[实用新型]一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置

说明书

基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，属于煤岩截割技术领域。所述煤岩界面识别装置包括主动激励装置、红外热图像采集装置和第一电动推杆；主动激励装置包括第一调高曲臂、第一支撑箱体、主动激励源和第一行走部，第一调高曲臂的一端铰接在第一支撑箱体上，另一端与主动激励源连接，第一行走部安装在第一支撑箱体上；红外热图像采集装置包括第二调高曲臂、第二支撑箱体、红外热像仪、无线信号发射装置和第二行走部，第二调高曲臂的一端铰接在第二支撑箱体上，另一端与红外热像仪连接，第二行走部安装在第二支撑箱体上；无线信号发射器装置安装在第二支撑箱体上；第一电动推杆的一端与第一支撑箱体铰接，另一端与第二支撑箱体铰接。

技术领域

本实用新型涉及煤岩截割技术领域，具体涉及一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置。

背景技术

煤岩界面的精确识别是实现井下自动化、无人化开采的重要基础和前提，在开采前实现煤岩界面的准确识别，能够保证采煤机根据煤岩识别轨迹自动调整位姿，有效的避开岩石截割，对降低工人的劳动强度、提高开采效率、节约采煤机能耗，延长采煤机的使用寿命具有重要意义。

在现有的采煤机截割过程中，煤岩界面的区分主要通过人工视觉分辨来完成，即依靠现场采煤机操作人员的视觉观察和截割噪音来判断当前采煤机滚筒的截割介质情况。然而在实际截割过程中，工作面中会产生大量煤尘，大大降低能见度，且采煤机械自身产生很大噪音，现场工作人员很难及时、准确的判断出滚筒当前的截割状态。尤其是在薄煤层工作面上，现场操作人员行走不便，很难及时对滚筒的截割高度进行调节，此时一旦遇到岩层，滚筒常常会截割进入岩石，造成截齿的严重磨损。截割岩石产生的粉尘既影响现场操作人员的身体健康，又遮挡工作视线；如果矿井中瓦斯浓度较高，岩石截割过程中产生的火花易引发爆炸等恶性事故；如果振动非常剧烈，则会引起大面积的顶岩崩塌，顶岩的大量崩落会使岩石混入原煤中，造成原煤质量下降；如果滚筒调高控制不当会造成留煤过厚，降低回采率。

目前对于煤岩识别技术的研究有电流监测法、振动监测法、声发射监测法、雷达探测法以及自然γ射线探测法等多种方法。其中，英国提出的采用具有辐射特性的煤岩自然伽玛射线NGR传感器法，更适用于高瓦斯煤矿，且该方法受采煤工艺的限制，即要求预留一定厚度的顶煤，且顶、底板围岩必须同时具有放射性元素，很大程度的降低了煤炭的输出率，且适用性较差，50％的英国矿井以及90％的美国矿井采用了这一技术，而在我国适用此方法的矿井仅有20％，因而这种方法在我国的推广使用具有很大的局限性。而后，英国与美国合作研究出一种天然γ射线法，其原理是根据顶底板岩石中钾、砷、铀三大系放射性元素含量的差异而导致放射出的γ射线能量和强度不同。由于射线能量在煤层中不断衰减，通过煤层中射线能量的变化来判断煤层的厚度。此方法具有无放射源、便于管理、探测范围比较大以及传感器不易损坏等优点。但该方法不适用于顶板无放射性元素、放射性元素含量较低或煤层中夹矸太多的开采工况。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置，所述基于主动激励红外热成像的煤岩界面识别装置包括主动激励装置、红外热图像采集装置和第一电动推杆；

主动激励装置包括第一调高曲臂、第一支撑箱体、主动激励源和第一行走部，第一调高曲臂的一端铰接在第一支撑箱体上，另一端与主动激励源连接，第一行走部安装在第一支撑箱体上且能带动第一支撑箱体在刮板输送机上往复行走；

红外热图像采集装置包括第二调高曲臂、第二支撑箱体、红外热像仪、无线信号发射装置和第二行走部，第二调高曲臂的一端铰接在第二支撑箱体上，另一端与红外热像仪连接，第二行走部安装在第二支撑箱体上且能带动第二支撑箱体在刮板输送机上往复行走；无线信号发射器装置安装在第二支撑箱体上且与红外热像仪电连接；第一电动推杆的一端与第一支撑箱体铰接，另一端与第二支撑箱体铰接。