[发明专利]一种煤矿投料井矸石料流冲击力检测系统

说明书

一种煤矿投料井矸石料流冲击力检测系统，涉及煤矿充填开采检测技术领域，解决了无法检测矸石料流的冲击力，缓冲设备工作稳定性差，使用寿命低问题，包括集控中心、矸石填充设备、缓冲设备、激光位移传感器、操作台、井下光纤收发器和地面光纤收发器；通过实时检测投料井矸石料流的冲击力，集控中心通过plc控制柜能实时矸石填充设备的运行，达到调整石料下料速度的效果，保证缓冲设备正常工作和使用寿命，从而提高生产效率。

技术领域

本发明涉及煤矿充填开采检测技术领域，尤其涉及一种煤矿投料井矸石料流冲击力检测系统。

背景技术

在碰撞或是打击过程中，物体间先突然增大然后迅速消失的力称为冲击力。冲击力的特点是作用时间极短，但是量值可以达到很大。由冲击力产生的冲击震动对于机械部件的可靠性、稳定性及其寿命有至关重要的影响，检测冲击力的瞬态响应过程，是现代工业生产和先进制造技术中的重要课题。

随着煤炭行业的发展，煤矿矸石逐渐成为新的环境污染，而矸石充填可以有效减少地面塌陷，进而保护环境，因此矸石充填开采技术成为煤炭行业可持续、绿色、和谐发展的必然选择。矸石料流在下落过程中一般都设置有缓冲装置，用来缓冲矸石的下落，矸石料流的冲击力大小对于缓冲设备正常工作至关重要，但目前矸石充填过程中井下矸石料流力学性能的检测方法还很少，且不成熟，无法检测矸石料流的冲击力，缓冲设备工作稳定性差，使用寿命低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种煤矿投料井矸石料流冲击力检测系统，提供一种能实时检测投料井矸石料流的冲击力的检测系统，能实时调整矸石料流的下料速度，保证缓冲设备正常工作和使用寿命，从而提高生产效率。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种煤矿投料井矸石料流冲击力检测系统，包括集控中心、矸石填充设备、缓冲设备、激光位移传感器、操作台、井下光纤收发器和地面光纤收发器，所述的激光位移传感器设置在缓冲设备上，用以检测缓冲设备上静板和动板的实时位置差，进而测定出内置弹簧的伸缩量，并模拟成电流/电压信号，进行初步传输；

所述的操作台与激光位移传感器连接，将电流/电压信号转换为485信号，完成进一步传输；

所述的井下光纤收发器与操作台相连接，将485信号转换成光信号，通过光纤向外传输至地面；

所述的地面光纤收发器与井下光纤收发器相连接，将光信号转换成485信号，传至集控中心；

集控中心分别与地面光纤收发器、矸石填充设备相连接，485信号通过modbas协议将结果发送给集控中心，根据胡克定理：F=kx，利用电脑程序计算得出矸石料流产生的瞬时冲击力，并显示其结果，集中控制矸石填充设备的运行与停止，显示矸石下料数据、井下仓位情况以及缓冲设备的受力情况。

进一步地，集控中心包括电脑、监视屏和plc控制柜，所述的监视屏通过网线与电脑的信号输出端相连接，所述的plc控制柜通过网线与电脑相连接，plc控制柜通过电缆与矸石填充设备相连接。

进一步地，矸石填充设备包括破碎机、振动筛、皮带和给料机，所述的振动筛与破碎机相连接，所述的给料机通过皮带与振动筛相连接，破碎机、振动筛、皮带和给料机分别通过电缆与plc控制柜相连接。

进一步地，集控中心的电脑设置有30s的延时启动程序，依次启动破碎机、振动筛、皮带和给料机，以达到连锁保护，避免同时启动时产生大电流对设备造成损坏。

进一步地，缓冲设备包括锥形缓冲器、桥式减震梁和垂直导向杆，所述的锥形缓冲器通过垂直导向杆与桥式减震梁相连接，锥形缓冲器上设置有缓冲弹簧，通过缓冲弹簧和垂直导向杆的位移实现对固体充填物料的缓冲。

进一步地，激光位移传感器设置为基恩士IL-300系列，应用了三角测量的测定原理，当目标的位置发生变动时，CMOS 上的入光位置即会移动，通过检测入光位置来测定目标物的变化量。