高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310121936.5

申请日:

2013.04.09

公开号:

CN103216232A

公开日:

2013.07.24

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21C 35/24申请日:20130409|||公开

IPC分类号:

E21C35/24

主分类号:

E21C35/24

申请人:

中国矿业大学

发明人:

屠世浩; 袁永; 张村; 屠洪盛; 白庆升

地址:

221008 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院

优先权:

专利代理机构:

南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249

代理人:

陈建和

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内容摘要

本发明提供一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,属于采煤工作面输送负荷自动调控方法。对煤层建立空间直角坐标系,经过勘探分析出煤层各点单位质量煤的瓦斯含量特征,得到单位质量煤层瓦斯含量g瓦斯。然后根据安装在刮板输送机上的瓦斯探测仪测得工作面瓦斯的实时浓度c(确保其浓度不超限,即小于国家规定的1%,若超限停止割煤),又因为算出从而得出此时单位时间的落煤量为刮板输送机单位时间的运煤量为M,当落煤量m>M时,减小采煤机的割煤速度,确保输送机不超载,保证安全;当落煤量m<M时,则可以适当增加采煤机的割煤速度,提高运输效率。

权利要求书

1.   一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,其特征在于,包括下列步骤:
a)根据地质勘探的结果,分析出煤层各点单位质量煤的瓦斯含量特征,进而可以得出煤层瓦斯密度g瓦斯
b)根据刮板输送机上安装的瓦斯浓度计测得瓦斯实时浓度c,其中实时浓度c即小于国家规定的1%,若超限停止割煤;
c)计算单位时间工作面的落煤量m;
d)比较工作面单位时间落煤量m与刮板输送机单位时间的运煤量M,判断输送机负载情况,并对采煤机割煤速度进行调节。

2.
   根据权利要求1所述的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,其特征在于其中步骤c)中落煤量m具体计算方法如下:
已知工作面瓦斯浓度为:算出从而得出此时单位时间的落煤量为其中,Q为工作面的进风量;η为采空区瓦斯涌出量为工作面涌出量的倍数;q为煤层中瓦斯涌出量。

3.
   根据权利要求1所述的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,其特征在于其中步骤d)中
当m>M时,则应当减小采煤机的割煤速度,减少落煤量,具体为按3%~5%幅度降低采煤机速度,等5~10分钟后继续比较落煤量m与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至m≈M,以此确保输送机不超载,保证安全;
当落煤量m<M时,则可以适当加快采煤机的割煤速度,提高运输效率,具体为按1%~3%的幅度增加采煤机速度,等5~10分钟后继续比较落煤量m与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至m≈M。

说明书

高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法
技术领域
本发明涉及采煤工作面输送负荷自动调控方法,且特别是有关于一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法。
背景技术
我国薄煤层资源储量丰富、地域分布广泛,其赋存形式呈多样化结构,探明储量约占煤炭总储量20%左右。近年,为保证矿井生产能力的均衡、延长矿井的服务年限、提高资源采出率,薄煤层的开采及开采装备特别是高效自动化开采技术及装备正越来越引起国家及相关行业的重视。然而我国的自动化开采技术成套装备比较落后,主要的一方面是自动化开采需要的一些关键技术及装备没有解决,而输送机载荷的自动控制就是其中的一个方面。因为运输是采煤过程中的一个重要的环节,运输机载荷的控制关系到运输系统是否能正常运行,以及能否高效的进行运煤。此外,我国薄煤层瓦斯含量相对较高,或者利用开采薄煤层对邻近煤层进行瓦斯卸压,因此,工作面瓦斯含量较高。另一方面,采煤机将煤割下后从煤中释放的瓦斯是工作面瓦斯的主要来源,而且瓦斯释放量与割煤量呈正相关。因此可以通过对工作面瓦斯浓度的实时监测来实现对输送负荷的自动调控,同时确保工作面瓦斯含量不超限。
综上所述,高瓦斯采煤工作面输送负荷的自动调控十分重要。但是现有调控方法主要是依靠工作面人工来完成,存在着调控不及时、安全隐患多的问题,而且对于薄煤层工作面来说,人工操作更为困难,或者调控方式复杂,成本高。如何根据煤层瓦斯含量来自动、准确地调控工作面运输负荷,确保工作面安全运输,对提高运输效率和防止工作面瓦斯含量超限具有实际意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种可以对采煤机速度进行自动调控的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,从而保证输送机安全、高效的运行。
为达成上述目的,本发明提出一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,包括下列步骤:
a)根据地质勘探的结果,分析出煤层各点单位质量煤的瓦斯含量特征,进而可以得出煤层瓦斯密度g瓦斯
b)根据刮板输送机上安装的瓦斯浓度计测得瓦斯实时浓度c,其中实时浓度c即小于国家规定的1%,若超限停止割煤;
c)计算单位时间工作面的落煤量m;
d)比较工作面单位时间落煤量m与刮板输送机单位时间的运煤量M,判断输送机负载情况,并对采煤机割煤速度进行调节。
进一步,其中步骤c)中落煤量m具体计算方法如下:
已知工作面瓦斯浓度为:算出从而得出此时单位时间的落煤量为其中,Q为工作面的进风量;η为采空区瓦斯涌出量为工作面涌出量的倍数;q为煤层中瓦斯涌出量。
进一步,其中步骤d)中
当m>M时,则应当减小采煤机的割煤速度,减少落煤量,具体为按3%~5%幅度降低采煤机速度,等5~15分钟后继续比较落煤量m与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至m≈M,以此确保输送机不超载,保证安全;
当落煤量m<M时,则可以适当加快采煤机的割煤速度,提高运输效率,具体为按3%~5%的幅度增加采煤机速度,等5~15分钟后继续比较落煤量m与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至m≈M。为了保证安全,落煤量大时必须增大调整幅度,而增加采煤机速度时必须幅度放缓,以免瓦斯超限,所以降低的幅度大于增加的幅度。
本发明的有益效果是:由于采用了上述方案,通过监测瓦斯的实时浓度得出落煤量,然后对采煤机的割煤速度进行调控,从而保证输送机安全、高效的运行。因此在高瓦斯工作面,特别是在高瓦斯薄煤层自动化无人开采工作面中,对于输送机的载荷有很好的调控作用,从而达到工作面的高效、安全开采。
附图说明
图1为本发明实施例的高瓦斯采煤工作面自动调节输送符合方法的流程图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
如图1所示,高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法的流程如下:
首先,根据地质勘探的结果,分析出煤层各点单位质量煤的瓦斯含量特征,进而可以得出煤层瓦斯密度g瓦斯
然后,根据刮板输送机上安装的瓦斯浓度计测得工作面瓦斯的实时浓度c,其中实时浓度c不超限,即小于国家规定的1%,若超限停止割煤;
接着,计算单位时间工作面的落煤量m,落煤量m具体计算方法如下:
已知工作面瓦斯浓度为:算出从而得出此时单位时间的落煤量为其中,Q为工作面的进风量;η为采空区瓦斯涌出量为工作面涌出量的倍数;q煤为煤层中瓦斯涌出量。;
比较工作面单位时间落煤量m与输送机单位时间的运煤量M,判断输送机负载情况,并对采煤机割煤速度进行调节。考虑到瓦斯浓度计存在着一定的时间延迟,采煤机割煤速度按一定的幅度变化,采煤机速度变化幅度则应该根据煤层瓦斯密度g瓦斯进行设定,如果g瓦斯相对较大(如高瓦斯煤层与煤与瓦斯突出煤层)则采煤机速度变化幅度应该较小(如5%)而对于g瓦斯比较小的煤层则调节幅度应该适当增大(如10%)。
h、当m>M时,则应当减小采煤机的割煤速度,减少落煤量。具体为按一定的幅度(如降低5%)降低采煤机速度,等5分钟后继续比较落煤量m与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至m≈M,以此确保输送机不超载,保证安全;
i、当落煤量m<M时,则可以适当加快采煤机的割煤速度,提高运输效率,具体为按一定的幅度(如增加3%,增加幅度应适当减小,以防瓦斯浓度超限)降低采煤机速度,等5分钟后继续比较落煤量m与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至m≈M。
综上所述,本发明的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,首先通过监测瓦斯的实时浓度得出落煤量,然后对采煤机的割煤速度进行自动调控,从而保证输送机安全、高效的运行。因此在高瓦斯工作面,特别是在高瓦斯薄煤层自动化无人开采工作面中,对于输送机的载荷有很好的调控作用,从而达到工作面的高效、安全开采。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

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1、10申请公布号CN103216232A43申请公布日20130724CN103216232ACN103216232A21申请号201310121936522申请日20130409E21C35/2420060171申请人中国矿业大学地址221008江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院72发明人屠世浩袁永张村屠洪盛白庆升74专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所普通合伙32249代理人陈建和54发明名称高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法57摘要本发明提供一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,属于采煤工作面输送负荷自动调控方法。对煤层建立空间直角坐标系,经过勘探分析出煤层各点单位质量煤的瓦。

2、斯含量特征,得到单位质量煤层瓦斯含量G瓦斯。然后根据安装在刮板输送机上的瓦斯探测仪测得工作面瓦斯的实时浓度C(确保其浓度不超限,即小于国家规定的1,若超限停止割煤),又因为算出从而得出此时单位时间的落煤量为刮板输送机单位时间的运煤量为M,当落煤量MM时,减小采煤机的割煤速度,确保输送机不超载,保证安全;当落煤量MM时,则可以适当增加采煤机的割煤速度,提高运输效率。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN103216232ACN103216232A1/1页21一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负。

3、荷的方法,其特征在于,包括下列步骤A根据地质勘探的结果,分析出煤层各点单位质量煤的瓦斯含量特征,进而可以得出煤层瓦斯密度G瓦斯;B根据刮板输送机上安装的瓦斯浓度计测得瓦斯实时浓度C,其中实时浓度C即小于国家规定的1,若超限停止割煤;C计算单位时间工作面的落煤量M;D比较工作面单位时间落煤量M与刮板输送机单位时间的运煤量M,判断输送机负载情况,并对采煤机割煤速度进行调节。2根据权利要求1所述的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,其特征在于其中步骤C)中落煤量M具体计算方法如下已知工作面瓦斯浓度为算出从而得出此时单位时间的落煤量为其中,Q为工作面的进风量;为采空区瓦斯涌出量为工作面涌出量的倍数。

4、;Q煤为煤层中瓦斯涌出量。3根据权利要求1所述的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,其特征在于其中步骤D)中当MM时,则应当减小采煤机的割煤速度,减少落煤量,具体为按35幅度降低采煤机速度,等510分钟后继续比较落煤量M与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至MM,以此确保输送机不超载,保证安全;当落煤量MM时,则可以适当加快采煤机的割煤速度,提高运输效率,具体为按13的幅度增加采煤机速度,等510分钟后继续比较落煤量M与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至MM。权利要求书CN103216232A1/3页3高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法技术领域0001本发明涉及采煤工作面输送负荷自动。

5、调控方法,且特别是有关于一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法。背景技术0002我国薄煤层资源储量丰富、地域分布广泛,其赋存形式呈多样化结构,探明储量约占煤炭总储量20左右。近年,为保证矿井生产能力的均衡、延长矿井的服务年限、提高资源采出率,薄煤层的开采及开采装备特别是高效自动化开采技术及装备正越来越引起国家及相关行业的重视。然而我国的自动化开采技术成套装备比较落后,主要的一方面是自动化开采需要的一些关键技术及装备没有解决,而输送机载荷的自动控制就是其中的一个方面。因为运输是采煤过程中的一个重要的环节,运输机载荷的控制关系到运输系统是否能正常运行,以及能否高效的进行运煤。此外,我国薄煤层瓦。

6、斯含量相对较高,或者利用开采薄煤层对邻近煤层进行瓦斯卸压,因此,工作面瓦斯含量较高。另一方面,采煤机将煤割下后从煤中释放的瓦斯是工作面瓦斯的主要来源,而且瓦斯释放量与割煤量呈正相关。因此可以通过对工作面瓦斯浓度的实时监测来实现对输送负荷的自动调控,同时确保工作面瓦斯含量不超限。0003综上所述,高瓦斯采煤工作面输送负荷的自动调控十分重要。但是现有调控方法主要是依靠工作面人工来完成,存在着调控不及时、安全隐患多的问题,而且对于薄煤层工作面来说,人工操作更为困难,或者调控方式复杂,成本高。如何根据煤层瓦斯含量来自动、准确地调控工作面运输负荷,确保工作面安全运输,对提高运输效率和防止工作面瓦斯含量超。

7、限具有实际意义。发明内容0004本发明目的在于提供一种可以对采煤机速度进行自动调控的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,从而保证输送机安全、高效的运行。0005为达成上述目的,本发明提出一种高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,包括下列步骤0006A根据地质勘探的结果,分析出煤层各点单位质量煤的瓦斯含量特征,进而可以得出煤层瓦斯密度G瓦斯;0007B根据刮板输送机上安装的瓦斯浓度计测得瓦斯实时浓度C,其中实时浓度C即小于国家规定的1,若超限停止割煤;0008C计算单位时间工作面的落煤量M;0009D比较工作面单位时间落煤量M与刮板输送机单位时间的运煤量M,判断输送机负载情况,并对采煤机割。

8、煤速度进行调节。0010进一步,其中步骤C)中落煤量M具体计算方法如下说明书CN103216232A2/3页40011已知工作面瓦斯浓度为算出从而得出此时单位时间的落煤量为其中,Q为工作面的进风量;为采空区瓦斯涌出量为工作面涌出量的倍数;Q煤为煤层中瓦斯涌出量。0012进一步,其中步骤D)中0013当MM时,则应当减小采煤机的割煤速度,减少落煤量,具体为按35幅度降低采煤机速度,等515分钟后继续比较落煤量M与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至MM,以此确保输送机不超载,保证安全;0014当落煤量MM时,则可以适当加快采煤机的割煤速度,提高运输效率,具体为按35的幅度增加采煤机速度,等515。

9、分钟后继续比较落煤量M与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至MM。为了保证安全,落煤量大时必须增大调整幅度,而增加采煤机速度时必须幅度放缓,以免瓦斯超限,所以降低的幅度大于增加的幅度。0015本发明的有益效果是由于采用了上述方案,通过监测瓦斯的实时浓度得出落煤量,然后对采煤机的割煤速度进行调控,从而保证输送机安全、高效的运行。因此在高瓦斯工作面,特别是在高瓦斯薄煤层自动化无人开采工作面中,对于输送机的载荷有很好的调控作用,从而达到工作面的高效、安全开采。附图说明0016图1为本发明实施例的高瓦斯采煤工作面自动调节输送符合方法的流程图。具体实施方式0017为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施。

10、例并配合所附图式说明如下。0018如图1所示,高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法的流程如下0019首先,根据地质勘探的结果,分析出煤层各点单位质量煤的瓦斯含量特征,进而可以得出煤层瓦斯密度G瓦斯;0020然后,根据刮板输送机上安装的瓦斯浓度计测得工作面瓦斯的实时浓度C,其中实时浓度C不超限,即小于国家规定的1,若超限停止割煤;0021接着,计算单位时间工作面的落煤量M,落煤量M具体计算方法如下0022已知工作面瓦斯浓度为算出从而得出此时单位时间的落煤量为其中,Q为工作面的进风量;为采空区瓦斯涌出量为工作面涌出量的倍数;Q煤为煤层中瓦斯涌出量。;0023比较工作面单位时间落煤量M与输送机单位。

11、时间的运煤量M,判断输送机负载情况,并对采煤机割煤速度进行调节。考虑到瓦斯浓度计存在着一定的时间延迟,采煤机割煤速度按一定的幅度变化,采煤机速度变化幅度则应该根据煤层瓦斯密度G瓦斯进行设定,如说明书CN103216232A3/3页5果G瓦斯相对较大(如高瓦斯煤层与煤与瓦斯突出煤层)则采煤机速度变化幅度应该较小(如5)而对于G瓦斯比较小的煤层则调节幅度应该适当增大(如10)。0024H、当MM时,则应当减小采煤机的割煤速度,减少落煤量。具体为按一定的幅度(如降低5)降低采煤机速度,等5分钟后继续比较落煤量M与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至MM,以此确保输送机不超载,保证安全;0025I、当。

12、落煤量MM时,则可以适当加快采煤机的割煤速度,提高运输效率,具体为按一定的幅度(如增加3,增加幅度应适当减小,以防瓦斯浓度超限)降低采煤机速度,等5分钟后继续比较落煤量M与输送机的运煤量M,重复以上操作,直至MM。0026综上所述,本发明的高瓦斯采煤工作面自动调控输送负荷的方法,首先通过监测瓦斯的实时浓度得出落煤量,然后对采煤机的割煤速度进行自动调控,从而保证输送机安全、高效的运行。因此在高瓦斯工作面,特别是在高瓦斯薄煤层自动化无人开采工作面中,对于输送机的载荷有很好的调控作用,从而达到工作面的高效、安全开采。0027虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。说明书CN103216232A1/1页6图1说明书附图CN103216232A。

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