CN103256064A - 一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法，该方法针对综采放顶煤工作面放顶煤操作的难题，以放顶煤液压支架、采煤机和刮板输送机成套设备电液耦合控制硬件系统为支撑，在软件系统中，建立了放顶煤液压支架自适应控制的动态约束方程，模拟放顶煤液压支架与围岩及顶煤的耦合行为，通过智能决策自动生成放顶煤液压支架自主行走和放煤机构姿态控制参数,实现放顶煤液压支架行为的自适应调控，放煤过程时序控制和记忆放煤。本发明对于实现综采放顶煤自动化和智能化生产效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法，具体地说是一种通过对工作面放顶煤液压支架实施智能化、时序控制和记忆放煤，减少工作面人工，提高生产效率的综采放顶煤生产方法。
背景技术
综采放顶煤是实现厚煤层高效开采的有效途径，它把厚煤层分为上下两部分，下部煤层如普通综采一样由滚筒式采煤机截割采出，上部煤层靠矿压作用破碎，通过放顶煤液压支架控制，从支架顶梁后部的尾梁放煤机构放至后部刮板输送机运出工作面。因此，放顶煤液压支架是综放工作面的关键装备。目前，综放工作面大多采用四柱式放顶煤液压支架，普遍采用人工操作液压支架，凭经验控制放煤，这种人工――液压手动控制系统和生产方式，工作面用人多，效率较低，煤质控制和回采率的矛盾较突出。
现有综放工作面中已部分采用了两柱式放顶煤支架，采用了电液控制系统，实现工作面采煤机、刮板输送机和液压支架间的协调控制，提高了综放工作面自动化程度。但是，作为综放工作面的核心问题――放煤过程控制一直仅实现手控电液按钮加局部程序控制放煤，与手动液压控制没有本质区别。特厚煤层两柱掩护式超强力放顶煤液压支架是一种能适应22m以上特厚煤层一次采全厚的新型放顶煤液压支架，具有最大采高、强力支护、高效生产能力和与围岩耦合性好等特点，解决放顶煤液压支架智能控制放煤方法难题，将实现综采放顶煤技术的重大突破。
发明内容
本发明的目的是针对综放工作面生产特点，提供一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法，以最大限度地实现综放工作面自动化生产，减少工作面工人，提高放煤效率和效果。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的放顶煤液压支架智能控制放煤方法,用于控制放顶煤液压支架实现自动放煤，包括放顶煤液压支架智能姿态耦合控制装置、放煤机构姿态控制装置和放煤过程记忆装置。所述智能姿态耦合控制装置设于液压支架顶梁腹板水平段位置，所述放煤机构姿态控制装置设于液压支架尾梁处，所述放煤过程记忆装置设于液压支架电液控制系统控制器内。
所述智能决策自动生成放顶煤液压支架自主行走和放煤机构姿态控制参数是将记忆装置采集的信号首先传递给放煤机构姿态控制装置，然后再将信号传递给放顶煤液压支架智能姿态耦合控制装置。放顶煤液压支架智能姿态耦合控制装置和放煤机构姿态控制装置将接收倒的信号进行匹配处理。反馈给支架控制器首先执行尾梁千斤顶伸出量、插板千斤顶伸出量和两柱式放顶煤液压支架的平衡千斤顶伸出量，通过调整千斤顶的变化量放煤机构姿态控制装置将信号反馈给放煤过程记忆装置进行对比，自动调整放煤机构的状态实现自动放煤，然后再执行支架的自动行走及液压支架与围岩的耦合作用。
所述放煤过程时序控制是通过大量实验和长期经验的积累为基础嵌入时序控制程序实现放煤动作的科学连续，包括放煤顺序、放煤时间、一次放煤量、开启放煤口数量参数。
所述记忆放煤是工作面生产初期通过人工干预控制，检验放煤效果，系统记忆放煤参数，作为后续工作面大规模放顶煤液压支架分段多窗口放煤控制的样本。
附图说明
附图1为一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法结构示意图 附图标记如下：1-液压支架智能姿态耦合控制装置；2-放煤机构姿态控制装置；3-支架控制器；4-放煤过程记忆装置；5-放煤机构。
附图2为一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法原理图。
具体实施方式
参见附图1，一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法，包括放顶煤液压支架智能姿态耦合控制装置1、放煤机构姿态控制装置2和放煤过程记忆装置4以及支架控制器3和液压支架放煤机构5。
放顶煤液压支架智能姿态耦合控制装置1与工作面液压支架数量相同布置于支架顶梁腹板水平段，放顶煤液压支架智能姿态耦合控制装置1分别与支架控制器3和放煤记忆装置4相连接。放煤机构姿态控制装置2与支架数量相同布置于液压支架尾梁腹板处，放煤机构姿态控制装置2分别与放煤记忆装置4和液压支架控制器3相连接。液压支架控制器3的数量与支架数量相同，放煤记忆装置4置于液压支架控制器内。
在工作面生产初期通过人工干预控制，检验放煤效果，系统记忆放煤参数，作为后续工作面大规模放顶煤液压支架分段多窗口放煤控制的样本，放煤记忆装置4将信号传递给放煤机构姿态控制装置2，放煤机构姿态控制装置2将接收到的信号进行匹配对比，反馈回支架控制器3，支架控制器3将信号转换成执行命令对放煤机构5有关千斤顶进行动作实现放煤，在放煤过程中放煤机构姿态控制装置2实时监测放煤机构5相关参数变化，放煤机构姿态控制装置2将监测到的信号传递给放煤记忆装置4进行信号比较和存储记忆。支架控制器3将比较信号结果转化为执行命令传递给放煤机构5实现自动放煤。放煤记忆装置4预先设置的参数同支架智能姿态耦合控制装置1进行匹配对比，将结果反馈回支架控制器5执行降柱、移架、平衡千斤顶伸缩等命令实现支架与围岩耦合。通过上述过程实现智能决策自动生成放顶煤液压支架自主行走和放煤机构姿态控制参数。
放煤过程时序控制是通过大量实验和长期经验的积累为基础嵌入时序控制程序和智能决策机制，实现放煤动作的科学连续，放煤顺序采用分段多窗口放煤，单轮或多轮放煤等方式，根据煤层可放难易程度设置放煤窗口开放时间，后部刮板输送机负载信号反馈到控制决策系统，控制打开放煤窗口的数量，保证均衡放煤，输送机不过载，根据煤层厚度以回采率高、含矸少为原则控制放煤量。
所述记忆放煤是工作面生产初期通过人工干预控制，检验放煤效果，系统记忆放煤参数，作为后续工作面大规模放顶煤液压支架分段多窗口放煤控制的样本。当工作面煤层厚度和条件发生变化时，重新调整放煤参数并进行效果检验。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种放顶煤液压支架智能控制放煤方法，其特征在于，所述方法针对综采放顶煤工作面放顶煤操作的难题，以放顶煤液压支架、采煤机和刮板输送机成套设备电液耦合控制硬件系统为支撑，在软件系统中，建立了放顶煤液压支架自适应控制的动态约束方程，模拟放顶煤液压支架与围岩及顶煤的耦合行为，通过智能决策自动生成放顶煤液压支架自主行走和放煤机构姿态控制参数, 实现放顶煤液压支架行为的自适应调控，放煤过程时序控制和记忆放煤。
2.根据权利要求1所述的电液耦合控制硬件系统，其特征在于，除常规的液压支架电液控制和采煤机及刮板输送机电控外，还包括放顶煤液压支架智能姿态耦合控制装置、放煤机构姿态控制装置和放煤过程记忆装置。
3.根据权利要求1所述的智能决策自动生成放顶煤液压支架自主行走和放煤机构姿态控制参数，其特征在于，主要参数包括降柱量、移架步距、尾梁千斤顶伸出量、插板千斤顶伸出量和两柱式放顶煤液压支架的平衡千斤顶伸出量。
4.根据权利要求1所述的放煤过程时序控制和记忆放煤，其特征在于，通过长期研究和实验为基础，并以数字模拟仿真和科学算法为手段，设计放煤过程时序控制程序，工作面生产初期通过人工干预控制，检验放煤效果，系统记忆放煤参数，作为后续工作面大规模放顶煤液压支架分段多窗口放煤控制的样本。
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