[发明专利]一种智能化薄煤层自适应采煤机及采煤截割方法

权利要求书

1.一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：包括行走部、机体部、截割部、液压部、电控部、智能检测部及故障预警部；所述行走部沿刮板输送机长度方向布置在机体部的两端，通过行走部对机体部进行牵引移动；所述截割部包括主截割部、第一辅助截割部及第二辅助截割部，主截割部位于机体部的中部，第一辅助截割部位于机体部的一端，第二辅助截割部位于机体部的另一端；所述液压部内置于机体部内侧；所述电控部内置于机体部内侧；所述智能检测部设置在主截割部上；所述故障预警部设置在机体部上。

2.根据权利要求1所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：所述主截割部包括主截割滚筒、主摇臂减速器、主截割电机及主摇臂摆转驱动液压缸；所述主截割电机内置于机体部内侧，主摇臂减速器的动力输入端与主截割电机的电机轴相固连，所述主截割滚筒安装在主摇臂减速器的动力输出端；所述主摇臂摆转驱动液压缸的缸筒底端铰接在机体部上，主摇臂摆转驱动液压缸的活塞杆顶端铰接在主摇臂减速器的壳体上。

3.根据权利要求2所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：所述第一辅助截割部包括第一辅助截割滚筒、第一辅助摇臂减速器、第一辅助截割电机及第一辅助摇臂摆转驱动液压缸；所述第一辅助截割电机固装在第一电机安装架上，第一电机安装架与机体部相铰接；所述第一辅助摇臂减速器的动力输入端与第一辅助截割电机的电机轴相固连，所述第一辅助截割滚筒安装在第一辅助摇臂减速器的动力输出端；所述第一辅助摇臂摆转驱动液压缸的缸筒底端铰接在机体部上，第一辅助摇臂摆转驱动液压缸的活塞杆顶端铰接在第一辅助摇臂减速器的壳体上。

4.根据权利要求3所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：所述第二辅助截割部包括第二辅助截割滚筒、第二辅助摇臂减速器、第二辅助截割电机及第二辅助摇臂摆转驱动液压缸；所述第二辅助截割电机固装在第二电机安装架上，第二电机安装架与机体部相铰接；所述第二辅助摇臂减速器的动力输入端与第二辅助截割电机的电机轴相固连，所述第二辅助截割滚筒安装在第二辅助摇臂减速器的动力输出端；所述第二辅助摇臂摆转驱动液压缸的缸筒底端铰接在机体部上，第二辅助摇臂摆转驱动液压缸的活塞杆顶端铰接在第二辅助摇臂减速器的壳体上。

5.根据权利要求4所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：所述第一辅助摇臂减速器及第二辅助摇臂减速器整体采用阶梯状结构，用于避免与刮板输送机产生干涉；所述主摇臂减速器整体采用L型结构；所述第一辅助截割滚筒和第二辅助截割滚筒的结构相同，其滚筒顶部均为球形结构或球锥性形结构，在滚筒筒身上设有具有锥度的螺旋叶片，截齿分布固装在螺旋叶片上。

6.根据权利要求1所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：在所述机体部上方安装有挡煤板，挡煤板的底端铰接在机体部上，挡煤板背面与机体部之间均布安装有若干挡煤板倾角调整油缸，挡煤板倾角调整油缸的缸筒底端铰接在机体部上，挡煤板倾角调整油缸的活塞杆顶端铰接在挡煤板上。

7.根据权利要求6所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：所述液压部用于为主摇臂摆转驱动液压缸、第一辅助摇臂摆转驱动液压缸、第二辅助摇臂摆转驱动液压缸及挡煤板倾角调整油缸提供液压驱动力。

8.根据权利要求1所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：所述智能检测部分为煤岩检测部和气体检测部，通过煤岩检测部采集薄煤层高度和煤岩界面数据信息，通过气体检测部采集瓦斯浓度数据信息。

9.根据权利要求1所述的一种智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于：所述电控部由控制系统、故障感知系统和供电系统组成，所述智能检测部采集的数据信息通过控制系统进行分析处理，经分析处理后的数据信息作为采煤机运行参数调整的依据，当智能检测部采集的数据信息特征值发生变化时，由故障感知系统实时判别采煤机故障，并通过故障预警部实时进行预警提示；所述供电系统用于为采煤机运行提供电能。

10.一种智能化薄煤层自适应采煤截割方法，采用了权利要求1所述的智能化薄煤层自适应采煤机，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：截割薄煤层之前，首先通过智能检测部采集薄煤层高度和煤岩界面数据信息，再通过电控部的控制系统对数据信息进行处理分析，经分析处理后的数据信息作为采煤机运行参数调整的依据，同时根据指示自动选择开槽方式或人工选择开槽方式，然后调整第一辅助截割部中第一辅助摇臂减速器的位置，以使第一辅助截割滚筒置于薄煤层中间位置或煤壁底层位置，之后开始进行斜切开槽卸荷；

步骤二：随着采煤机的行进，当主截割部的主截割滚筒将要接触到薄煤层煤壁时，由电控部的控制系统发出控制信号，使主摇臂减速器的高度进行自动调整，而采煤机继续行进，则通过主截割滚筒对卸荷槽周边煤壁进行截割；

步骤三：随着采煤机的行进，当第二辅助截割部的第二辅助截割滚筒将要接触到薄煤层煤壁时，由电控部的控制系统发出控制信号，使第二辅助摇臂减速器的高度进行自动调整，而采煤机继续行进，则通过第二辅助截割滚筒对截割面余下的煤壁进行截割或对截割面的煤壁底边进行修型；

步骤四：随着主截割滚筒、第一辅助截割滚筒和第二辅助截割滚筒全部进行截割状态后，此时通过智能检测部继续对薄煤层高度和煤岩界面数据信息进行采集，同时通过电控部的控制系统对数据信息进行实时处理分析，以随时调整主摇臂减速器、第一辅助截割滚筒及第二辅助摇臂减速器的高度位置，进而达到智能越障的目的；

步骤五：当第一辅助截割部的第一辅助截割滚筒与综采面端头相距半个采煤机身位时，此时采煤机开始减速，同时控制第一辅助摇臂减速器进行摆动，以利用第一辅助截割滚筒对主截割滚筒无法截割到的剩余煤壁进行截割，直至第一次截割工序结束，之后控制采煤机进行反向截割，此时第二辅助截割部用于斜切开槽卸荷，第一辅助截割部用于对截割面余下的煤壁进行截割或对截割面的煤壁底边进行修型，主截割部的截割方式不变，直到采煤机达到综采面另一端时结束；

步骤六：重复步骤一至步骤五，完成后续薄煤层的采煤截割工作。