采煤机正式开题报告

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1、现代科技学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目：采煤机模型(摇臂部分)的结构设计及用于煤岩界面识别的测试系统设计学生姓名：　李林指导教师姓名：任芳专业：机械设计制造及其自动化机测072011年4月5日111.课题名称：采煤机模型(摇臂部分)的结构设计及用于煤岩界面识别的测试系统设计2.课题研究背景：采煤机的自动化主要包括两部分：牵引速度和滚筒切割高度的自动控制。目前国内外绝大多数采煤机牵引速度都实现了手动和自动控制，而采煤机滚筒高度的控制，除国外极少数的采煤机采用存储切割模式进行高度控制外，大部分是靠人工操作，即操作工人靠视力观察及截割噪音来判

2、断采煤机滚筒是在割煤还是割岩，以便调节滚筒的垂直位置。然而由于采煤机在工作过程中产生大量煤尘，使工作面能见度很低，而且机器本身噪音很大，操作工人实际上难以准确及时判断采煤机的截割状态。如果是在薄煤层工作面，工人行走不便，使操作人员难以及时调节滚筒的高度。因此采煤机在工作过程中经常会截割到顶底板岩石。采煤机连续截割岩石会加剧滚筒截齿磨损及其它零部件的损坏；对于高瓦斯矿极易引起瓦斯爆炸，形成恶性事故；截割的岩石混入原煤中造成原煤质量下降；另外，滚筒位置调节不当还可能造成顶底煤剩留过厚，降低回采率。解决这一问题的途径是实现采煤机滚筒的自动调高。实现采煤机滚筒自

3、动调高不仅是实现采煤工作面生产过程自动化的重要环节,而且对延长机器寿命、提高设备可靠性、保障工人安全、提高煤炭质量具有重要意义,对采煤机械的智能化控制及煤炭工业的可持续发展有很大的促进作用。采煤机滚筒自动调高系统的功能就是按照顶板和底板的变化或按照人们设定的规律自动调节滚筒的工作高度，避免采煤机截割顶底板岩石并保持工作面顶底板的平整性。根据采煤机调高系统所要求的功能，调高系统首先要能正确地识别采煤机的截割状态，然后根据识别的结果能准确及时地调整采煤机的滚筒高度。煤岩界面识别的主要方法煤岩界面识别主要分为两种:煤厚测量型和煤岩界面测量型。1放射性探测技术1

4、.γ背散射法：将人工放射源和放射性探测器放在顶煤下方。人工放射源放出的γ射线同顶煤发生作用后被反射回空气中并被探测器探测到。这种反射γ射线的强度与顶煤后有关。缺点：背散γ射线穿透能力有限，所能测得的顶煤厚度不大于250mm;难于保证与顶煤良好接触；煤中夹杂物影响探测精度。112.天然γ射线法：在顶板岩中通常含有钾，钍，铀三大系放射性元素的含量也不同，因此放射出的γ射线能量和强度都不同。优点：无放射源因而便于管理;探测范围增大，最大顶煤厚度可测到50mm；传感器为非接触式不易损坏。缺点：不能适用于顶板不含放射性元素或放射性元素较低的工作面，以及煤层中夹杂太

5、多的情况。2.振动测试技术1.拾振点位于采煤机部件上：检测采煤机截齿，摇臂，调高油缸压力，转轴及机身的振动信号，经信号分析处理来判断采煤机是否切割刀顶板。缺点：工作中截齿经常切入岩石，因此对于某些采煤工艺要求预留顶煤或高瓦斯工作面，推广受到了限制。另外截齿的损耗也较大些。2.拾振点位于顶板上：拾振的加速度计安装在顶板表面，采煤机割煤时产生的振动波通过岩石传播被加速度计检测到，通过对振动信号的处理就可判断滚筒截齿是否切割到岩石。优点：可使仪器远离采煤机，减少采煤机噪声的影响。研究表明在滚筒附近的顶板上安置拾振器，其信号检测效果明显比采煤机身上所测得的效果好

6、。3.电磁测试技术1.雷达探测方法：当一束电磁波透过顶煤向上发射时，由于煤和顶板材料不同，在煤岩界面上电磁波会被反射。反射波的速度，相应滞后或从发射波到反射波被接受的时间间隙除与发射波频率，煤和顶板材料等可测知的因素有关外，还与电磁波在顶煤中穿越路程即顶煤厚度有关。通过对接收到的反射波进行信号处理可确定顶煤厚。优点：无需预先求取煤岩物理特性，十余、适用范围更广。缺点：探测范围太小，当顶煤厚度增加时，信号衰减严重。2.电子自旋共振方法：发射天线发射一恒定功率连续调频电磁波，当频率f=2uH时发生共振。顶煤越厚，电磁波穿越路径越长，吸收越多，功率下降幅值越大

7、。根据共振频率处的功率下降幅值就可测定顶煤厚度。4.光学探测技术1.激光粉尘探测技术：用收集装置将切割滚筒附近的破碎物料的粉尘颗粒吸到专用的防火花隔爆室内，用激光照射查明粉尘成分。通过粉尘中煤与岩石成分含量之比来推断是否切割到顶岩。缺点：不能推断顶煤厚度，仅能识别截齿是否切入顶岩。2.高压水射流---光测法：用两相距50mm的高压喷嘴绕其对称旋转并喷射高压水，在顶煤上会打出一个D50mm的孔，而在顶板上只会打出一圆形狭缝，孔的底平面就是顶煤厚。5.热敏探测技术用高灵敏度的红外测温仪定向测量切割截齿附近煤岩体的温度，由于煤岩物理特性不同，切割时产生的温度不

8、同，据此来判断滚筒是否切割到煤岩界面。11优点：红外辐射对粉尘的穿透力强，高灵敏