CN110779483A - 一种区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，属于矿用设备技术领域，包括割煤循环划分的确定，支架初撑高度的确定，支架循环末高度的确定，支架活柱缩量的确定，主动缩量的确定，被动缩量的确定。通过本发明方法既可得到主动缩量的数值，又可得到被动缩量的数值；通过被动缩量数值的大小，可以反映出综采工作面在单个循环来压强度。

Description

一种区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法
技术领域
本发明属于矿用设备技术领域，具体涉及一种区别活柱主动缩量与被动缩量的分析方法。
背景技术
现在大多数煤矿已经实现了对采煤工作面液压支架工作阻力、割煤机位置、顶梁回转角、活柱缩量等参数的实时监测，对于活柱缩量数据的分析相对太少，且没有将主动缩量与被动缩量区分开，对于液压支架工作阻力数据的分析已相对成熟，能够通过对支架工作阻力数据的分析得到来压步距、来压强度等参数，但是仅通过分析支架工作阻力数据得到的参数存在一定的误差。因此，需要一种分析方法，能够分析主动缩量与被动缩量，结合支架工作阻力的数据分析，得到更为准确的矿压参数。
通过对监测到的活柱缩量数据进行分析，得到主动缩量与被动缩量，再分析出来压步距与来压强度等参数，与分析支架工作阻力数据得到参数进行对比分析。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种区别活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，包括如下步骤：
步骤1：确定割煤循环划分；
通过支架工作阻力及支架实时支撑高度的有规律的变化来划分割煤循环；具体为：先找出支架工作阻力的转折点，根据转折点找出支架实时支撑高度，进而划分出割煤循环；
步骤2：确定支架初撑高度；
支架在初撑阶段，最高支撑高度为支架初撑高度；
步骤3：确定支架循环末支撑高度；
支架在循环末阶段，最低支撑高度为支架循环末支撑高度；
步骤4：确定支架活柱缩量；
在一个循环内，支架初撑高度减去支架循环末支撑高度为支架活柱缩量；
步骤5：确定主动缩量；
在一个循环内，存在人为降架的情况，对应的活柱缩量为主动缩量；
步骤6：确定被动缩量；
在一个循环内，由于顶板运动，产生的活柱缩量为被动缩量。
优选地，在步骤1中，随着工作面的开采，液压支架有规律的前移，支架工作阻力有规律的变化，通过监测支架工作阻力变化，按支架工作阻力变化划分割煤循环，再查询对应时间段内支架支撑实时支撑高度，即为本工作循环内支架实时支撑高度变化。
优选地，在步骤2中，根据支架实时支撑高度数据划分完割煤循环后，在本循环内，支架最高高度为初撑高度，初撑高度是本循环内支架实时支撑高度变化的初始值。
优选地，在步骤3中，根据支架实时支撑高度数据划分完割煤循环后，在本循环内，支架最低高度为循环末高度，支架循环末支撑高度为支架正常支撑阶段的最后状态。
优选地，在步骤4中，立柱活柱缩量即单循环内立柱长度的变化量，即：ΔH＝H主+H被。
优选地，在步骤5中，主动缩量ΔH主＝H2-H3。
优选地，在步骤6中，被动缩量ΔH被＝(H0-H3)+(H0-H末)。
本发明所带来的有益技术效果：
通过本发明方法，既可得到主动缩量的数值，又可得到被动缩量的数值；通过被动缩量数值的大小，可以反映出采煤工作面在单个循环来压强度。
附图说明
图1为支架支撑高度随支架压力变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
一种区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，包括如下步骤：
步骤1：割煤循环划分的确定
在工作面回采过程中，根据移架时支架与顶板之间的相对位置关系，将移架方式分为普通移架和带压移架，t1到t7的时间为一个割煤循环；
1)普通移架是最常用的一种移架方式，即移架过程中支架与顶板完全脱离,支架对顶板无支撑力，顶梁有明显的下沉动作。拉架到位后，支架打压升架。
普通移架方式在移架过程中支架支撑高度方面最大的特点是:短时间内存在明显的支撑高度先降低，再升高的过程。
普通移架过程中，根据支架实时支撑高度先降后升的特点，在支架实时支撑高度曲线中，寻找这种突变点，这种突变点即为支架移架过程的支架实支架实时支撑高度即为该支架个到煤循环内的实时支支撑高度变化记录。两个转折点之间的支架实时支撑高度即为支架该支架一个割煤循环内的实时支撑高度变化记录。
2)带压移架是一种特殊移架方式，移架过程中，移架支架不完全卸压，支架只部分降压，降压结束后支架扔保持较低的残余工作阻力，在推移千斤顶的作用下克服支架与顶底板之间的摩擦力，强制性将支架拖移到位，然后支架加压支撑顶板。移架过程中支架始终保持对顶板的支撑，支架与顶板不脱离。顶梁无下沉动作，始终保持与顶板接触。当顶板破碎时，普通移架降架过程中，破碎的顶板容易从支架前端及两侧缝隙中冒落，不利于顶板管理，而带压移架可以很好的限制顶板冒落，在破碎顶板采场往往要求带压移架。
带压移架在支架支撑高度方面最大的特点是:支架不完全卸压，移架过程中没有支架支撑高度明显降低的过程。
因带压移架前后，支架支撑高度无明显降低过程，仅仅通过支架实时支撑高度变化监测无法划分工作循环。若要对支架实时支撑高度监测数据进行循环划分，需要在支架实时支撑高度监测的同时，监测支架工作阻力，无论支架高度是否变化，在移架过程中，支架工作阻力必然降低。通过监测支架工作阻力变化，按支架工作阻力变化划分割煤循环，再查询对应时间段内支架支撑实时支撑高度，即为本工作循环内支架支持撑高度变化。
随着工作面的开采，液压支架有规律的前移，支架工作阻力由规律的变化，通过监测支架工作阻力变化，按支架工作阻力变化划分割煤循环，再查询对应时间段内支架支撑实时支撑高度。
步骤2：支架初撑高度的确定
根据支架实时支撑高度数据划分完割煤循环后，在本循环内，支架最高高度为初撑高度。
支架初撑文撑高度即支架移最大支撑高度。对于支架初撑支撑高度的确定，首先要根据支架实时支撑高度数据(或根据压力数据)划分工作循环，在本割煤循环内，其最高高度即为初撑高度。初撑支撑高度是本循环内支架实时支撑高度变化的初始值，t1对应的支撑高度为支架初撑高度；
步骤3：支架循环末高度的确定
根据支架实时支撑高度数据划分完割煤循环后，在本循环内，支架最低高度为循环末高度。
支架循环末支撑高度即本割煤循环内移架前最后时刻的支架支撑高度。在正常情况下，一个割煤循环内，支架循环末支撑高度应该是除去移架过程中降底高度，支架正常支撑阶段的最低高度。对于支架循环未支撑高度的确定，在划分割煤循环后，本割煤循环内，移架前的最低支撑高度即为支架循环末支撑高度，t3对应的支撑高度为支架循环末高度；
支架支撑高度即为支架循环未支撑高度。支架循环末支撑高度为支架正常支撑阶段的最后状态，应与移架过程中支架支撑高度区分。支架初撑高度至支架循环未支撑高度的变化是顶板运动的结果，而移架过程中，支架降压降架，是人为操作的结果。
步骤4：支架活柱缩量的确定
支架活柱缩量为初撑高度减去循环末高度。
立柱单循环内活柱缩量，即：ΔH＝H主+H被。
步骤5：主动缩量的确定
在一个循环内，存在人为降架的情况，人为降架的产生的活柱缩量为主动缩量；
ΔH主＝H2-H3。
步骤6：被动缩量的确定
在一个循环内，由于顶板运动，产生的活柱缩量为被动缩量；
ΔH被＝(H0-H3)+(H0-H末)。
在支架工作过程中，支架支撑高度随支架压力变化如图1所示；
曲线1代表支架工作阻力的变化，曲线2代表支架支撑高度的变化；
(1)在支架初撑阶段(t0-t1)，随支架触顶打压结束，为主动支撑，支架工作阻力达到初撑力P0，支架支撑高度对应达到H0；
(2)在支架首次增阻阶段(t1-t2)，随着工作面回采，顶板开始受力运动下沉，支架工作阻力上升，由初撑力P0升至额定工作阻力Pt，支架支撑高度逐渐降低，在安全阀开启前，支架的支承高度由H0高度降为H1；
(3)在支架首次恒阻阶段(t2-t3)，支架工作阻力基本保持不变，安全阀开启泄液，支架支撑高度由H1降低到H2；
(4)在(t3-t4)阶段，由于人为控制支架泄压降架，支架工作阻力由Pt下降到P1，支架支撑高度由H2降低到H3；
(5)在(t4-t5)阶段，再次给支架打压，支架工作阻力由P1上升到P0，支架支撑高度由H3再次上升到H0；
(6)在支架再次增阻阶段(t5-t6)，随着工作面回采，顶板开始受力运动下沉，支架工作阻力上升，由初撑力P0升至额定工作阻力Pt，支架支撑高度逐渐降低，在安全阀开启前，支架的支承高度由H0高度降为H1；
(7)在支架再次恒阻阶段(t6-t7)，支架工作阻力基本保持不变，安全阀开启泄液，支架支撑高度最终会由H1降低到H末。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：确定割煤循环划分；
通过支架工作阻力及支架实时支撑高度的有规律的变化来划分割煤循环；具体为：先找出支架工作阻力的转折点，根据转折点找出支架实时支撑高度，进而划分出割煤循环；
步骤2：确定支架初撑高度；
支架在初撑阶段，最高支撑高度为支架初撑高度；
步骤3：确定支架循环末支撑高度；
支架在循环末阶段，最低支撑高度为支架循环末支撑高度；
步骤4：确定支架活柱缩量；
在一个循环内，支架初撑高度减去支架循环末支撑高度为支架活柱缩量；
步骤5：确定主动缩量；
在一个循环内，存在人为降架的情况，对应的活柱缩量为主动缩量；
步骤6：确定被动缩量；
在一个循环内，由于顶板运动，产生的活柱缩量为被动缩量。
2.根据权利要求1所述的区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，其特征在于：在步骤1中，随着工作面的开采，液压支架有规律的前移，支架工作阻力有规律的变化，通过监测支架工作阻力变化，按支架工作阻力变化划分割煤循环，再查询对应时间段内支架支撑实时支撑高度，即为本工作循环内支架实时支撑高度变化。
3.根据权利要求1所述的区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，其特征在于：在步骤2中，根据支架实时支撑高度数据划分完割煤循环后，在本循环内，支架最高高度为初撑高度，初撑高度是本循环内支架实时支撑高度变化的初始值。
4.根据权利要求1所述的区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，其特征在于：在步骤3中，根据支架实时支撑高度数据划分完割煤循环后，在本循环内，支架最低高度为循环末高度，支架循环末支撑高度为支架正常支撑阶段的最后状态。
5.根据权利要求1所述的区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，其特征在于：在步骤4中，立柱活柱缩量即单循环内立柱长度的变化量，即：ΔH＝H主+H被。
6.根据权利要求1所述的区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，其特征在于：在步骤5中，主动缩量ΔH主＝H2-H3。
7.根据权利要求1所述的区别液压支架活柱主动缩量与被动缩量的分析方法，其特征在于：在步骤6中，被动缩量ΔH被＝(H0-H3)+(H0-H末)。
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