CN103498699A - 一种矿山工作面顶板来压的预测系统 - Google Patents

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孙辉
李桂臣
张农
刘长郄
马振乾
卫英豪
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Abstract

一种矿山工作面顶板来压的预测系统，由数据采集器、数据传输线路、数据处理器、计算机辅助设备组成，该系统能够对工作面液压支架的支撑压力、活柱下缩位移进行实时采集，采集的数据通过数据输出线路将数据传送至数据处理器进行分析，得到井巷工作面生产过程中顶板的来压规律，从而对矿山工作面顶板来压做出预测预报。本发明适用于煤矿及金属矿山，使用方便，反馈及时，能够有效减少因工作面顶板来压引起的煤矿顶板安全事故的发生。

Description

一种矿山工作面顶板来压的预测系统
技术领域
本发明涉及煤矿安全生产中对工作面顶板的压力测量装置，是一种矿山工作面顶板来压的预测系统。
背景技术
矿山回采工作面顶板来压对矿山安全生产具有重要意义，工作面顶板来压是一种剧烈的矿山压力显现现象，来压时，顶板下沉速度急剧增加，顶底板移近量变大，支架所受载荷普遍增加，有时可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板台阶下沉等情况，对工作面的生产造成巨大影响，有时还会造成顶板冒顶现象，对工人的人身安全造成威胁。
目前工作面顶板来压的预测预报主要根据实测资料，经过对顶板位移的人工测量，用类比方法，定性判断顶板的来压行为。这种预测预报方法受主客观因素的影响，预测精度差，预测结果常由于人为因素带来较大的误差。
发明内容
为了克服目前矿井下顶板来压测量中存在的问题，本发明提供了一种矿山工作面顶板来压的预测系统，该系统能够在恶劣的环境中能够快速、准确地对矿山工作面顶板来压做出预测预报，并且使用方便，反馈及时，能够有效减少因工作面顶板来压引起的煤矿顶板安全事故的发生。该系统对于工作面顶板来压的预测实时性强、连续性好、可靠性高，改变了传统顶板来压预测预报的局限性，具有广泛的实用性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种矿山工作面顶板来压的预测系统包括：数据采集器、数据传输线路、数据接收器、数据处理器、计算机辅助设备。
所述的数据采集器由矿用液压支架压力表、矿用液压支架位移传感器和矿用本安型数据采集仪组成；矿用液压支架压力表、矿用液压支架位移传感器之间采取并联，并联后再和矿用本安型数据采集仪串联；矿用液压支架压力表的作用是用来测量液压支架的工作阻力，型号为YHY60（B）；矿用液压支架位移传感器的作用是用来测量液压支架的活柱下缩量，采用LVDT位移传感器；矿用本安型数据采集仪的作用是采集矿用液压支架压力表和矿用液压支架位移传感器测量的数据，型号为YHC9。
所述的信号传输线路采用电信工程布线，电信工程布线的作用是传输已采集的数据，电信工程布线一端和矿用本安型数据采集仪连接，另一端和电信号接收仪连接，电信工程布线的型号为HYV2x1/0.5 BC。
所述的数据接收器采用电信号接收仪，电信号接收仪具有预处理、矢量化、后处理过程，电信号接收仪一端和电信工程布线连接，另一端和数据处理器连接，数据接收器的型号为LS708。
所述的数据处理器由数据分析程序、数据存储器和来压预测程序组成；数据处理器一端和电信号接收仪连接，另一端和计算机辅助设备连接；数据分析程序采用两种智能化分析模式综合分析，两种分析模式为灰色等维拓扑分析模式和人工神经元网络分析模式；数据存储器具有存储数据分析程序处理完的数据功能；来压预测程序根据数据分析结果进行判定、预测预报，数据处理器的型号为IBM System x3500 M4。
所述的计算机辅助设备由结果输出程序和报警器组成；计算机辅助设备和数据处理器连接；结果输出程序具有动态显示功能；当预测的来压位置距离工作面只有5m时，报警器进行报警通知；计算机辅助设备型号为华硕K42JP。
有益成果：本发明的一种矿山工作面顶板来压的预测系统，能够快速、准确地对矿山工作面顶板来压做出预测预报，并且使用方便，反馈及时，能够有效减少因工作面顶板来压引起的煤矿顶板安全事故的发生。该系统对于工作面顶板来压的预测实时性强、连续性好、可靠性高，改变了传统顶板来压预测预报的局限性，具有广泛的实用性。
附图说明
    下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明；
图1是本发明一种矿山工作面顶板来压的预测系统的结构体系示意图。
图2是本发明一种矿山工作面顶板来压的预测系统的工作原理及连接示意图。
图中：1-数据采集器；2-矿用液压支架压力表；3-矿用液压支架位移传感器；4-矿用本安型数据采集仪；5-信号传输线路；6-电信工程布线；7-数据接收器；8-电信号接收仪；9-数据处理器；10-数据分析程序；11-数据存储器；12-来压预测程序；13-计算机辅助设备；14-结果输出程序；15-报警器。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：
一种矿山工作面顶板来压的预测系统包括：数据采集器1、数据传输线路5、数据接收器7、数据处理器9、计算机辅助设备13。
所述的数据采集器1由矿用液压支架压力表2、矿用液压支架位移传感器3和矿用本安型数据采集仪4组成；矿用液压支架压力表2、矿用液压支架位移传感器3之间采取并联，并联后再和矿用本安型数据采集仪4串联；矿用液压支架压力表2的作用是用来测量液压支架的工作阻力，型号为YHY60（B）；矿用液压支架位移传感器3的作用是用来测量液压支架的活柱下缩量，采用LVDT位移传感器；矿用本安型数据采集仪4的作用是采集矿用液压支架压力表和矿用液压支架位移传感器测量的数据，型号为YHC9。
所述的信号传输线路5采用电信工程布线6，电信工程布线6的作用是传输已采集的数据，电信工程布线6一端和矿用本安型数据采集仪4连接，另一端和电信号接收仪8连接，电信工程布线6的型号为HYV2x1/0.5 BC。
所述的数据接收器7采用电信号接收仪8，电信号接收仪8一端和电信工程布线6连接，另一端和数据处理器9连接，电信号接收仪8具有预处理、矢量化、后处理过程，电信号接收仪8的型号为LS708。
所述的数据处理器9由数据分析程序10、数据存储器11和来压预测程序12组成；数据处理器9一端和电信号接收仪8连接，另一端和计算机辅助设备13连接；数据分析程序10采用两种智能化分析模式综合分析，两种分析模式为灰色等维拓扑分析模式和人工神经元网络分析模式；数据存储器11具有存储数据分析程序处理完的数据功能；来压预测程序12根据数据分析结果进行判定、预测预报，数据处理器9的型号为IBM System x3500 M4。
所述的计算机辅助设备13由结果输出程序14和报警器15组成；计算机辅助设备13和数据处理器9连接；结果输出程序14具有动态显示功能；当预测的来压位置距离工作面只有5m时，报警器15进行报警通知；计算机辅助设备13的型号为华硕K42JP。
系统运行时，首先数据采集器1中的矿用液压支架压力表2和矿用液压支架位移传感器3对工作面液压支架的工作阻力、活柱下缩量进行实时测量，同时通过矿用本安型数据采集仪4对矿用液压支架压力表2和矿用液压支架位移传感器3测量的数据进行实时采集，采集后的实时数据经由电信工程布线6传输给数据接收器7电信号接收仪8，电信号接收仪8接收数据后经过预处理、矢量化后把数据传输到数据处理器9，然后数据处理器9利用数据分析程序10所包括的灰色等维拓扑分析模式和人工神经元网络分析模式对数据进行综合智能化分析，分析完成后将处理完的数据传输到数据存储器11进行存储，同时启动来压预测程序12根据数据分析结果进行判定、预测预报，最终通过计算机辅助设备13中的结果输出程序14动态输出预测结果，在预测的来压位置距离工作面只有5m时，报警器15进行报警通知。

Claims (7)

1.一种矿山工作面顶板来压的预测系统，其特征在于：该系统由数据采集器（1）、信号传输线路（5）、数据接收器（7）、数据处理器（9）、计算机辅助设备(13)组成。
2.根据权利要求1所述的一种矿山工作面顶板来压的预测系统，其特征在于：数据采集器(1)由矿用液压支架压力表（2）、矿用液压支架位移传感器（3）和矿用本安型数据采集仪（4）组成；矿用液压支架压力表（2）、矿用液压支架位移传感器（3）之间采取并联，并联后再和矿用本安型数据采集仪（4）串联。
3.根据权利要求1所述的一种矿山工作面顶板来压的预测系统，其特征在于：信号传输线路（5）采用电信工程布线（6），电信工程布线（6）一端和矿用本安型数据采集仪（4）连接，另一端和电信号接收仪（8）连接。
4.根据权利要求1所述的一种矿山工作面顶板来压的预测系统，其特征在于：数据接收器（7）采用电信号接收仪（8），电信号接收仪（8）具有预处理、矢量化功能，电信号接收仪（8）一端和电信工程布线（6）连接。
5.根据权利要求1所述的一种矿山工作面顶板来压的预测系统，其特征在于：数据处理器（9）由数据分析程序（10）、数据存储器（11）和来压预测程序（12）组成；数据处理器（9）一端和电信号接收仪（8）连接，另一端和计算机辅助设备（13）连接；数据分析程序（10）采用两种智能化分析模式综合分析，两种分析模式为-灰色等维拓扑分析模式和人工神经元网络分析模式；数据存储器（11）具有存储数据分析程序（10）处理完的数据功能；来压预测程序（12）根据数据分析结果进行判定、预测预报。
6.根据权利要求1所述的一种矿山工作面顶板来压的预测系统，其特征在于：计算机辅助设备（13）由结果输出程序（14）和报警器（15）组成；计算机辅助设备（13）和数据处理器（9）连接；结果输出程序（14）具有动态显示功能；当预测的来压位置距离工作面只有5m时。
7.根据权利要求2、3、4、5、6所述的一种矿山工作面顶板来压的预测系统，其特征在于矿用液压支架压力表（2）的型号为YHY60（B），矿用液压支架位移传感器（3）采用LVDT位移传感器，矿用本安型数据采集仪（4）的型号为YHC9；电信工程布线（6）的型号为HYV2x1/0.5BC；电信号接收仪（8）的型号为LS708；数据处理器（9）的型号为IBM System x3500M4；计算机辅助设备（13）的型号为华硕K42JP。
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