CN114991844B - 一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，属于智能化综采工作面矿压数据采集统计技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括如下步骤：以一次采煤循环周期为依据，采集初撑力及循环末阻力，并进行数据统计；利用液压支架电液控制系统关联立柱升降动作，通过移架动作对初撑力和循环末阻力进行采集及统计；有效的剔除了虚假、重复、无效数据，最终为矿压判断提供较为精确的数据；本发明应用于煤矿综采工作面矿压数据采集。
Description
技术领域
本发明提供了一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，属于智能化综采工作面矿压数据采集统计技术领域。
背景技术
目前综采工作面通常每10架支架配置1台矿压监测分站，每台分站连接压力传感器采集1架支架的立柱压力。此矿压监测系统不能覆盖所有支架，且初撑力、循环末阻力的判断只是依据压力的变化及变化率算法来判别，并没有关联支架动作。
随着煤矿智能化的发展，越来越多的综采工作面要求安装液压支架电液控制系统，通过电液控制系统可以采集工作面所有支架立柱的压力传感器数据，海量的数据如果得到有效的利用，可以实时监控随着工作面推进中顶板压力的变化情况，这不仅可以增强开采安全性还可以为开采设备提供有效支护保障。
本发明有效的利用液压支架电液控制系统采集综采工作面原始、全部的矿压数据，无需再布置监测分站。利用液压支架电液控制系统关联立柱升降动作，改变原依据压力的变化及变化率的算法，对煤矿智能化综采工作面矿压数据进行更合理的采集、统计，为进一步精确判断顶板来压提供数据支撑。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法的改进。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，包括如下步骤：
以一次采煤循环周期为依据，采集初撑力及循环末阻力，并进行数据统计；
其中初撑力的采集及统计方法如下：
当支架有移架动作后，T10时间内允许采集初撑力；若T11时间内未能完成一次初撑力采集，则放弃本次采集；
同时，规定支架连续升柱T12时间及以上，且立柱压力达到P0压力及以上，认为是有效升柱动作，此时统计支架升柱完成后T13时间内的立柱压力，取其平均值作为初撑力，若升柱时间小于T12时间，或立柱压力小于P0压力，则认为是非有效升柱动作，放弃本次采集；
若支架升柱完成T14时间内，再次出现有效升柱动作，则重复初撑力的统计，新统计数据有效，上一次统计数据丢弃；若支架升柱完成后T15时间内无升柱动作，本次采煤循环周期内初撑力采集完成；
循环末阻力的采集及统计方法如下：
在降柱动作后，统计降柱动作发生前T20时间内的立柱压力，取最大值作为待确认的循环末阻力，若降柱后T21时间内出现移架动作，则确认上述最大值为循环末阻力；若降柱后T21时间内没有出现移架动作，则放弃记录。
所述一次采煤循环周期以液压支架的移架动作作为判断标准。
所述初撑力、循环末阻力通过设置在立柱下腔的液控单向阀上的矿用本安型压力传感器进行采集。
所述移架动作通过安装在推移油缸内的矿用本安型行程传感器进行采集。
所述矿用本安型压力传感器、矿用本安型行程传感器分别通过导线与支架控制器相连，在一个支架上分别安装一组矿用本安型压力传感器、矿用本安型行程传感器、支架控制器，多个支架控制器分别通过有线或无线与端头计算机相连，所述端头计算机布置在顺槽列车上。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明结合移架动作对初撑力和循环末阻力进行采集及统计，有效的剔除了虚假、重复、无效数据，最终为矿压判断提供较为精确的数据。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明硬件采集系统的结构示意图；
图2为本发明初撑力采集及统计方法的时间序列示意图；
图3为本发明采集统计的液压支架初撑力变化过程的示意图，横坐标为同一工作面支架序号，纵坐标为初撑力值（规定时间内压力的平均值）；
图4为本发明循环末阻力采集及统计方法的时间序列示意图；
图5为本发明采集统计循环末阻力变化过程的示意图，横坐标为同一工作面支架序号，纵坐标为末阻值。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明提供的煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，应用了液压支架电液控制系统中矿用本安型支架控制器、矿用本安型压力传感器和端头计算机。
所述的矿用本安型支架控制器安装在支架上，通过电缆连接器与矿用本安型压力传感器连接。所述的矿用本安型压力传感器安装在立柱下腔的液控单向阀上。所述的端头计算机布置在顺槽列车上，安装有专用矿压监测软件。该软件有数据上传功能。
所述的初撑力采集方法如下：当支架有移架动作后，T10时间（假设10分钟）内允许采集初撑力；若T11时间（假设5分钟）内未能完成一次初撑力采集，则放弃本次采集。同时规定，支架连续升柱T12时间（假设4秒）及以上，且立柱压力达到P0压力（假设18MPa）及以上，认为是有效升柱动作；若升柱时间小于T12时间（假设4秒），且立柱压力小于P0压力（假设18MPa），则认为是非有效升柱动作。对有效升柱动作，统计支架升柱完成后T13时间（假设1分钟）内的立柱压力，取其平均值作为初撑力。若支架升柱完成T14时间（假设2分钟）内，再次出现有效升柱动作，则重复初撑力的统计，新统计数据有效，上一次统计数据丢弃；若支架升柱完成后T15时间（假设3分钟）内无升柱动作，本次采煤循环周期内初撑力采集完成。
所述的循环末阻力采集方法如下：在降柱动作后，统计降柱动作发生前T20时间（假设10秒）内的立柱压力，取最大值作为待确认的循环末阻力。若降柱后T21时间（假设20秒）内出现移架动作，则确认该循环末阻力；若降柱后T21时间（假设20秒）内没有出现移架动作，则放弃记录。
本发明将支架初撑力、循环末阻力关联支架实际动作，并按照实际工况优化了采集方法，有效的剔除了虚假、重复、无效数据，最终为矿压判断提供较为精确的数据。
本发明通过矿用本安型支架控制器、矿用本安型压力传感器、矿用本安型行程传感器进行数据采集；所述的矿用本安型支架控制器安装在支架上，通过电缆连接器和矿用本安型行程传感器和矿用本安型压力传感器，所述的矿用本安型压力传感器安装在立柱下腔的液控单向阀，所述的矿用本安型行程传感器安装在推移油缸内。
关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (5)
1.一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，其特征在于：包括如下步骤：
以一次采煤循环周期为依据，采集初撑力及循环末阻力，并进行数据统计；
其中初撑力的采集及统计方法如下：
当支架有移架动作后，T10时间内允许采集初撑力；若T11时间内未能完成一次初撑力采集，则放弃本次采集；
同时，规定支架连续升柱T12时间及以上，且立柱压力达到P0压力及以上，认为是有效升柱动作，此时统计支架升柱完成后T13时间内的立柱压力，取其平均值作为初撑力，若升柱时间小于T12时间，或立柱压力小于P0压力，则认为是非有效升柱动作，放弃本次采集；
若支架升柱完成T14时间内，再次出现有效升柱动作，则重复初撑力的统计，新统计数据有效，上一次统计数据丢弃；若支架升柱完成后T15时间内无升柱动作，本次采煤循环周期内初撑力采集完成；
循环末阻力的采集及统计方法如下：
在降柱动作后，统计降柱动作发生前T20时间内的立柱压力，取最大值作为待确认的循环末阻力，若降柱后T21时间内出现移架动作，则确认上述最大值为循环末阻力；若降柱后T21时间内没有出现移架动作，则放弃记录。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，其特征在于：所述一次采煤循环周期以液压支架的移架动作作为判断标准。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，其特征在于：所述初撑力、循环末阻力通过设置在立柱下腔的液控单向阀上的矿用本安型压力传感器进行采集。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，其特征在于：所述移架动作通过安装在推移油缸内的矿用本安型行程传感器进行采集。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿智能化综采工作面矿压数据采集及统计方法，其特征在于：所述矿用本安型压力传感器、矿用本安型行程传感器分别通过导线与支架控制器相连，在一个支架上分别安装一组矿用本安型压力传感器、矿用本安型行程传感器、支架控制器，多个支架控制器分别通过有线或无线与端头计算机相连，所述端头计算机布置在顺槽列车上。
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