全文摘要
本实用新型涉及一种智能综采设备。本智能综采设备包括工作面液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站和井下监控主机，工作面液压支架包括中间支架及中间支架两端的端头支架，中间支架和端头支架上分别设有液压立柱和牵引缸，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站分别配有驱动电机，每个液压立柱的缸体根部设有一个接口管，该接口管与缸体内腔相通，接口管上设有一个液压传感器，本实用新型智能综采设备填补了现有技术空白，使得工作人员可以通过浮化液液压变化，随时知晓顶板下沉变化,综采设备监控更加合理，更加全面，广泛适用于各大煤矿使用。
主设计要求
1.一种智能综采设备，包括工作面液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站和井下监控主机，工作面液压支架包括中间支架及中间支架两端的端头支架，中间支架和端头支架上分别设有液压立柱和牵引缸，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站分别配有驱动电机，其特征在于：井下监控主机配有矿用光纤光栅解调仪，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站的驱动电机分别设有矿用光纤光栅温度传感器和矿用光纤光栅振动传感器，其中矿用光纤光栅温度传感器安装在相应驱动电机的输出轴处，矿用光纤光栅振动传感器安装在相应驱动电机外壳上，风机和泵站还分别配有矿用光纤光栅压力传感器，分别安装在风机的出口管和乳化液的出口管上，每个液压立柱的缸体根部设有一个接口管，该接口管与缸体内腔相通，接口管上设有一个液压传感器，液压传感器包括壳体、可充电蓄电池、压电陶瓷片、无线电发射集成电路和测压开关，上述部件连接成一个可控回路，无线电发射集成电路包括信号放大模块、编码模块和无线电发射模块，各个工作面液压支架移架时，所述测压开关可切断无线电发射集成电路的电源供应，所有液压立柱共同设定一个额定最大工作压强,所述壳体呈圆筒形，壳体中段设有隔板，该隔板将壳体分为外室和内室，压电陶瓷片安装在内室内，可充电蓄电池和无线电发射集成电路安装在外室内，压电陶瓷片呈圆盘形，其外圆周上包裹有绝缘层，其上下表面分别设有电极片，上述电极片通过引线与无线电发射集成电路的信号放大模块的输入端相连，可充电蓄电池为无线电发射集成电路供电，壳体上设有防爆充电接口，防爆充电接口与可充电蓄电池相接，压电陶瓷片下表面还设有一个波纹密封盘，波纹密封盘外缘设有铜质密封垫，所述内室下端设有螺纹通孔，螺纹通孔上端设有环形圆台，所述接口管设有相应的外螺纹，所述壳体通过其螺纹通孔安装在上述接口管上，且波纹密封盘外缘及铜质密封垫被夹持在接口管与环形圆台之间,所述井下监控主机还配有矿用光纤光栅解调仪和无线电接收集成电路，无线电接收集成电路包括无线电接收模块和解码模块，液压传感器配有一个专用编码。
设计方案
1.一种智能综采设备，包括工作面液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站和井下监控主机，工作面液压支架包括中间支架及中间支架两端的端头支架，中间支架和端头支架上分别设有液压立柱和牵引缸，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站分别配有驱动电机，其特征在于：井下监控主机配有矿用光纤光栅解调仪，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站的驱动电机分别设有矿用光纤光栅温度传感器和矿用光纤光栅振动传感器，其中矿用光纤光栅温度传感器安装在相应驱动电机的输出轴处，矿用光纤光栅振动传感器安装在相应驱动电机外壳上，风机和泵站还分别配有矿用光纤光栅压力传感器，分别安装在风机的出口管和乳化液的出口管上，
每个液压立柱的缸体根部设有一个接口管，该接口管与缸体内腔相通，接口管上设有一个液压传感器，液压传感器包括壳体、可充电蓄电池、压电陶瓷片、无线电发射集成电路和测压开关，上述部件连接成一个可控回路，无线电发射集成电路包括信号放大模块、编码模块和无线电发射模块，各个工作面液压支架移架时，所述测压开关可切断无线电发射集成电路的电源供应，所有液压立柱共同设定一个额定最大工作压强,
所述壳体呈圆筒形，壳体中段设有隔板，该隔板将壳体分为外室和内室，压电陶瓷片安装在内室内，可充电蓄电池和无线电发射集成电路安装在外室内，压电陶瓷片呈圆盘形，其外圆周上包裹有绝缘层，其上下表面分别设有电极片，上述电极片通过引线与无线电发射集成电路的信号放大模块的输入端相连，可充电蓄电池为无线电发射集成电路供电，壳体上设有防爆充电接口，防爆充电接口与可充电蓄电池相接，压电陶瓷片下表面还设有一个波纹密封盘，波纹密封盘外缘设有铜质密封垫，所述内室下端设有螺纹通孔，螺纹通孔上端设有环形圆台，所述接口管设有相应的外螺纹，所述壳体通过其螺纹通孔安装在上述接口管上，且波纹密封盘外缘及铜质密封垫被夹持在接口管与环形圆台之间,
所述井下监控主机还配有矿用光纤光栅解调仪和无线电接收集成电路，无线电接收集成电路包括无线电接收模块和解码模块，液压传感器配有一个专用编码。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种智能综采设备。
背景技术
众所周知，液压支架是支护工作面的重要设备，对保证工作面人员和设备安全具有极其重要的作用。现有的液压支架在工作面上排出一横列，支护工作面顶板，液压支架后方即为顶板不断垮塌的采空区。液压支架交替行走前移，前移过程，液压支架需要降低高度，脱离与顶板接触，此外，液压支架需要与顶板充分接触，液压支架的液压支柱进出口阀处于关闭状态。由于浮化液不可压缩，因此，液压支柱内浮化液液压随顶板下沉而同步变化，通过浮化液液压变化，可以准确的监控顶板下沉情况，但是现有技术浮化液液压传感器，检测的都是乳化泵的出口液压，无法检测承重状态下的液压支柱内浮化液液压变化。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种智能综采设备。
为解决上述技术问题，本智能综采设备，包括工作面液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站和井下监控主机，工作面液压支架包括中间支架及中间支架两端的端头支架，中间支架和端头支架上分别设有液压立柱和牵引缸，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站分别配有驱动电机，其特征在于：井下监控主机配有矿用光纤光栅解调仪，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站的驱动电机分别设有矿用光纤光栅温度传感器和矿用光纤光栅振动传感器，其中矿用光纤光栅温度传感器安装在相应驱动电机的输出轴处，矿用光纤光栅振动传感器安装在相应驱动电机外壳上，风机和泵站还分别配有矿用光纤光栅压力传感器，分别安装在风机的出口管和乳化液的出口管上，每个液压立柱的缸体根部设有一个接口管，该接口管与缸体内腔相通，接口管上设有一个液压传感器，液压传感器包括壳体、可充电蓄电池、压电陶瓷片、无线电发射集成电路和测压开关，上述部件连接成一个可控回路，无线电发射集成电路包括信号放大模块、编码模块和无线电发射模块，各个工作面液压支架移架时，所述测压开关可切断无线电发射集成电路的电源供应，所有液压立柱共同设定一个额定最大工作压强,
所述壳体呈圆筒形，壳体中段设有隔板，该隔板将壳体分为外室和内室，压电陶瓷片安装在内室内，可充电蓄电池和无线电发射集成电路安装在外室内，压电陶瓷片呈圆盘形，其外圆周上包裹有绝缘层，其上下表面分别设有电极片，上述电极片通过引线与无线电发射集成电路的信号放大模块的输入端相连，可充电蓄电池为无线电发射集成电路供电，壳体上设有防爆充电接口，防爆充电接口与可充电蓄电池相接，压电陶瓷片下表面还设有一个波纹密封盘，波纹密封盘外缘设有铜质密封垫，所述内室下端设有螺纹通孔，螺纹通孔上端设有环形圆台，所述接口管设有相应的外螺纹，所述壳体通过其螺纹通孔安装上述接口管上，且波纹密封盘外缘及铜质密封垫被夹持在接口管与环形圆台之间。
所述井下监控主机还配有矿用光纤光栅解调仪和无线电接收集成电路，无线电接收集成电路包括无线电接收模块和解码模块。
液压传感器配有一个专用编码，所有液压立柱在支撑顶板状态下，测压开关同步闭合，各个无线电发射集成电路每隔10秒向井下监控主机发射一次采集到的浮化液液压信号，同时发出相应液压传感器的编码，井下监控主机将收集到的各个液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强与额定最大工作压强进行比较，
若各个液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，则所有液压立柱均在正常工作状态，井下监控主机显示各个液压立柱工作良好，不发出任何报警，继续监控；
若部分液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强＞额定最大工作压强，则由井下监控主机计算各个液压立柱的液压传感器分别发送来的液压立柱内部液体压强的算术平均数，并将上述算术平均数与额定最大工作压强进行比较，
若该算术平均数≤额定最大工作压强，则各个液压立柱处于可调工作状态，人工或通过井下监控主机降低内部液体压强最高的液压支柱的高度，每次降低高度为2-3厘米，必要时升高内部液体压强最低的液压支柱的高度，每次升降高度为1厘米，直至所有液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，
若该算术平均数＞额定最大工作压强，则各个液压立柱处于危险工作状态，通过井下监控主机降低内部液体压强最高的液压支柱的高度，每次降低高度为2-3厘米，必要时升高内部液体压强最低的液压支柱的高度，每次升降高度为1厘米，直至所有液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，
若所有液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强均＞额定最大工作压强，则各个液压立柱处于高危工作状态，井下监控主机发出报警，通知工作面人员撤离，同时，通过井下监控主机降低内部液体压强最高的液压支柱的高度，每次降低高度为2-3厘米，直至所有液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，且工作面顶板稳定后，井下监控主机再通知工作人员进入工作面工作。
如此设计，有效了保障了工作面的设备和人员的安全。
作为优化，沿工作面走向方向，自切眼开始，每隔10米，井下监控主机采集一次工作面中段液压支架的液压立柱内部液体压强，得一系列液压立柱内部液体压强——N1<\/sub>、N2<\/sub>、N3<\/sub>……，井下监控主机配有显示屏，在显示屏显示二维坐标，以上述液压立柱内部液体压强——N1<\/sub>、N2<\/sub>、N3<\/sub>为纵坐标，以为采集次序1、2、3……为横坐标，在二维坐标上分别显示相应的点，并顺次连接上述点，形成一条曲线，同时在该二维坐标中用一条横线表示额定最大工作压强，
若所述曲线一直在代表额定最大工作压强的横线以下，平稳波动，说明工作面液压支架工作正常，所述曲线一直处于低位，且很少波动，则说明可能出现工作面顶板大面积不垮塌，需要进行顶板预爆破，
若所述曲线骤然升高，则进一步判断此时工作面是否推到顶板断层处，若此时工作面恰好推到顶板断层处，且所述曲线未超过所述横线，则继续推进工作面，同时进一步监控；
若此时工作面不在顶板断层处，则将该曲线与相邻已开采工作面推进形成曲线进行比较，若二者趋势相符，且所述曲线未超过所述横线，则继续推进工作面，同时进一步监控，
若此时工作面不在顶板断层处，则将该曲线与相邻已开采工作面推进形成曲线相比较，二者趋势不符，且所述曲线有上扬，并有跃过所述横线的趋势和可能，则立即停止工作面推进，工作人员撤离，由专家分析判断无危险后，再工作人员再进入工作面作业。
如此设计，开挖轨道巷和皮带巷时，有经验的煤矿工作人员可以根据顶板的地质情况，预测出工作面推进过程中顶板下沉方式，进度，利用本实用新型还可以得到工作面推进过程时承重液压支柱内浮化液液压变化曲线，进而推测出工作面推进顶板下沉变化规模，通过相邻两个采区的曲线对比，可以进一步掌握煤层顶板地质情况，进一步确保采掘安全。
本实用新型智能综采设备填补了现有技术空白，使得工作人员可以通过浮化液液压变化，随时知晓顶板下沉变化,综采设备监控更加合理，更加全面，广泛适用于各大煤矿使用。
附图说明
下面结合附图对本实用新型智能综采设备作进一步说明：
图1是本智能综采设备的液压立柱及其上液压传感器的局部结构示意图；
图2是本智能综采设备的井下监控主机配用显示屏显示的曲线图。
图中：1为液压立柱、2为接口管、3为壳体、4为可充电蓄电池、5为压电陶瓷片、6为无线电发射集成电路、7为测压开关、61为信号放大模块、62为编码模块、63为无线电发射模块、8为隔板、9为绝缘层、10为电极片、11为引线、12为防爆充电接口、13为波纹密封盘、14为铜质密封垫、15为环形圆台、16为滑靴、17为顶板、L为表示液压立柱额定最大工作压强的横线。
图2中实线为当前采区综采工作面液压支柱的乳化液液压形成的曲线；虚线为相邻上次采区综采工作面液压支柱的乳化液液压形成的曲线。
具体实施方式
实施方式一：本智能综采设备包括智能综采设备，包括工作面液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站和井下监控主机，工作面液压支架包括中间支架及中间支架两端的端头支架，中间支架和端头支架上分别设有液压立柱1和牵引缸，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站分别配有驱动电机，其特征在于：井下监控主机配有矿用光纤光栅解调仪，采煤机、刮板输送机、转载机、皮带输送机、风机、泵站的驱动电机分别设有矿用光纤光栅温度传感器和矿用光纤光栅振动传感器，其中矿用光纤光栅温度传感器安装在相应驱动电机的输出轴处，矿用光纤光栅振动传感器安装在相应驱动电机外壳上，风机和泵站还分别配有矿用光纤光栅压力传感器，分别安装在风机的出口管和乳化液的出口管上，如图1所示，每个液压立柱1的缸体根部设有一个接口管2，该接口管2与缸体内腔相通，接口管2上设有一个液压传感器。液压传感器包括壳体3、可充电蓄电池4、压电陶瓷片5、无线电发射集成电路6和测压开关7，上述部件连接成一个可控回路，无线电发射集成电路6包括信号放大模块61、编码模块62和无线电发射模块63，各个工作面液压支架移架时，所述测压开关7切断的无线电发射集成电路的电源供应，所有液压立柱共同设定一个额定最大工作压强。
所述壳体3呈圆筒形，壳体3中段设有隔板8，该隔板8将壳体3分为外室和内室，压电陶瓷片5安装在内室内，可充电蓄电池4和无线电发射集成电路6安装在外室内，压电陶瓷片5呈圆盘形，其外圆周上包裹有绝缘层9，其上下表面分别设有电极片10，上述电极片10通过引线11与无线电发射集成电路的信号放大模块61的输入端相连，可充电蓄电池4为无线电发射集成电路供电，壳体3上设有防爆充电接口12，防爆充电接口12与可充电蓄电池4相接，压电陶瓷片5下表面还设有一个波纹密封盘13，波纹密封盘13外缘设有铜质密封垫14，所述内室下端设有螺纹通孔，螺纹通孔上端设有环形圆台15，所述接口管2设有相应的外螺纹，所述壳体3通过其螺纹通孔安装上述接口管2上，且波纹密封盘13外缘及铜质密封垫14被夹持在接口管2与环形圆台15之间。
所述井下监控主机还配有矿用光纤光栅解调仪和无线电接收集成电路，无线电接收集成电路包括无线电接收模块和解码模块，图略。
液压传感器配有一个专用编码，所有液压立柱在支撑顶板状态下，测压开关同步闭合，各个无线电发射集成电路每隔10秒向井下监控主机发射一次采集到的浮化液液压信号，同时发出相应液压传感器的编码，井下监控主机将收集到的各个液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强与额定最大工作压强进行比较，
若各个液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，则所有液压立柱均在正常工作状态，井下监控主机显示各个液压立柱工作良好，不发出任何报警，继续监控；
若部分液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强＞额定最大工作压强，则由井下监控主机计算各个液压立柱的液压传感器分别发送来的液压立柱内部液体压强的算术平均数，并将上述算术平均数与额定最大工作压强进行比较，
若该算术平均数≤额定最大工作压强，则各个液压立柱处于可调工作状态，人工或通过井下监控主机降低内部液体压强最高的液压支柱的高度，每次降低高度为2-3厘米，必要时升高内部液体压强最低的液压支柱的高度，每次升降高度为1厘米，直至所有液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，
若该算术平均数＞额定最大工作压强，则各个液压立柱处于危险工作状态，通过井下监控主机降低内部液体压强最高的液压支柱的高度，每次降低高度为2-3厘米，必要时升高内部液体压强最低的液压支柱的高度，每次升降高度为1厘米，直至所有液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，
若所有液压立柱的液压传感器发送来的液压立柱内部液体压强均＞额定最大工作压强，则各个液压立柱处于高危工作状态，井下监控主机发出报警，通知工作面人员撤离，同时，通过井下监控主机降低内部液体压强最高的液压支柱的高度，每次降低高度为2-3厘米，直至所有液压立柱内部液体压强均≤额定最大工作压强，且工作面顶板稳定后，井下监控主机再通知工作人员进入工作面工作。
井下监控主机配有显示屏，沿工作面走向方向，自切眼开始，每隔10米，井下监控主机采集一次工作面中段液压支架的液压立柱内部液体压强，得一系列液压立柱内部液体压强——N1<\/sub>、N2<\/sub>、N3<\/sub>……，在显示屏上显示二维坐标，以上述液压立柱内部液体压强——N1<\/sub>、N2<\/sub>、N3<\/sub>为纵坐标，以为采集次序1、2、3……为横坐标，在二维坐标上分别显示相应的点，并顺次连接上述点，形成一条曲线，同时在该二维坐标中用一条横线L的表示额定最大工作压强，如图2所示。
若所述曲线一直在代表额定最大工作压强的横线以下，平稳波动，说明工作面液压支架工作正常，所述曲线一直处于低位，且很少波动，则说明可能出现工作面顶板大面积不垮塌，需要进行顶板预爆破，
若所述曲线骤然升高，则进一步判断此时工作面是否推到顶板断层处，若此时工作面恰好推进到顶板断层处，且所述曲线未超过所述横线，则继续推进工作面，同时进一步监控；
若此时工作面不在顶板断层处，则将该曲线与相邻已开采工作面推进形成曲线进行比较，若二者趋势相符，且所述曲线未超过所述横线，则继续推进工作面，同时进一步监控，
若此时工作面不在顶板断层处，则将该曲线与相邻已开采工作面推进形成曲线相比较，二者趋势不符，且所述曲线有上扬，并有跃过所述横线的趋势和可能，则立即停止工作面推进，工作人员撤离，由专家分析判断无危险后，再工作人员再进入工作面作业。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920009112.1
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:37(山东)
授权编号:CN209621400U
授权时间:20191112
主分类号:E21F 17/18
专利分类号:E21F17/18
范畴分类:25A;
申请人:兖州煤业股份有限公司
第一申请人:兖州煤业股份有限公司
申请人地址:273599山东省济宁市邹城市凫山南路298号
发明人:李亚军;任晓东;牛庆俊;田贺;翟清伟;张妍妍;王建
第一发明人:李亚军
当前权利人:兖州煤业股份有限公司
代理人:韩富强
代理机构:11019
代理机构编号:北京中原华和知识产权代理有限责任公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
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