CN105386789B - 用于长壁系统的顶部支撑监控 - Google Patents

Abstract

一种用于监控具有多个顶部支撑的长壁挖掘系统的监控装置和方法，每个顶部支撑包括用于确定顶部支撑在监控周期内的压力等级的压力传感器。从所述多个顶部支撑获得压力数据。所述压力数据包括在监控周期内所述多个顶部支撑中的每个顶部支撑的压力信息。分析所述压力数据以确定在所述监控周期内每个顶部支撑是否发生第一类压力故障。生成代表确定在所述监控周期内已发生所述第一类压力故障的顶部支撑的数量的故障量。在确定所述故障量超过警示阈值时，生成警示。

Description

用于长壁系统的顶部支撑监控

技术领域

本发明涉及对长壁挖掘系统(longwall mining system)的顶部支撑(roofsupport)的监控。

背景技术

长壁挖掘系统开始于识别待挖掘的煤层，然后通过在每个煤板周围挖掘巷道将煤层“分块”为煤板。在挖掘煤层的过程中，为了有助于支撑上方的地质层，可以不挖掘相邻煤板之间的选定的煤柱。煤板由长壁挖掘系统来挖掘，该长壁挖掘系统包括诸如电子液压顶部支撑、采煤机(即长壁剪切机)和与煤面平行的装甲表面输送机(即AFC)的部件组成。当剪切机(shearer)经过煤面的宽度而去除一层煤时，顶部支撑自动前进以支撑新暴露的地层部分的顶部。接着，AFC由顶部支撑朝着煤面推进一段距离，该距离等于之前由剪切机去除的煤层厚度。采用这种方法使AFC朝煤面推进使得剪切机与煤面啮合并且持续从煤面采煤。

发明内容

在一些实施例中，本发明提供了一种监控长壁挖掘系统中的顶部支撑的方法，所述方法包括处理器获取在监控周期内聚合的顶部支撑压力数据。该处理器分析该压力数据，以确定在所述监控周期内对于每个顶部支撑是否发生压力故障。该方法还包括生成指示确定已发生所述压力故障的顶部支撑的数量的故障量。在确定所述故障量超过警示阈值时，生成警示。

在另一个实施例中，本发明提供了一种用于监控长壁挖掘系统的系统。该系统包括多个顶部支撑，每个顶部支撑包括单个或多个压力传感器，以确定在监控周期内所述顶部支撑的压力等级。该系统还包括在处理器上实现的监控模块，所述监控模块与所述多个顶部支撑进行通讯以接收压力数据和已确定的压力等级。该监控模块包括分析模块、计数模块和警示模块。所述分析模块分析所述压力数据，以确定在所述监控周期内对于每个顶部支撑是否发生压力故障。所述计数模块生成代表确定在所述监控周期内已发生所述压力故障的顶部支撑的数量的故障量。所述警示模块在确定所述故障量超过警示阈值时，生成警示。

通过参考本详细说明和附图，本发明的其它方面将变得更加明显。

附图说明

图1A-B示出了长壁挖掘系统。

图2A-B示出了长壁剪切机。

图3示出了动力顶部支撑的侧视图。

图4示出了图3所示的顶部支撑的轴侧图。

图5A-B示出了在穿过煤层时的长壁剪切机。

图6示出了当煤从所述煤层去除时地质层的塌陷。

图7示出了顶部支撑系统的降低-前进-设置周期的例子。

图8示出了根据本发明的一个实施例的长壁安全监控系统的框图。

图9示出了根据图8所示系统的顶部支撑控制系统的框图。

图10A-B示出了示例性的控制逻辑，该控制逻辑可由图8所示的系统中的控制器执行。

图11-12示出了额外的示例性的控制逻辑，该控制逻辑可由图8所示的系统中的控制器执行。

图13示出了顶部支撑的压力随着时间的读数。

图14示出了监控长壁顶部支撑的方法。

图15示出了可操作以实施图14的方法的监控模块。

图16A-B分别示出了警示邮件和顶部支撑图表。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当明白，本发明的应用不限于在以下描述中所讨论的以及在附图中所示出的有关部件的构造和排布的细节。本发明能够具有其它的实施方式，并能够以各种不同的方式来实践或实施。还应该指出的是，可以使用多个基于硬件和软件的设备、以及多个不同的结构部件来实施本发明。

此外，应当明白，本发明的实施方式可包括硬件、软件和电子部件或模块，这些硬件、软件和电子部件或模块为了讨论的目的而被示出或描述成好像这些零部件的大部分仅仅是以硬件的形式来实施。然而，本领域技术人员基于对本文的详细描述的理解将明白，在至少一个实施方式中，本发明的以电子为基础的方面可通过以一个或多个处理器来执行的软件(比如存储在非易失的计算机可读介质中)来实施。因此，应当注意，多个基于硬件和软件的设备以及多个不同结构的部件可用来实施本发明。此外，如同在下面的段落中描述的，附图中所示出的具体的机械构造意图对本发明的实施方式进行举例说明。然而，可以存在其他可供选择的机械构造。例如，在说明书中所描述的“控制器”和“模块”可包括一个或多个处理器、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出界面和连接所述部件的不同连接装置(比如系统总线)。在一些实施方式中，所述控制器和模块可作为一个或多个通用处理器、数字信号处理器(DSPs)、专用集成电路(ASICs)以及现场可编程门阵列(FPGAs)进行实施，以执行指令或者以其他方式执行本申请中描述的所述控制器和模块的功能。

图1A-B示出了长壁挖掘系统100。该长壁挖掘系统100被配置为以高效的方式从矿藏中开采产品，例如煤。该长壁挖掘系统100还可以用于开采矿石或矿物，例如天然碱。该长壁挖掘系统100以物理的方式从地下矿藏开采煤炭或其他矿物。可替换地，该长壁挖掘系统100可以用于以物理的方式从暴露于地面上的矿层(比如，表面矿藏)开采煤或其他矿物。

如图1A所示，该长壁挖掘系统100包括顶部支撑105和长壁剪切机110。顶部支撑105通过电子和液压连接方式相互连接，并且平行于煤面(未示出)。进一步地，顶部支撑105遮蔽剪切机110以抵挡上方的地质层。在系统100中使用的顶部支撑105的数量取决于正在被开采的煤面的宽度，因为顶部支撑105意在保护煤面的整个宽度免受地质层的损害。剪切机110在装甲表面输送机(AFC)115上沿着煤面的线将自己推进，该装甲表面输送机具有让剪切机110在煤面本身和顶部支撑105之间平行煤面地移动的专用的轨道(齿条)。AFC 115还包括与剪切机轨道平行的传送带，这样，挖掘的煤可以落入传送带以从煤面输送出去。AFC 115的传送带由位于主门121和尾门122的AFC驱动器120所驱动，该主门和尾门位于AFC115的远端。该AFC驱动器120允许传送带朝着主门(图1A左侧)连续地运送煤，并允许剪切机110沿着AFC115的轨道在煤面上被双向地牵引。在一些实施例中，该长壁剪切机可以被定位成使得主门位于剪切机的右侧、尾门位于剪切机的左侧。

长壁挖掘系统100还包括梁式装料传送机(BSL)125，BSL 125被安排为垂直于AFC115的主门端。图1B示出了系统100的透视图以及所述BSL 125的展开图。当所述被开采的煤被AFC牵引至主门时，其转过90°来到BSL 125上。在一些实施方式中，BSL 125与AFC115相连接的角度并非刚好是90°角。所述BSL 125然后准备并将煤装载到主门传送带(未示出)上，该主门传送带将煤运送到所示表面。该煤通过粉碎机(或筛选器)130来准备装载，粉碎机130使煤碎开以改善在所述主门传送带上的装载。与AFC 115的传送带相似，BSL 125的传送带由BSL驱动器135驱动。

图2A-B示出了剪切机110。图2A示出了剪切机110的透视图。剪切机110具有延长的中心壳体205，壳体205容纳用于剪切机110的操控装置。滑靴(skid shoes)210(图2A)和俘获靴(trapping shoes)212(图2B)从壳体205的下部伸出。滑靴210在AFC 115(例如，最靠近煤面的一侧)的表面侧支撑剪切机110，俘获靴212在AFC 115的采空侧支撑剪切机110。特别地，俘获靴212与牵引链轮啮合AFC 115的轨道，允许剪切机100被沿着所述煤面牵引。右摇臂215和左摇臂220分别从所述壳体305的侧面伸出，所述右摇臂215和所述左摇臂220通过附接在摇臂215、220和剪切机本体205底侧的液压筒提升和降低。右摇臂215的远端(相对于壳体205)为右切割滚筒(cutter drum)235，所述左摇臂220的远端为左切割滚筒240。切割滚筒由各自的电动马达234、239通过摇臂215、220内的齿轮传动链驱动。每个切割滚筒235、240具有多个挖掘钻头245(例如，剪切片)，当切割滚筒235、240转动时，挖掘钻头245削磨煤面，从而将煤切割出来。挖掘钻头245还带有喷嘴，该喷嘴还可以在挖掘过程中喷射流体，例如，用以将在挖掘点所产生的有害和/或可燃气体驱散、抑制灰尘和降温。图2B示出了剪切机200的侧视图，该剪切机包括：切割滚筒235、240，摇臂215、220，滑靴210，俘获靴212，牵引链轮和壳体205。图2B还示出了用于沿着AFC 115牵引剪切机110的左牵引马达250和右牵引马达255。

图3示出了沿着煤面303的界线观察到的长壁挖掘系统100。顶板支撑105示出了通过顶板支撑105的悬伸顶盖315遮蔽剪切机110以抵挡上方的地层。顶盖315被通过液压支柱320(图3仅示出了其中一个)垂直移动(即朝着或远离地层)。顶盖315因此可以通过对液压支柱320施加不同的压力从而对地质层施加一系列向上的力。导向器或防护板(325)安装在顶盖315表面端，其被示出为表面支撑的位置。然而，防护板325还可以通过防护板活塞330完全延伸，如图中的阴影部分所示。附接在底座340上的前进活塞335使得顶部支撑105在煤层被掘除后朝着煤面303前进。前进活塞335还使得顶部支撑105推动AFC 115前进。图4示出了顶部支撑105的轴侧图。顶部支撑105被示出具有支撑顶盖315的左液压支柱430和右液压支柱435，每个液压支柱包含受压的流体。

图5A示出了沿着煤面505宽度经过的长壁剪切机110。如图5A所示，尽管剪切机110没有必要双向地开采煤层，但剪切机110可以根据特定的挖掘操作以双向的方式沿着煤面进行横向位移。例如，在一些挖掘操作中，剪切机110能够沿着煤面被双向牵引，但只在一个方向开采煤矿。例如，可操作剪切机110在其沿所述煤面303的宽度的第一次向前行程的过程中切割矿物，但是在其返回的行程不切割矿物。可替换地，剪切机110可被配置为在向前和返回行程的过程中都切割煤炭，从而实施双向切割操作。图5B以端视图示出了穿过煤面505的长壁剪切机110。如图5B所示，剪切机110的左切割机240和右切割机235交错开以适应被开采的煤层的整个高度。特别地，当剪切机110沿着AFC 115水平移位时，左切割机240被示出从煤面505下半部采走煤矿，右切割机235被示出从上半部采走煤矿。剪切机110还可配置为在沿着煤面的多次行程中切割整片煤面，而每次行程部分地开采煤碳(比如单向地切割煤炭)。

当煤被从煤面采走时，允许在被挖掘区域上方的地质层在挖掘系统穿过煤层行进时在挖掘系统后方塌陷。图6示出了当剪切机110从煤面623移除煤矿时，挖掘系统100穿过煤层620行进时的示意图。特别地，如图6所示，煤面623沿着该图的平面垂直延伸。当挖掘系统100穿过煤层620(图6中，朝左边)行进时，允许位于挖掘系统100后面的地层625塌陷，形成采空区630。在一些条件下，覆盖在上方的地层625的塌陷还可能在顶部支撑105上方形成空洞或者地层的不均匀分布。在所述顶部支撑105上方形成空洞会导致上方的地层在所述顶部支撑105的顶盖上不均衡地分布压力，这会对挖掘系统100，特别是对所述顶部支撑105，造成损坏。空洞有时可以向前延伸到待挖掘的区域，导致对长壁挖掘过程的破坏，并且导致设备损坏，增加磨损率。

图7示出了示例性的降低-前进-设置(LAS)周期，其可由每个顶部支撑105在挖掘系统100穿过煤层620行进时使用。关于顶部支撑105中的一个，在步骤650中，当剪切机110从煤面623剪切煤矿时经过顶部支撑105。在前导切割滚筒235或240(例如，切割煤层的上位区域或上部分的切割滚筒)离开AFC 115的与顶部支撑105相邻的部分之后，剪切机110被认为已经经过了顶部支撑105。在步骤651中，通过释放顶部支撑105的支柱的压力，降低顶盖325。接着，顶部支撑105的前进活塞335朝着煤面623的方向推进顶部支撑105，推进距离近似等于刚刚由剪切机110去除的煤层的厚度。在步骤655中，当顶部支撑105被推进后，通过增加其支柱的压力，顶部支撑105的顶盖325升高至煤层620的新暴露顶部。特别地，在步骤655中，顶盖325被提升至恰好与煤层620的顶部接合，这可以通过对顶部支撑105的支柱430、435施加设置压力(例如，>300巴)来实现。

该设置压力可以为预先确定或动态计算的值。进一步地，顶盖325降低(步骤651)至达到设置压力(步骤655)之间的时间期间可被指定为某个时间量(例如，60秒)，这样，可以预期，正常的顶部支撑系统可以在指定的设置时间期间内达到设置压力。在LAS周期的步骤657中，顶盖325进一步提升以达到高设置压力，该高设置压力为施加到支柱430、435上的压力，该该压力可使得顶部支撑105的顶盖325对煤层620的顶部施加压力，从而将上方的地层稳固在其位置并且/或者控制其运动。与所述设置压力一样，高设置压力可以为预定的或动态计算的值。进一步地，在顶盖325降低(步骤651)至达到高设置压力(步骤657)之间的时间期间也可被指定为某个时间量(例如，90秒)，这样，可以预期，健康的顶部支撑系统可以在指定的设置时间期间内达到高设置压力。该指定的时间量也可以短于顶部支撑105上面的顶部被预期为过度松弛或过度凹陷的时间。

在步骤659中，顶部支撑105的前进活塞335朝着煤面623推动AFC 115。在剪切机110的下一个切割行程，LAS周期可由顶部支撑105重复。一般地，剪切机110每次执行一个切割行程，沿着煤面的每个顶部支撑105都执行图7所示的LAS周期。

图8示出了长壁安全监控系统700，该系统可用于检测和响应各种在地下的长壁控制系统705中所产生的问题。该长壁控制系统705被设置于矿场，可包括顶部支撑105、AFC115、剪切机110等的各种部件和控制。长壁控制系统705可通过网络交换机715与地面计算机710通信，该网络交换机和地面计算机也可位于矿场。长壁控制系统705的数据可通过网络交换机715与地面计算机710通信，这样，例如，网络交换机715可从顶部支撑105、AFC 115和剪切机110的各个控制系统接收并且路由数据。地面计算机710进一步与远程监控系统720通信，远程监控系统720可包括用于处理接收自地面计算机710的数据(例如地面计算机710和各种长壁控制系统705之间通信的数据)的各种计算设备和处理器721，以及用于存储这些数据的各种服务器723或数据库。该远程监控系统720基于控制逻辑对来自地面计算机710的数据进行处理和归档，该控制逻辑可由该远程监控系统720的一个或多个计算设备或处理器执行。在远程监控系统上执行的特定的控制逻辑可包括用于处理来自每个挖掘系统部件(即顶部支撑105、AFC 115和剪切机110，等等)的数据各种方法。

因此，基于系统720执行的控制逻辑，远程监控系统720的输出可包括警示(事件)或其他与长壁挖掘系统100的特定部件相关的预警。这些预警可以(比如，通过email、SMS消息等等)发送给指定的相关人员，例如与监控系统720通信的服务中心725的服务人员、地下的长壁控制系统705所在矿点的地下或地上的人员。应当指出，远程监控系统720还可以基于所执行的控制逻辑输出信息，该信息可用于编制关于挖掘过程和相关设备的安全的报告。相应地，一些输出可与服务中心725通讯，而其他可在监控系统720处归档或与地面计算机710通信。

系统700的每个部件可通信地耦合以用于双向通信。系统700的任何两个部件之间的通信路线可以是有线的(比如，通过以太网电缆或者其他方式)、无线的(比如，通过

蜂窝、

协议)或两者的组合。虽然图8仅描述了地下的长壁挖掘系统和单个网络交换机，但是，位于地下和与地面相关的(以及可替换长壁挖掘的)额外的挖掘机械可以通过网络交换机715耦接到地面计算机710。类似地，可以包括额外的网络交换机715或连接装置以提供在地下长壁控制系统705与地面计算机710以及其他系统之间的可替换的通信路径。此外，额外的地面计算机710、远程控制系统720和服务中心725也可以包括在系统700中。

图9示出了地下的长壁控制系统705的框图的例子，特别地用于包括顶部支撑105的顶部支撑系统750。图9特别具体地示出了顶部支撑105中的一个顶部支撑(顶部支撑105a)，类似地构造的其他顶部支撑105被标记为额外的顶部支撑765并且在每次描述和示例中以较少的细节进行显示。该系统750包括主控制器753，主控制器753与液压泵控制系统751通信并控制泵阀752的操作，泵阀752或者向长壁挖掘设备器传递液压，或者如果需要的话(例如，控制系统上操作紧急停止)，则安全地向储液罐(未示出)送回压力。该液压泵755分别向顶部支撑105a的左支柱和右支柱759、761提供压力，这样，顶部支撑105a可基于由主控制器753处理的指令达到设置压力。类似地，高压液压泵757给左支柱和右支柱759、761提供了高压液体，这样每个顶部支撑105a可以达到高设置压力。液压泵755和高压液压泵757为顶部支撑105a的每个左支柱和右支柱759、761以及额外的顶部支撑765提供液压液体。特别地，顶部支撑105a以及额外的顶部支撑765通过电子通信方式电气互联，并通过源自泵755、757的液压管线液压连接。液压泵755可以具有与顶部支撑105a、765互联的多根液压管线，而高压液压泵757被分配了不同的高压液压管线组与顶部支撑105a、765互联。进一步地，液压泵755具有液压传感器769以向主控制器753提供压力相关的反馈。类似地，高压液压泵757具有高压液体压力传感器773。在一些实施例中，可能不使用高压泵757。而是，液压泵755和控制系统被配置为提供规定的液压。

主控制器753进一步与和顶部支撑105a、765相连的控制器通信，这样，主控制器可以沿着包括LAS周期指令等的顶部支撑链通信。特别地，主控制器753可与顶部支撑105a的控制器775进行指令或其他数据通信。虽然这里描述的各个顶部支撑控制是关于顶部支撑105a的，但是，额外的顶部支撑765与顶部支撑105a的配置相类似，因此对顶部支撑105a的描述类似地可以适用于每个额外的顶部支撑765。来自主控制器753的被送往控制器775的指令/数据可以包括用于控制左支柱和右支柱759、761的指令，虽然控制器775也可以基于本地存储的逻辑(即存储在专用于控制器775的存储器)控制左支柱和右支柱759、761。

在示例的实施例中，控制器775与顶部支撑105a的防护板活塞777以及前进活塞779通信。不过，在一些实施例中，挖掘系统100不包括防护板活塞777。与控制左支柱和右支柱759、761一样，控制器775可基于来自主控制器753的指令或基于本地存储的指令/逻辑来控制防护板活塞777和前进活塞779。进一步地，防护板位置传感器785耦接到防护板活塞777，并向控制器775提供反馈，指示防护板的偏差量。类似地，前进位置传感器787耦接到前进活塞779并向控制器775提供反馈，指示前进活塞779的延伸量(例如，在针对图7所描述的LAS周期内的顶部支撑前进步骤的过程中)。顶部支撑105还包括倾斜度传感器788，例如，可以用于提供关于顶部支撑顶盖325倾斜度、防护板325的偏转量、剪切机110的底座的倾斜度、剪切机110后部连杆的倾斜度等等的反馈。

左压力传感器789耦接到顶部支撑105的左支柱759，而右压力传感器791耦接到右支柱761。左压力传感器789检测左支柱759的压力并且向控制器775提供代表所测得的压力的信号。类似地，右传感器791检测右支柱761的压力并且向控制器775提供代表所测得的压力的信号。在一些实例中，控制器775从压力传感器789、791接收实时的压力数据，并从一个或多个诸如防护板位置传感器785、前进位置传感器787和倾斜度传感器788(集合地称为“位置传感器”)等一个或多个传感器接收实时的位置(例如，倾角)数据。在一些实例中，控制器775可汇集压力传感器789、791和位置传感器785、787、788收集的数据，并将这些汇集的数据存储在存储器中，该存储器包括专门用于控制器775或专门用于主控制器753的存储器。汇集的数据通过网络交换机715周期性地以数据文件的形式输出至地面计算机710。从地面计算机710，该数据被发送至远程监控系统720，并根据特别用于处理来自顶部支撑控制系统750的数据的控制逻辑在远程监控系统720中处理和储存。一般地，该数据文件包括自前一个数据文件被发送后所汇集的传感器数据。在所示例的实施例中，数据文件被尽可能地接近实时地发送(例如，每秒或每次收集到数据点)。通过实质上实时地接收数据文件，顶部支撑操作中的故障可以被快速地检测和修理。在其他实施例中，带有传感器数据的新数据文件可以每隔十五、三十或六十分钟发送，该数据文件包括在十五、三十或六十分钟的窗口内所汇集的传感器数据。在一些实施例中，用于汇集数据的时间窗口可与为完成一个剪切周期所需要的时间相对应。

图10A和B示出了示例性的控制逻辑800，该控制逻辑可由远程监控系统720的处理器721执行，以处理和存储每个监控周期内由控制器775汇集的数据文件。正如关于图9的上述描述，监控周期的长度可以基于指定的时间窗口、剪切周期的完成、或者为使顶部支撑105达到给定压力(例如，设置压力或高设置压力)所提供的具体的时间期间。在示例的实施例中，监控周期可以尽可能短，以尽可能接近实时地分析数据。因此，处理器721可以被配置为在每个监控周期完成时执行控制逻辑800。然而，在一些实施例中，控制器775不针对顶部支撑105汇集传感器数据，远程监控系统720自身可被配置为当从控制器775实时地收到数据时汇集该数据。可替换地，控制逻辑800可被修改，以在每个数据点由远程监控系统720收到时即处理该每个数据点。进一步地，控制逻辑可在矿点本地实施(例如，在主控制器753上)。

特别地，控制逻辑800可被系统720使用来为未能在用于达到目标压力的指定时间期间内(在顶部支撑下降后)达到目标压力的顶部支撑105a、765识别和生成警示。例如，如果用于分析的目标压力为设置压力，系统720基于控制逻辑800识别那些未能在用于达到目标压力的指定时间期间(例如，60秒)内达到目标压力的顶部支撑105a、765。类似地，如果目标压力为高设置压力，系统720识别那些未能在用于达到高目标压力的指定时间期间(例如，90秒)内达到高目标压力的顶部支撑105a、765。由于高目标压力在设置压力达到后才发生，高设置压力期间可比设置压力期间更长(例如，从顶盖降低步骤651起90秒对60秒)。更具体地，如果处理器721使用最后的监控周期的数据为第一目标压力(例如，设置压力)和第二目标压力(例如，高设置压力)运行分析，则处理器721为每个所分析的目标压力分别执行图10A所示的控制逻辑，即使两个分析可以被同时地或串行地执行。基于控制逻辑800，系统720还可以针对多个顶部支撑105a、765未能达到目标压力的情况予以识别并生成警示。

顶部支撑105可能因为多种原因而未能达到目标压力。例如，如果顶部支撑105与一根或多根设置或高设置液压管线失去连接，则顶部支撑105将无法接收足够的流体来达到目标压力。类似地，液压管线的泄漏、控制液压管线的阀门有故障，或者故障的或无效率的液压部件也可能导致顶部支撑压力发生故障。进一步地，压力故障可以发生于当多个顶部支撑试图同时达到目标压力而导致对来自泵755、757的液体具有高的需求的时候。在一些实例中，泵755、757可能不能提供足够的液体以使多个顶部支撑105中的每一个达到它们的目标压力的需求得到满足。各种其他原因可能导致顶部支撑105的压力故障，包括其他不一定与液压管线相关的故障或无效率的部件。

在图10A的步骤805中，处理器721接收指定的用于达到目标压力的时间期间。在步骤810中，处理器721接收由主控制器753汇集的用于最后的监控周期的传感器数据文件。汇集的数据可以包括在整个监控周期期间以特定的采样率(例如，每秒1次)采样的顶部支撑105a(以及额外的顶部支撑765)的左支柱和右支柱的压力，这样，每个左支柱和右支柱的压力值与最后的监控期间内的一个时间点相对应。

在步骤815中，处理器721使用针对左支柱和右支柱759、761所汇集的数据来确定在每个时间点由顶部支撑105a和额外的顶部支撑765达到的全部的压力(这里简单地引用为“压力”)。例如，顶部支撑105a达到的压力计算为在每个时间点左支柱759达到的压力和右支柱761达到的压力的平均值。如果左支柱或右支柱中的一个发生泄漏或者出现发生故障的换能器，则由顶部支撑105a在那个时间点达到的压力被看作是正在工作的支柱达到的压力，只要耦接到正在工作的支柱的压力传感器也在工作(即没有故障)。然而，如果顶部支撑105a的两个支柱759、761的传感器发生故障或者正在泄漏，则不使用从那个顶部支撑获取的数据，因此系统720不对于那个数据发生作用。在步骤820中，处理器721使用为每个时间点计算得到的顶部支撑压力来识别顶部支撑105a被降低的时间点。对每个额外的顶部支撑765，执行类似的步骤。

额外的逻辑被用来识别并警示正在随着时间失去压力且/或具有错误的换能器读数的PRS支柱320。例如，处理器721可以在超过一个监控周期的期间周期性地分析数据，以确定具体的顶部支撑105或顶部支撑105组是否显示压力趋势。处理器721可在连续的剪切周期内为顶部支撑105分析压力数据，以确保特定的顶部支撑或顶部支撑105组没有缓慢地失去压力，而缓慢地失去压力可能表示例如液压管线中的一根出现逐渐扩大的泄漏。在这个实施例中，处理器721读取相同的顶部支撑105在前一个监控周期的压力数据，并分析在监控周期内的压力变化。如果处理器721确定该相同的顶部支撑105在监控周期内达到下降的压力，则处理器721可向用户生成警示，以指示PRS支柱正在随着时间失去压力。由处理器721分析确定PRS支柱何时随着时间失去压力的监控周期数可基于在一个或多个剪切周期内完成的监控周期数。额外地，处理器721还可以确定压力传感器789、791是否按预期运行。在这些实施例中，处理器721可分析来自前一监控周期的压力数据并检测来自给定的传感器789、791的压力读数是否发生显著的变化。这个压力读数的显著的变化可指示存在发生故障的传感器。可替换地，处理器721可检测该压力读数与PRS的支柱320的运行不相关。例如，如果压力传感器工作正常，则压力读数随着时间的经过而增加。因此，如果处理器721检测到压力读数随着时间减小，则处理器可以确定该压力传感器是有故障的。在一些实施例中，每个支柱可包括重复的硬件，以减少操作中故障部件的影响。

图11更详细地示出了步骤820，其中示出了可由处理器721执行的用于确定每个顶部支撑105(例如，顶部支撑105a)被降低的时间点(即降低时间点)的控制逻辑。具体地，在步骤825中，处理器721计算顶部支撑105a在每个时间点的瞬时压力速率(即压力随时间的变化量)。例如，对于一个时间点的瞬时压力速率可以通过取得该时间点对应的压力与前一压力(与相邻的或其他之前的时间点相对应)之差值而计算，然后将该差值除以这两个压力之间的时间期间(例如，1秒、5秒、10秒、15秒，等等)。在步骤830中，处理器721将每个时间点计算得到的瞬时压力速率与预定的降低阈值进行比较。例如，降低阈值可以设置为-40bar/s。如果某个时间点的瞬时压力速率低于-40bar/s，则顶部支撑105被认为已被降低。在步骤835中，对于低于降低阈值的每个瞬时压力速率，处理器721确定在某个时间窗内由顶部支撑105达到的最小的压力。特别地，时间窗的中心位于瞬时压力速率被确定为低于降低阈值的时间点(例如，预定的时间点±N个时间点)。时间窗(即±N个时间点)可以，例如，为预定值或者动态计算的值。在步骤840中，与最小顶部支撑压力相对应的时间点被存储为顶部支撑105被完全降低的时间点(已识别的降低点)。

回到图10A，在步骤845中，处理器721确定是否任何顶部支撑105均未能在已识别的降低点之后的相应的时间期间内达到目标压力。特别地，图12示出了可由处理器721在执行步骤845中使用的控制逻辑。在步骤843中，处理器721检查已识别的任何降低点。如果存在任何已识别的降低点，则在步骤850中，处理器721定位该在已识别的降低点之前所达到的顶部支撑压力。特别地，处理器721返回检查之前的时间点(距离已识别的降低点若干个时间点)。然后，处理器721存储之前的时间点相应的顶部支撑压力作为降低之前达到的压力。在另一个实施例中，马达或螺线管激活数据可被用于定义LAS周期的每个部分。例如，启动降低螺线管(例如，降低顶部支撑105的马达)指示LAS周期的降低部分的开始和持续。类似地，启动前进螺线管指示LAS周期的前进部分的开始和持续。在其他实施例中，可以实施用于确定LAS周期的各个部分的其他方法。

可以采用多种方法确定(在已识别的降低点和之前的时间点之间)返回检查的时间点数量。例如，如果在已识别的降低点之前的n个时间点，顶部支撑105预期已处于设置压力(例如，300bar)，则返回检查的时间点数可以设为n。

通过检查之前的时间点(例如，从已识别的降低点的n个返回检查点)的压力，处理器721可以确定顶部支撑105是否能够在之前的LAS周期内达到设置压力。然而，在一些实施例中，处理器721可以返回检查一定数量的点以检查顶部支撑105能够在最后的LAS周期达到其他压力，例如高设置压力。

在步骤855中，处理器721将在降低之前所达到的已识别的压力与定义的设置压力进行比较。如果降低之前的压力大于或接近等于定义的设置压力，则顶部支撑105a被认为已经可以在最后的LAS周期内达到设置压力，处理器721继续确定顶部支撑105a是否在当前LAS周期的指定的时间已达到目标压力。在步骤860中，处理器通过测量在等于已识别的降低点的时间点加上指定的用于达到目标压力的时间期间处达到的压力，确定是否在指定时间期间内达到目标压力。在步骤865中，如果测得的顶部支撑压力被确定为小于目标压力，则处理器721确定顶部支撑105a未能在指定时间期间内达到目标压力，并为顶部支撑105a生成标记事件(图10A的步骤870)。标记事件为详述顶部支撑故障的警示，可在远程监控系统720中归档或导出到服务中心725或其他地方。例如，远程监控系统720可归档标记事件以供以后导出用于报告的目的。标记事件传输的信息可包括特定的故障的顶部支撑的识别信息(例如，顶部支撑数、顶部支撑类型等等)以及顶部支撑未能达到目标压力的相应的时间点以及在步骤850和860所确定的压力。在步骤865中，如果所发现的顶部支撑压力被确定为大于或等于目标压力，则处理器721返回至步骤843以检查新的已识别的下降点。

返回至图12所示的步骤855，如果下降之前的压力低于所定义的设置压力，则顶部支撑105a被确定为未能在最后的LAS周期内达到定义的设置压力，处理器721进入步骤875。在步骤875中，处理器721计算邻近的顶部支撑降低之前的中值压力。邻近的顶部支撑基于在顶部支撑105a两侧的顶部支撑的预定数量进行选择。在步骤880中，如果降低之前的中值压力低于定义的设置压力，则顶部支撑105a以及与其邻近的顶部支撑可能已经位于地层中的空洞之下，因此不能获得该预期的时间点的设置压力。在这种情况下，处理器721返回步骤843以处理新的已识别的降低点。然而，在步骤880中，如果降低之前的中值压力大于或等于定义的设置压力，则处理器721进入步骤860。

现在转到图10B，在步骤885中，处理器721确定是否在针对所讨论的特定目标压力的最后的监控周期内生成了超过阈值数X个标记事件，该X个标记时间表示超过安全数量的顶部支撑未能达到目标压力，存在产生地层空洞以及对顶部支撑系统带来潜在破坏的风险。如果处理器721使用来自上个监控周期的数据对第一目标压力(例如，设置压力)以及第二目标压力(例如，高设置压力)运行分析，则处理器721分别为每个分析的目标压力执行图10B所示的控制逻辑。

返回至图10B所示的步骤885，如果为最后的监控周期生成了超过X个标记事件，则在步骤890生成预警(“X-类预警”)，包括与生成标记事件的多个故障相关的细节。在一些实施例中，这些细节可以包括为之生成多个标记事件的顶部支撑的识别信息以及故障(未能达到目标压力)被确定已发生的时间点。与图10A中描述的标记事件相类似地，X-类预警可在系统720中归档或者导出到服务中心725或者其他地方。在一些实施例中，X-类预警还可以触发警示通知(包括邮件、电话、寻呼，等等)，该警示通知被发送至服务中心725或者其他地方或者被认为合适的人员。例如，警示通知可包括诸如以下信息：未能在指定时间期间内达到目标压力的顶部支撑的识别信息；已识别的未能达到目标压力的时间点；相应的达到的实际压力；用于运行分析的特定的控制逻辑的识别信息；以及分析的开始和结束时间。

在生成X-类预警之后，处理器721转入步骤895。在步骤885中，如果在最后的监控周期生成的标记事件小于X个，则处理器721也转入895。在步骤895中，处理器721确定在最后的监控周期内连续的顶部支撑(即系统700中沿着顶部支撑线的连续的顶部支撑)是否生成了超过阈值数Y个标记事件。如果生成的标记事件少于Y个，则处理器721转入图10A所示的步骤805，开始新的监控周期和相应的数据文件。然而，如果生成的标记事件超过Y个，则处理器721在步骤900生成Y-类预警。除了Y-类预警包括专门针对多个连续顶部支撑的故障的细节以外，在步骤900中生成Y-类预警与在步骤890中生成X-类预警类似。

图13示出了顶部支撑105a的压力随着时间的读数，例如，可基于由远程监控系统700接收的汇集的压力数据而生成。读数920在压力926相对于时间点928的图上显示了右支柱压力-时间关系922和左支柱压力-时间关系924。如图13所示，在支柱压力932中的初始高设置压力在稍后的时间内急剧下降。支柱压力932的减小指示顶部支撑105a正处于LAS周期的下降阶段。正如图11中的步骤825所描述的，支柱压力932的减小可通过计算在每个时间点928的瞬时压力速率而确定。在支柱压力932减小之后的是最小压力点934，其指示顶部支撑105a已经完全降低。正如图11中的步骤845所描述的，最小压力点可通过确定在具有低于阈值的瞬时压力速率的时间点的±N个时间点内的最小压力来确定。在最小压力点934之后，LAS周期继续经过前进和设置阶段，以在时间期间936内达到设置压力，在时间期间938内达到高设置压力。顶部支撑105a在点940达到设置压力，在点942达到高设置压力。正如在图10A中的步骤845所描述的，未能在相应的时间期间内达到目标压力(不管是设置的还是高设置的)的顶部支撑触发标记事件。

图14示出了由图15的监控模块952执行的方法950。监控模块952可以位于长壁挖掘系统(例如，在矿点的地下或者地面上)的本地或者位于长壁挖掘系统的远处。例如，监控模块952可以是在远程挖掘系统720、地面计算机710或主控制器753上实施以实施图14的方法950的软件、硬件或者它们的组合。监控模块952包括分析模块954、计数模块956和警示模块958(见图15)，它们的功能将在以下针对方法950进行描述。在一些情形下，监控模块952部分地在第一位置(比如，矿点)进行实施，且部分地在另一个位置进行实施(比如，在远程监控系统720)。例如，分析模块954可在主控制器753上进行实施，而计数模块956和警示模块958可在远程挖掘系统729上进行实施。

回到图14，在步骤960中，分析模块954从上一个监控周期获得包含顶部支撑105的压力数据的汇集的数据文件。在步骤962中，分析模块954分析压力数据以确定每个顶部支撑105是否在监控周期内达到设置压力。对顶部支撑105未能在每个监控周期内达到设置压力的每个实例，分析模块954向计数模块956输出未能达到设置压力事件。该事件包括关于未能达到设置压力的实例的信息，包括时间戳、顶部支撑标识、顶部支撑位置(特别是如果不能从顶部支撑标识推断出来)和关于在监控周期内顶部支撑的特定压力等级的各种细节。

在步骤964中，计数模块956基于接收到的事件统计未能达到设置压力的顶部支撑的总数。计数模块956进一步将统计的总数发至警示模块958。在步骤966中，警示模块958确定未能达到设置压力的顶部支撑的总数是否超过警示阈值。如果超过警示阈值，则在步骤968中警示模块958生成警示。例如，警示阈值可以设置为二十(20)个顶部支撑。相应地，如果超过二十个顶部支持未能在监控周期内达到设置压力，则由警示模块958生成警示。在一些实施例中，警示阈值可以设置为顶部支撑总数的百分比，而不是具体的数字。例如，警示阈值可以设置为顶部支撑的4％。相应地，如果顶部支撑总数中有超过4％未能在监控周期内达到设置压力，则由警示模块958生成警示。在一些实施例中，基于地层的地质条件，警示阈值可以位于百分之四(4％)与百分之二十五(25％)之间的范围。在一些实施例中，警示阈值可以高于或低于上面指出的范围。

在步骤968中生成警示后，或者如果在步骤966中警示阈值被确定为未被超出，则监控模块952进入步骤970。在步骤970中，计数模块956使用步骤962中提供的事件，统计未能达到设置压力的连续的顶部支撑的数目。该统计过程考虑到了由分析模块954提供的或者可从分析模块954生成的事件推测的底部支撑位置信息。连续的顶部支撑指沿着煤面的不间断的顶部支撑系列。相应地，未能达到设置压力的连续的顶部支撑为沿着煤面的两个或多个顶部支撑组成的系列，其未被在监控周期内为达到设置压力的顶部支撑插入而中断。

在步骤972中，警示模块958确定未能达到设置压力的连续的顶部支撑的数量是否超过连续的顶部支撑的警示阈值，比如六(6)个连续的顶部支撑。如果超过警示阈值，则在步骤974中由警示模块958生成警示。在步骤974中生成警示之后，或者未超过警示阈值，则监控模块952进入步骤976。在一些实施例中，连续的顶部支撑的警示阈值可能低于或高于六(6)个连续的顶部支撑。例如，连续的顶部支撑的警示阈值可基于地层的地质条件在二(2)和二十五(25)之间变动。换句话说，如果地层是易碎的，则连续的顶部支撑的警示阈值可设为二(2)，但如果地层是牢固的，连续的顶部支撑的警示阈值可设为二十(20)。已发现，大多数地层使用在四(4)个和十(10)个之间的连续的顶部支撑的警示阈值。

多个连续的顶部支撑未能达到设置或高设置压力通常会比相同数量的沿着煤面非连续地展开的顶部支撑故障造成更严重的问题(例如，顶部下沉或塌陷的可能性增加)。相应地，步骤972中的连续的顶部支撑未能达到设置压力的警示阈值通常低于步骤966中的未能达到设置压力的所有顶部支撑的警示阈值，后者既包括连续的也包括非连续的顶部支撑。

除了步骤976-988涉及到高设置压力故障之外，步骤976-988通常类似之前在步骤962-967中关于设置压力故障的描述。在步骤976中，分析模块954分析来自监控周期的压力数据，并确定每个顶部支撑是否到达高设置压力。对于在监控周期内顶部支撑105没有到达设置压力的每一情形下，分析模块954输出未能达到高设置压力事件至计数模块956。所述事件包括与未能到达高设置压力实例相关的信息，其包括时间戳、顶部支撑标识、顶部支撑位置(特别是如果不能从顶部支撑标识推断出来)和在监控周期内顶部支撑压力等级的各种细节。

在步骤978中，基于接收到的事件，计数模块956统计未能达到高设置压力的顶部支撑的总数。计数模块956进一步将统计的总数发送到警示模块958。在步骤980中，警示模块958确定未能达到高设置压力的顶部支撑的总数是否超过警示阈值(例如，二十(20)个顶部支撑)。如果超过警示阈值，则在步骤982中，警示模块958生成警示。

当在步骤982中生成警示之后，或者如果在步骤980中警示阈值被确定为未被超过，则监控模块952进入步骤984。在步骤984中，计数模块956使用在步骤976中提供的事件，统计未能达到高设置压力的连续的顶部支撑105的数目。该统计过程考虑到了由分析模块954提供的或者可从模块954生成的事件推测的位置信息。

在步骤986中，警示模块958确定未能达到高设置压力的连续的顶部支撑的数量是否超过连续的顶部支撑的警示阈值，例如六(6)个连续的顶部支撑。如果超过警示阈值，则在步骤988中由警示模块958生成警示。在步骤988中生成警示之后，或者未超过警示阈值，则监控模块952进入步骤990。

在步骤990中，分析模块954从下一已完成的监控周期获取另一个包含顶部支撑105的压力数据的聚合的数据文件，并且回环至步骤962。相应地，方法950在每个监控周期至少执行一次。在一些实施例中，在步骤960和990中获取的聚合的数据文件包括多个监控周期，对于特定的数据文件，重复方法950以分别考虑组成数据文件的每个监控周期。

虽然方法950的步骤被以连续发生的方式示出，但在一些实施例中，一个或多个步骤可以同时的执行。例如，分析步骤962和976可以同时发生，计数步骤964、970、和978可以同时发生，以及警示生成步骤968、974、982和988可以同时发生。此外，方法950的步骤可以另一种顺序执行。例如，分析步骤962和976可以首先发生(同时地或连续地)，接着是计数步骤964、970、978、和984(同时地或连续地)，然后是警示生成步骤968、974、982和988(同时地或连续地)。

如上所述，警示模块958在步骤968、974、982、和988中生成警示。尽管警示可以采取几种形式(例如，通过电子邮件或SMS消息，等等)，图16A示出了可以被发送至一个或多个指定的相关人员(例如，在服务中心725的服务人员，在矿点地下或地面上的人员，等等)的电子邮件警示1000的例子。电子邮件警示1000包括具有关于警示的一般信息的文本1002，包括事件何时发生、事件地点、警示的类型标识(“标签名”)、警示类型描述、优先级、事件发生的子系统和相关组件(例如，有动力的顶部支撑)的指示、违反的参数(例如，超过二十个顶部支撑105未能在60秒内达到设置压力(300巴)、以及何时事件/警示被创建。

与电子邮件警示1000一起还可以包括图片文件附件1004，其在本实施例中是便携网络图形(.png)文件，其包括图片描述以辅助说明导致该警示的事件或场景。图16B示出了图片文件1004的内容，其包括两幅图片：顶部支撑故障图片1006和顶板支撑压力图片1008。顶部支撑故障图片1006包括x轴和y轴，每个x-点代表挖掘系统100的不同的顶部支撑，y轴具有三个点：无故障、未能达到设置压力故障、以及未能达到高设置压力故障。因此，在图片1006中，如果没有针对特定的顶部支撑的条块被示出从x轴沿着y轴方向升起，则没有发生压力故障。但是，如果第一颜色的条块沿着y方向上升到一半，则相关的顶部支撑未能达到设置压力。最后，如果第二颜色的条块沿y方向上升至图片1006的顶部，那么，相关的顶部支撑未能达到高设置压力。

顶部支撑压力图片1008包括与图片1006相同的x轴，每个x-点代表不同的顶部支撑105，但是y轴为压力测量值(单位为巴)。图片1008示出每一顶部支撑1005在设置压力阈值时达到的压力。依据图片1006和1008，能快速地评估顶部支撑105的压力问题。

在一些实施例中，生成的警示呈另外的形式或包括进一步的特点。例如，警示模块958生成的警示也可以包括发送至一个或多个长壁挖掘系统100的组件(例如，顶部支撑105、长壁剪切机110、AFC115、AFC驱动器120，等等)要求安全地停机的指令。

此外，取决于于特定警示(例如，取决于警示是否在步骤968、974、982、或988中生成)，警示模块958生成的警示可以具有不同的严重级别。此外，对于步骤966、972、980和986中的每一个，警示模块958可以具有多个警示阈值，比如，预警阈值(例如，五个顶部支撑)，中级警示阈值(例如，十个顶部支撑)，以及高警示阈值(例如，二十个顶部支撑)，生成的警示的严重性取决于哪一个阈值被超出。通常，警示阈值越高，警示越严重。因此，低严重级别的警示可能是作为日常报告的一部分的通知；中严重级别的警示可包括给现场人员的电子邮件或其他电子通知；高严重级别的警示可包括长壁挖掘系统100的一个或多个组件的自动关机。需要注意的是，警示阈值可以根据当地挖掘地质条件而改变。例如，当长壁靠近地质断层和裂缝，可以设置较窄的范围，以确保顶部支撑的设置性能和避免长壁挖掘系统上方的地层损坏。

需要注意的是，在这里所描述的一个或多个步骤和进程能同时地以及以多种不同的顺序来实施，而不受在这里描述的步骤或元件的特定安排所限制。在一些实施例中，代替压力传感器789、791，另一种传感器或技术可以用于确定左支柱和右支柱759、761的压力。此外，在一些实施例中，系统700可以被各种长壁挖掘系统、以及各种未必特用于长壁或地下挖掘的其他工业系统使用。

需要注意的是，当远程监控系统720运行关于图10A-B-12以及14所描述的分析，其他分析，不管是针对顶部支撑系统数据还是其他长壁组件系统数据，可以被系统720的处理器721或其他指定的处理器运行。例如，系统720可以对来源于其他顶部支撑系统750的监控参数(收集的数据)运行分析。在一些实施例中，例如，远程监控系统720可以分析从主液压管线(来自泵755、757的线)收集的数据并生成为一个或多个线确定的压力相关的故障警示。这些故障可以包括未能维持与每条线相关的特定压力的故障、未能维持特定的流速的故障等等。在其他例子中，远程监控系统720也可以分析从与顶部支撑系统750的各种组件相关的一个或多个换能器收集的数据。例如，远程监控系统720可以分析从左支柱和右支柱压力传感器789、791收集的数据，以确定一个或多个传感器是否未能检测精确的数据或支柱在哪些地方正在泄漏或失去压力(可能基于从邻近的顶部支撑的已知正在工作的传感器收集的数据，或者基于从顶部支撑系统750的各种组件和传感器收集的其他数据)。同样地，远程监控系统720可以确定这些故障并且生成详细描述故障的警示。

因此，本发明，除了别的之外，提供了用于检测和响应长壁挖掘系统中的顶部支撑故障的系统和方法。权利要求中给出了本发明的各种特征。

Claims (19)

1.一种监控长壁挖掘系统中的多个顶部支撑的方法，所述方法包括：

通过处理器获取所述多个顶部支撑的压力数据，所述压力数据包括在监控周期内所述多个顶部支撑中的每个顶部支撑的压力信息；

通过处理器分析所述压力数据，以确定在所述监控周期内每个顶部支撑是否发生第一类压力故障，所述第一类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第一预定时间量内达到设置压力；

生成代表确定在所述监控周期内已发生所述第一类压力故障的顶部支撑数量的故障量；以及

一旦确定所述故障量超过警示阈值，生成警示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第一预定时间量内达到高设置压力。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过处理器分析所述压力数据，以确定在所述监控周期内每个顶部支撑是否发生第二类压力故障；

生成第二故障量，该故障量代表确定在所述监控周期内已发生所述第二类压力故障的顶部支撑的数量；以及

一旦确定所述第二故障量超过第二警示阈值，生成第二警示。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第一预定时间量内达到设置压力，所述第二类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第二预定时间量内达到高设置压力。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二预定时间量大于第一预定时间量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述警示阈值为大于所述多个顶部支撑的4％且小于所述多个顶部支撑的25％的数值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障量表示确定具有所述第一类压力故障并且连续地布置的顶部支撑的数量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障量表示确定具有所述第一类压力故障的连续和非连续的顶部支撑的数量，所述方法还包括：

生成连续故障量，该连续故障量代表确定已发生所述第一类压力故障的连续的顶部支撑的数量；以及

一旦确定所述连续故障量超过第二警示阈值，生成警示；

其中，所述第二警示阈值小于所述警示阈值。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控周期为预定时间期间或相对剪切周期所定义的周期。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：针对后续监控周期执行获取压力数据、分析所述压力数据、生成故障量、和生成警示的步骤。

11.一种用于具有多个顶部支撑的长壁挖掘系统的监控装置，每个顶部支撑包括压力传感器，该压力传感器用于在监控周期内确定所述顶部支撑的压力等级，所述监控装置包括：

监控模块，所述监控模块在处理器上实施，所述监控模块与所述多个顶部支撑进行通讯以接收压力数据，所述压力数据包括已确定的压力等级，所述监控模块包括：

分析模块，所述分析模块被配置为分析所述压力数据并确定在所述监控周期内每个顶部支撑是否发生第一类压力故障，所述第一类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第一预定时间量内达到设置压力；

计数模块，所述计数模块被配置为生成故障量，该故障量代表确定在所述监控周期内已发生所述第一类压力故障的顶部支撑的数量；以及

警示模块，所述警示模块被配置为一旦确定所述故障量超过警示阈值即生成警示。

12.根据权利要求11所述的监控装置，其特征在于，所述长壁挖掘系统包括提供设置压力的设置压力液压管线；

其中所述多个顶部支撑以菊花链排列方式耦接到所述设置压力液压管线；以及

其中所述第一类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第一预定时间量内达到设置压力。

13.根据权利要求11所述的监控装置，其特征在于，所述长壁挖掘系统包括提供高设置压力的高设置压力液压管线；

其中所述多个顶部支撑以菊花链排列方式耦接到所述高设置压力液压管线；以及

其中所述第一类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第一预定时间量内达到高设置压力。

14.根据权利要求11所述的监控装置，其特征在于，所述长壁挖掘系统包括为所述多个顶部支撑提供设置压力的设置压力液压管线以及为所述多个顶部支撑提供高设置压力的高设置压力液压管线。

15.根据权利要求14所述的监控装置，其特征在于，所述分析模块还被配置为分析所述压力数据并确定在所述监控周期内每个顶部支撑是否发生第二类压力故障，所述第二类压力故障指示特定的顶部支撑未能在第二预定时间量内达到高设置压力。

16.根据权利要求15所述的监控装置，其特征在于，所述第二预定时间量大于所述第一预定时间量。

17.根据权利要求11所述的监控装置，其特征在于，所述警示阈值为大于所述多个顶部支撑的4％且小于所述多个顶部支撑的25％的数值。

18.根据权利要求11所述的监控装置，其特征在于，所述故障量表示确定具有所述第一类压力故障并且连续地放置的顶部支撑的数量。

19.根据权利要求11所述的监控装置，其特征在于，所述故障量表示确定具有所述第一类压力故障的连续和非连续的顶部支撑的总数，所述监控装置还包括：

用于生成代表确定已发生所述第一类压力故障的连续顶部支撑的数量的连续故障量的模块；以及

用于在确定所述连续故障量超过第二警示阈值时生成警示的模块；

其中，所述第二警示阈值小于所述警示阈值。

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