煤矿井下条件恶劣且工况复杂，使得实验成本与危险系数急剧增加，不利于煤矿的安全生产
。
因此，以专利“ZL201720736245”“CN201710481126”为代表的综掘装备及巷道模拟实验装置，通过模拟围岩多向应力
、
掘进扰动与巷道矿压等围岩属性来探究综掘装备作业过程中的力学特性，在一定程度上促进了综掘装备的智能化发展，但其仍存在以下缺陷：现有实验装置普遍集中于围岩属性模拟，忽略了煤矿井下高粉尘与光照不均的复杂环境因素对综掘装备智能化感知与控制作业的影响，导致模拟实验偏离现实工况，为此我们提出一种综掘工作面锚支护装备实验装置
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种综掘工作面锚支护装备实验装置，可模拟煤矿井下综掘工作面高粉尘
、
光照不均等真实环境
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种综掘工作面锚支护装备实验装置，包括：
[0006]巷道环境模拟组件，用于模拟煤矿井下综掘工作面高粉尘与光照不均的真实工况；围岩模拟组件，所述围岩模拟组件安装在巷道环境模拟组件的上方，用于模拟不同硬度的巷道围岩；支护组件，所述支护组件安装在所述巷道环境模拟组件的内侧，且其位于围岩模拟组件的下方，用于进行支护作业；钻锚组件，钻锚组件安装在所述巷道环境模拟组件的内侧，且其位于支护组件的下方，用于进行钻锚作业
。
[0007]进一步的，所述巷道环境模拟组件包括巷道模拟支撑架
、
第一封闭门帘
、
第二封闭门帘
、
第三封闭门帘
、
粉尘模拟器
、
第四封闭门帘及光线模拟器；
[0008]所述第一封闭门帘
、
第二封闭门帘
、
第三封闭门帘及第四封闭门帘分别固定安装在巷道模拟支撑架的四个侧面，所述粉尘模拟器通过螺栓安装在所述巷道模拟支撑架的内侧，所述光线模拟器通过螺栓安装在支护组件的内壁下方
。
[0009]进一步的，所述第一封闭门帘
、
第二封闭门帘的数量均为一个，第三封闭门帘
、
第四封闭门帘的数量均为两个
。
[0010]进一步的，所述围岩模拟组件包括围岩加载直线轴承
、
围岩加载轴
、
围岩加载支撑架
、
围岩加载液压缸
、
围岩加载阻尼器
、
样品支撑架和围岩样品；
[0011]所述围岩加载支撑架固定连接在巷道模拟支撑架上，所述围岩加载支撑架的内壁底部可拆式安装有围岩加载液压缸，所述围岩加载液压缸底端安装有围岩加载阻尼器；
[0012]所述围岩加载轴底端固定连接在所述巷道模拟支撑架上，所述围岩加载轴上滑动连接有围岩加载直线轴承，所述围岩加载直线轴承固定安装在样品支撑架上；
[0013]所述围岩加载支撑架固定连接在所述巷道模拟支撑架上，所述样品支撑架的内部安装有围岩样品
。
[0014]进一步的，所述围岩加载直线轴承的数量为四个，且四个围岩加载直线轴承呈矩形状固定连接在样品支撑架的四个拐角
。
[0015]进一步的，所述围岩加载支撑架与围岩加载液压缸之间通过螺栓进行安装
。
[0016]进一步的，所述支护组件包括支护顶板
、
第一支护液压缸
、
第一支护底座
、
第二支护底座
、
第二支护液压缸；
[0017]所述第一支护底座
、
第二支护底座均固定安装在所述巷道模拟支撑架的内侧，所述第一支护底座的顶部安装有第一支护液压缸，所述第二支护底座的顶部安装有第二支护液压缸；
[0018]所述第一支护液压缸
、
第二支护液压缸的顶端均通过螺栓分别与支护顶板连接
。
[0019]进一步的，所述第一支护底座
、
第二支护底座均通过螺栓安装在巷道模拟支撑架上
。
[0020]进一步的，所述钻锚组件包括定位摄像头
、
锚杆钻机
、
锚杆支撑座
、
钻锚机械臂
、
第一锚杆自动换杆部件
、
第二锚杆自动换杆部件；
[0021]所述定位摄像头通过螺栓安装在所述锚杆钻机前端，所述锚杆钻机通过螺栓安装在所述钻锚机械臂上，所述钻锚机械臂通过螺栓安装在所述锚杆支撑座上；
[0022]所述第一锚杆自动换杆部件与第二锚杆自动换杆部件通过螺栓安装在所述锚杆支撑座上
。
[0023]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0024]1、
本专利技术采用光线模拟器
、
粉尘模拟器与封闭门帘装置，来模拟煤矿综掘工作面封闭环境内高粉尘与光照不均的复杂巷道工况
。
[0025]煤矿井下综掘工作面长期伴随有掘进
、
支护与钻锚等高粉尘作业工况，尤其是在掘进作业过程中，掘进截割头针对围岩的持续性截割作业将在短时间内产生大量粉尘，同时，由于大量人工参与进行钻锚与支护等辅助作业，导致多个矿灯与装备灯光交杂晃动，使得巷道封闭环境内的光照强度难以均匀覆盖，因此，本专利技术分别以光线模拟器
、
粉尘模拟器与封闭门帘装置来模拟巷道封闭环境内高粉尘与光照不均的复杂作业工况，为后续综掘装备的智能感知与控制作业奠定基础
。
[0026]2、
本专利技术采用钻锚机械臂
、
定位摄像头辅助锚杆钻机进行锚固孔位自主识别与钻锚作业轨迹在线规划模拟实验
。
[0027]传统的钻锚装备受限于本身机体结构与感知技术限制，普遍依靠人工辅助进行钻臂轨迹控制与锚固孔位对准，定位工序复杂且劳动强度大，因此，本专利技术采用具备多种自由度的钻锚机械臂，结合智能控制算法来探究巷道受限空间内钻臂的最优运动轨迹，并联合图像增强与视觉感知算法，调用定位摄像头辅助钻机来模拟锚固孔位快速识别定位实验，为后续钻锚装备的智能化控制提供技术支撑
。
[0028]3、
本专利技术采用围岩模拟组件配合支护组件与钻锚组件，来探究多种突变载荷与围岩硬度下锚支护装备的自适应支护与钻锚作业性能
。
[0029]煤矿井下综掘工作面的围岩属性复杂，尤其是两淮矿区的综掘巷道软硬岩分布不均，常伴随有掘进扰动与矿压突变工况，因此，本专利技术将多种不同硬度的岩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种综掘工作面锚支护装备实验装置，其特征在于，包括；巷道环境模拟组件
(1)
，用于模拟煤矿井下综掘工作面粉尘与光照的真实工况；围岩模拟组件
(2)
，所述围岩模拟组件
(2)
安装在巷道环境模拟组件
(1)
的上方，用于模拟不同硬度的巷道围岩；支护组件
(3)
，所述支护组件
(3)
安装在所述巷道环境模拟组件
(1)
的内侧，且其位于围岩模拟组件
(2)
的下方，用于进行支护作业；钻锚组件
(4)
，钻锚组件
(4)
安装在所述巷道环境模拟组件
(1)
的内侧，且其位于支护组件
(3)
的下方，用于进行钻锚作业
。2.
根据权利要求1所述的一种综掘工作面锚支护装备实验装置，其特征在于：所述巷道环境模拟组件
(1)
包括巷道模拟支撑架
(11)、
第一封闭门帘
(12)、
第二封闭门帘
(13)、
第三封闭门帘
(14)、
粉尘模拟器
(15)、
第四封闭门帘
(16)
及光线模拟器
(17)
；所述第一封闭门帘
(12)、
第二封闭门帘
(13)、
第三封闭门帘
(14)
及第四封闭门帘
(16)
分别固定安装在巷道模拟支撑架
(11)
的四个侧面，所述粉尘模拟器
(15)
通过螺栓安装在所述巷道模拟支撑架
(11)
的内侧，所述光线模拟器
(17)
通过螺栓安装在支护组件
(3)
的内壁下方
。3.
根据权利要求2所述的一种综掘工作面锚支护装备实验装置，其特征在于：所述第一封闭门帘
(12)、
第二封闭门帘
(13)
的数量均为一个，第三封闭门帘
(14)、
第四封闭门帘
(16)
的数量均为两个
。4.
根据权利要求2所述的一种综掘工作面锚支护装备实验装置，其特征在于：所述围岩模拟组件
(2)
包括围岩加载直线轴承
(21)、
围岩加载轴
(22)、
围岩加载支撑架
(23)、
围岩加载液压缸
(24)、
围岩加载阻尼器
(25)、
样品支撑架
(26)
和围岩样品
(27)
；所述围岩加载支撑架
(23)
固定连接在巷道模拟支撑架
(11)
上，所述围岩加载支撑架
(23)
的内壁底部可拆式安装有围岩加载液压缸
(24)
，所述围岩加载液压缸
(24)
底端安装有围岩加载阻尼器
(25)
；所述围岩加载轴
(22)
底端固定连接在所述巷道模拟支撑架
(11)
上，所述围岩加载轴
(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏国用，沈刚，胡坤，邓海顺，程刚，王鹏彧，赵东洋，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：