CN105370308B - 沿留空巷液压支架支护系统 - Google Patents
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Abstract
沿留空巷液压支架自动支护系统，包括多个液压支架组和液压支柱，每个液压支架组包括多个液压支架，所述多个液压支架沿所述沿留空巷的走向顺次布置，每个所述液压支架上设置有支架控制器，所述液压支柱设置在液压支架的顶部和底座之间，每个液压支架上设置有两个液压支柱，所述两个液压支柱的布置方向平行于所述沿留空巷的走向。本发明可以安全有效的解决沿留空巷的支护问题，实现了沿留空巷的支护重复利用，不存在材料损耗；能够对沿留空巷实现支护自动化，可采用液压支架控制器对支护液压支架进行单动控制、成组控制或自动控制，也可通过监控主机、远程操作台或无线遥控器对支架进行远程控制，保障了人员安全，减少了工人的劳动强度，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于煤矿井下的沿留空巷液压支架自动支护系统，尤其涉及一种使用支架控制器对液压立柱和液压支架进行支护控制的自动支护系统。
背景技术
沿留空巷是一种新型的采煤方法，其取消区段煤柱、提高煤炭资源回收率，在施工过程中少掘一条巷道，可以降低巷道掘进率、解决矿井采掘接替紧张的难题，可以实现工作面Y型通风系统，有效解决了工作面隅角瓦斯积聚与超限等问题，是无煤柱开采的重要发展方向，但是沿空巷经历两次采动影响，特别是本工作面回采后原岩盈利与强采动应力叠加，导致巷道变形强烈、维护困难。
研究表明，沿留空巷的成功是巷内支护和巷旁支护共同作用的结果。巷旁支护经历了木垛、密集支柱、矸石带、混凝土砌块等传统低强度支护方式，发展到目前的高水速凝材料和膏体材料等高强度支护方式，基本解决了沿留空巷巷旁支护和密闭采空区的问题。巷内支护方式则经历了工字钢、u型钢等棚式支护体系，发展到现在的高强度锚杆支护体系，但由于棚式支护体系为被动支护，支护阻力小、适应围岩变形量小，不能适应沿留空巷的需要，常常因锚杆、锚索的延伸量不足而破断或者因支护强度不足而发生顶板整体性垮冒事故，导致留巷失败，巷内支护还未得到很好的解决。
在现有技术中，CN200999613Y公开了一种用于沿留空巷巷旁充填的液压支架，包括顶梁、四连杆机构、立柱、推移油缸、推杆，还包括铰接前梁、底座、尾梁、挡板和摆杆，铰接前梁前端设置伸缩梁和护帮板，末端通过销轴和千斤顶与顶梁的一端相连，顶梁和底座通过四连杆机构和两排立柱相连，顶梁的后端用销轴与尾梁相连，挡板的上端通过销轴与尾梁相连，下端通过销轴与底座相连；其没有公开通过手持终端和支架控制器对液压支架进行遥控。而CN202718698U则公开了一种液压支架的控制系统和方法，包括手持无线发射器、无线接收装置、液压支架控制器，手持无线发射器由工作人员随身携带，无线接收装置与液压支架控制器安装在液压支架上；其没有公开用于沿留空巷液压支架的控制，也没有公开控制系统中液压回路的具体连接关系。
为了解决以上问题，且利于沿留空巷支护设备重复利用，本发明提出了一种利用液压立柱及液压支架对沿留空巷巷内进行支护的支护方式及其自动支护系统，其可以对沿留空巷进行安全可靠且便捷的支护。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种沿留空巷液压支架自动支护系统，包括多个液压支架组和液压支柱，每个液压支架组包括多个液压支架，所述多个液压支架沿所述沿留空巷的走向顺次布置，每个所述液压支架上设置有支架控制器，所述液压支柱设置在液压支架的顶部和底座之间，每个液压支架上设置有两个液压支柱，所述两个液压支柱的布置方向平行于所述沿留空巷的走向。
优选所述两个液压支柱分别为前柱和后柱。
优选所述液压支架、前柱和后柱上分别设置有检测传感器。
优选还包括远程遥控器。
优选所述支架控制器上设置有手动控制按钮。
本发明可以安全有效的解决沿留空巷的支护问题，实现了沿留空巷的支护重复利用，不存在材料损耗；能够对沿留空巷实现支护自动化，可采用液压支架控制器进行就地控制，采用监控主机、远程操作台或无线遥控器对支护液压支架进行远程控制，保障了人员安全性；通过单动控制、成组控制以及组合逻辑自动控制功能完成了对支架的高效操控，减少了工人的劳动强度，提高了工作效率。
附图说明
附图1为本发明所述液压支架自动支护系统的结构示意图。
附图标记如下：
1-液压支架组；2-液压支架；3-液压支柱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
参见附图1，其描述了根据本发明沿留空巷液压支架自动支护系统的一个优选实施例。沿留空巷液压支架自动支护系统包括2个液压支架组和12个液压支柱，每个液压支架组包括3个液压支架，每个液压支架组中的液压支架沿沿留空巷的走向顺次布置，每个液压支架除正常的立柱外，还设置有两个另外的液压支柱进行额外的支撑，液压支柱设置在液压支架的顶部和底座之间，每个液压支架上设置有两个液压支柱，分别为前柱和后柱，两个液压支柱的布置方向平行于沿留空巷的走向。
每个液压支架上设置有支架控制器，液压支架、前柱和后柱上分别设置有行程传感器和压力传感器，支架控制器通过传感器检测的数据控制液压支架和液压支柱的动作。
上述沿留空巷液压支架自动支护控制系统的控制方法包括单动模式、成组控制模式、自动控制模式和远程控制模式，单动模式包括选择支架、选择动作和执行；成组控制模式包括选择功能和执行，选择支架为输入该架所在组内需要操作的架号，选择动作为选取支架的独立动作优选，选择功能为支架为按规定的时序控制逻辑协同执行动作。
本发明为支架装置预设了自动控制逻辑，使支架根据组合控制逻辑，自动顺序执行支架升柱、支架移架和支架升柱功能，达到支架在巷道中的稳步移动。同时预设相应的行程和压力门限值，当行程传感器或压力传感器反馈值超出门限值时视为支架自动移动到位，系统可自行停止以等待后续指令。
当系统按行程目标来控制功能时，设置“升柱M”“降柱M”，升柱和降柱时行程传感器会实时检测立柱升降移动的行程值，当传感器反馈值到达目标行程后停止动作；同时设有“最大差值”，同一支架的立柱内，由各立柱行程传感器反馈并经过数据处理得到立柱动作行程差值，其不能超过“最大差值”，超过该值的立柱停止动作，直到小于该值继续动作。
而以压力目标来控制功能可用于升柱动作，在成组升柱过程中，控制器内设定了动作过程中立柱压力目标范围，每个支架立柱的压力传感器实时检测反馈立柱压力值，若反馈值在压力目标范围之外则停止动作，以避免压力过小时产生的支撑力不足和压力过大时升柱动作超调毁坏顶板的情况发生，达到动作的安全可靠。
在自动补压功能中，压力传感器通过反馈压力值给控制器来完成支架立柱补压，控制器设置了“补压下限”、“补压上限”和“目标压力”三个阈值来进行逻辑控制。根据压力传感器反馈值，当单个立柱压力在补压下限压力以下，不补压，视为处于降柱(不支护)状态。压力从低端越过此值，则进入了可补压区；当立柱工作压力从补压上限值之上下降，跌过此值，则补压功能自动启动；当立柱压力达到目标压力值时，补压功能停止。
同时在具有推移缸的支架上也设有压力传感器来监测推移联动压力，来完成推移联动功能：当具有推移缸的支架连接的两个压力传感器反馈值的较高值达到了参数设置列“推移联动”所设的压力值，助推功能启动。即：执行支架伸推移动作时，当前部推移支架其中一个推移压力大于“推移联动”参数时，后部推移支架执行伸推移动作来帮助推移；同理执行支架收推移动作时，当后部推移支架中一个推移压力大于“推移联动”参数时，前部推移支架执行收推移动作来帮助推移。
通过升降柱功能与推移联动功能协调运作可实现液压支架的移动，使其可以根据采掘进度跟随工作面前移，实现了沿留空巷中液压支架的充分利用。
工作面的工作情况往往非常复杂，仅靠支架控制器的固定程序通常情况下无法达到满意的支架移动效果。因此，将支架控制器连接到监控主机上，通过监控主机收集支架状态信息并可发送控制信号到支架控制器上实现对支架的远程控制。同时可以设置远程操作台或无线遥控器与支架控制器通讯，在支架控制器内加装无线收发模块，将支架控制器与无线遥控器的信息融合，实现对支架移动的进一步可靠控制。在支架按照程序运行完成后，通过遥控装置或手动按钮对支架的位置进行微调，保证液压支架处于最优的支撑位置。
可以理解的是，液压支架的数目和液压立柱的数目都可根据现场实际使用要求进行添减。
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 (7)
1.沿留空巷液压支架自动支护系统，其特征在于：包括多个液压支架组和液压支柱，每个液压支架组包括多个液压支架，所述多个液压支架沿所述沿留空巷的走向顺次布置，所述多个液压支架上设置有支架控制器，所述液压支柱设置在液压支架的顶部和底座之间，每个液压支架上设置有两个液压支柱，所述两个液压支柱的布置方向平行于所述沿留空巷的走向；
其特征在于：
所述多个液压支架还设置有行程传感器；
所述液压支柱设有压力传感器；
所有支架控制器内设固定程序，监控主机收集支架状态信息并可发送控制信号到支架控制器上实现对支架的远程控制；还包括远程操作模块，对支架进行远程控制。
2.如权利要求1所述的沿留空巷液压支架自动支护系统，其特征在于：所述两个液压支柱分别为前柱和后柱。
3.如权利要求1所述的沿留空巷液压支架自动支护系统，其特征在于：远程操作模块包括远程操作台和/或远程遥控器。
4.如权利要求1或3所述的沿留空巷液压支架自动支护系统，其特征在于：所述支架控制器与远程操作模块上设置有手动控制按钮。
5.如权利要求1或3所述的沿留空巷液压支架自动支护系统，其特征在于：所述支架控制系统可实现支架单动控制、成组控制与自动控制。
6.如权利要求1或3所述的沿留空巷液压支架自动支护系统，其特征在于：通过压力传感器反馈压力值给支架控制器而完成立柱补压功能。
7.如权利要求1或3所述的沿留空巷液压支架自动支护系统，其特征在于：通过行程传感器反馈立柱升降移动的行程值而完成升柱和降柱。
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