CN113431616A - 矿用工作面推进度测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种矿用工作面推进度测量方法及装置，其中，矿用工作面推进度测量方法包括以下步骤：利用进行推进的液压支架上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架上的第二点之间的实时距离获得液压支架的单次移动量的第一测量结果；通过测量液压支架与回采面煤壁的垂直距离变化量获得单次移动量的第二测量结果；第一测量结果与第二测量结果求平均值获得单次推进度；根据单次推进度获得总推进度。本发明提供的矿用工作面推进度测量方法及装置，将两种单次移动量获得途径相互印证，相较于常用的推进度测量方法，受工作面粉尘及人员移动等因素的干扰小，测量准确度更高。
Description
技术领域
本发明涉及矿用设备技术领域，尤其涉及一种矿用工作面推进度测量方法及装置。
背景技术
随着矿井技术的不断发展，综放开采技术具有高效、高产和安全等特点，已经成为厚煤层开采的主要技术。
目前常用的推进度测量方法如下：
1、人工记录移架次数n，每次移架步距按固定值计算得出推进度。
2、利用红外激光测距传感器，测量位置到煤壁间相对变化量来推算推进度。
上述方法存在以下缺陷：
1、人工测量记录时，存在人员读数误差，移架步距可能存在偏差，导致统计数值不准确。
2、综采工作面粉尘严重，激光传感器测量通路易受干扰，也会受到人员移动因素干扰，直接影响数据分析。
发明内容
本发明提供一种矿用工作面推进度测量方法及装置，用以解决现有技术中推进度测量方法数值不准确的问题。
本发明提供一种矿用工作面推进度测量方法，包括以下步骤：
利用进行推进的液压支架上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架上的第二点之间的实时距离获得液压支架的单次移动量的第一测量结果；
在所述进行推进的液压支架完成推进的过程中，通过测量所述进行推进的液压支架与回采面煤壁的垂直距离变化量获得液压支架的单次移动量的第二测量结果；
将所述第一测量结果与所述第二测量结果求平均值获得单次推进度；
根据所述单次推进度获得总推进度。
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量方法，所述利用进行推进的液压支架上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架上的第二点之间的实时距离获得液压支架的单次移动量的第一测量结果包括：
获得相邻液压支架之间的垂直距离h；
测量推进前所述第一点与所述第二点的距离h1；
测量推进后所述第一点与所述第二点的距离h2；
通过以下公式获得所述第一测量结果Δh：
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量方法，所述总推进度通过以下公式获得：
其中，ΔL为第二测量结果；
n为液压支架的推进次数。
本发明还提供一种矿用工作面推进度测量装置，包括：
第一测距单元，用于测量进行推进的液压支架上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架上的第二点之间的实时距离，以及用于测量相邻液压支架之间的间距；
第二测距单元，用于测量进行推进的液压支架与回采面煤壁的垂直距离变化量；
控制器，分别与所述第一测距单元和所述第二测距单元电连接，用于根据所述第一测距单元和所述第二测距单元的测量结果获得单次推进度和总推进度。
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量装置，还包括压力传感器，所述压力传感器的测量端接入所述液压支架的导油管中，所述压力传感器与所述控制器电连接。
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量装置，所述第一测距单元包括无线测距传感器和无线标签，所述无线测距传感器和所述无线标签的其中一者设置在所述第一点所在的位置，其中的另一者设置在所述第二点所在的位置，所述无线测距传感器与所述控制器电连接。
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量装置，所述第二测距单元包括激光传感器，所述激光传感器设置在所述进行推进的液压支架上，所述激光传感器的检测端朝向所述回采面煤壁。
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量装置，所述激光传感器设置在所述第一点所在的位置。
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量装置，还包括电源电路，所述电源电路与所述控制器电连接，用于供应电能。
根据本发明提供的一种矿用工作面推进度测量装置，还包括显示装置，所述显示装置与所述控制器电连接，用于显示所述第一测距单元和所述第二测距单元的测量结果以及单次推进度和总推进度。
本发明提供的矿用工作面推进度测量方法及装置，利用相邻的液压支架的实时距离获得的单次移动量，与通过测量进行推进的液压支架与回采面煤壁的垂直距离变化量获得的单次移动量求平均值，以获得单次推进度，两种单次移动量获得途径相互印证，相较于常用的推进度测量方法，受工作面粉尘及人员移动等因素的干扰小，测量准确度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的矿用工作面推进度测量方法的流程图；
图2是本发明提供的矿用工作面推进度测量装置在液压支架未推进时的状态图；
图3是本发明提供的矿用工作面推进度测量装置在液压支架推进完成时的状态图；
图4是本发明提供的矿用工作面推进度测量装置的电路连接结构示意图。
附图标记：
1、回采面煤壁； 2、液压支架； 3、无线测距传感器；
4、激光传感器； 5、控制器； 6、压力传感器；
7、电源电路； 8、CAN通讯电路； 9、显示装置
10、无线标签。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图4描述本发明实施例的矿用工作面推进度测量方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用进行推进的液压支架2上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架2上的第二点之间的实时距离获得液压支架2的单次移动量的第一测量结果Δh。此测量过程中，液压支架2之间不会受到综采工作面粉尘及人员移动等因素的干扰，测量结果较为准确。
进一步地，可采集液压支架2的驱动油压信息，以便于确认液压支架2是否发生移架以及移架是否完成，提高数据分析的稳定性。
S2、在进行推进的液压支架2完成推进的过程中，通过测量进行推进的液压支架2与回采面煤壁1的垂直距离变化量获得液压支架2的单次移动量的第二测量结果。记第二测量结果为ΔL，液压支架2在推进之前与回采面煤壁1的垂直距离为L1，液压支架2在单次推进后与回采面煤壁1的垂直距离为L，则：ΔL＝L1-L。
S3、将第一测量结果与第二测量结果求平均值获得单次推进度ΔS，ΔS＝(Δh+ΔL)/2。将通过相邻液压支架2的相对位移获得的第一测量结果Δh与传统测量方法获得的第二测量结果ΔL求平均值，以相互印证，能够使测量结果更准确，受外界因素影响更小。
S4、根据单次推进度获得总推进度，当推进次数为n时，总推进度通过以下公式获得：
在本发明一个实施例中，步骤S1中的利用进行推进的液压支架2上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架2上的第二点之间的实时距离获得液压支架2的单次移动量的第一测量结果具体包括：
S11、获得相邻液压支架2之间的垂直距离h，此过程可通过测距传感器沿平行于回采面煤壁1的方向(即垂直于液压支架2推进方向)进行测量获得。
S12、测量推进前第一点与第二点的距离h1；
S13、测量推进后第一点与第二点的距离h2；
S14、通过以下公式获得第一测量结果Δh：
上述计算过程中，利用勾股定理分别获得推进前、后第一点与第二点在推进方向上的距离分量，再将推进后第一点与第二点在推进方向上的距离分量与推进前第一点与第二点在推进方向上的距离分量求差，即可获得液压支架2的单次移动量的第一测量结果Δh。巧妙地利用第一点与第二点的相对位置获得液压支架2的单次移动量，有利于简化测量过程，减小外界干扰。
在本发明一个实施例中，还提供了一种矿用工作面推进度测量装置，下文描述的矿用工作面推进度测量装置与上文描述的矿用工作面推进度测量方法可相互对应参照，并且通过下文描述的矿用工作面推进度测量装置能够适用于上文描述的矿用工作面推进度测量方法。
矿用工作面推进度测量装置包括第一测量单元、第二测量单元和控制器5。其中，第一测距单元用于测量进行推进的液压支架2上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架2上的第二点之间的实时距离，以及用于测量相邻液压支架2之间的间距。为便于进行测量，第一点和第二点可选用相邻液压支架2上相对面上的两点，此种情况下，当第一点和第二点沿平行于回采面煤壁1的方向对齐时，第一点和第二点之间的距离即为相邻液压支架2之间的间距。
第二测距单元，用于测量进行推进的液压支架2与回采面煤壁1的垂直距离变化量。
控制器5分别与第一测距单元和第二测距单元电连接，用于根据第一测距单元和第二测距单元的测量结果获得单次推进度和总推进度。控制器5可以采用MCU微控制器。控制器5与第一测距单元、第二测距单元等部分之间可以通过CAN通讯电路8进行连接。
在本发明一个实施例中，矿用工作面推进度测量装置还包括压力传感器6，压力传感器6的测量端接入液压支架2的导油管中，压力传感器6与控制器5电连接，压力传感器6能够采集获得液压支架2的油压信息，控制器5通过压力传感器6获得的油压信息判断液压支架2是否发生移架及移架是否完成，提高数据分析稳定性。
在本发明一个实施例中，第一测距单元包括无线测距传感器3和无线标签10，无线测距传感器3和无线标签10的其中一者设置在第一点所在的位置，其中的另一者设置在第二点所在的位置，无线测距传感器3通过测量到无线标签10的距离即可获得第一点和第二点的距离，无线测距传感器3与控制器5电连接，控制器5根据无线测距传感器3的测量数据获得第一测量结果。
在本发明一个实施例中，第二测距单元包括激光传感器4，激光传感器4设置在进行推进的液压支架2上，激光传感器4的检测端朝向回采面煤壁1。控制器5通过推进前激光传感器4的测量值与推进后激光传感器4的测量值求差获得第二测量结果，因而激光传感器4安装在液压支架2的任意位置均能达到测量需求。为简化生产、安装步骤，激光传感器4可以与无线测距传感器3一同安装在第一点所在的位置。
可选的，矿用工作面推进度测量装置还包括电源电路7，电源电路7与控制器5电连接，用于供应电能。
可选的，矿用工作面推进度测量装置还包括显示装置9，显示装置9与控制器5电连接，用于显示第一测距单元和第二测距单元的测量结果以及单次推进度和总推进度，以便于实时观察。
本发明提供的矿用工作面推进度测量方法及装置，能够有效提高测量准确性，受外界因素干扰较小，并且具有结构简单、测量结果直观、易于使用操作等优点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种矿用工作面推进度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用进行推进的液压支架上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架上的第二点之间的实时距离获得液压支架的单次移动量的第一测量结果；
在所述进行推进的液压支架完成推进的过程中，通过测量所述进行推进的液压支架与回采面煤壁的垂直距离变化量获得液压支架的单次移动量的第二测量结果；
将所述第一测量结果与所述第二测量结果求平均值获得单次推进度；
根据所述单次推进度获得总推进度。
2.根据权利要求1所述的矿用工作面推进度测量方法，其特征在于，所述利用进行推进的液压支架上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架上的第二点之间的实时距离获得液压支架的单次移动量的第一测量结果包括：
获得相邻液压支架之间的垂直距离h；
测量推进前所述第一点与所述第二点的距离h1；
测量推进后所述第一点与所述第二点的距离h2；
通过以下公式获得所述第一测量结果Δh：
3.根据权利要求2所述的矿用工作面推进度测量方法，其特征在于，所述总推进度通过以下公式获得：
其中，ΔL为第二测量结果；
n为液压支架的推进次数。
4.一种矿用工作面推进度测量装置，其特征在于，包括：
第一测距单元，用于测量进行推进的液压支架上的第一点与相邻的已完成推进的液压支架上的第二点之间的实时距离，以及用于测量相邻液压支架之间的间距；
第二测距单元，用于测量进行推进的液压支架与回采面煤壁的垂直距离变化量；
控制器，分别与所述第一测距单元和所述第二测距单元电连接，用于根据所述第一测距单元和所述第二测距单元的测量结果获得单次推进度和总推进度。
5.根据权利要求4所述的矿用工作面推进度测量装置，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器的测量端接入所述液压支架的导油管中，所述压力传感器与所述控制器电连接。
6.根据权利要求4所述的矿用工作面推进度测量装置，其特征在于，所述第一测距单元包括无线测距传感器和无线标签，所述无线测距传感器和所述无线标签的其中一者设置在所述第一点所在的位置，其中的另一者设置在所述第二点所在的位置，所述无线测距传感器与所述控制器电连接。
7.根据权利要求4所述的矿用工作面推进度测量装置，其特征在于，所述第二测距单元包括激光传感器，所述激光传感器设置在所述进行推进的液压支架上，所述激光传感器的检测端朝向所述回采面煤壁。
8.根据权利要求7所述的矿用工作面推进度测量装置，其特征在于，所述激光传感器设置在所述第一点所在的位置。
9.根据权利要求4所述的矿用工作面推进度测量装置，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路与所述控制器电连接，用于供应电能。
10.根据权利要求4所述的矿用工作面推进度测量装置，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置与所述控制器电连接，用于显示所述第一测距单元和所述第二测距单元的测量结果以及单次推进度和总推进度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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