煤矿综放液压支架自适应控制系统研究

为实现煤矿放顶煤安全生产,研发了放顶煤液压支架支护质量综合监测保障系统,通过对液压支架姿态、支护状态和受力状态的实时监测、预警,可实现智能化调整。根据现场试验得到大量数据,对数据进行处理分析,针对3种不同的测量元件布置方案进行比对、论证,证明顶梁-前连杆-底座布置方案较好,它有利于提高系统测量精度和运行平稳性。这种基于电液控制系统与质量综合监测保障系统的集成,可实现放顶煤液压支架的自适应控制。     

液压支架网络化智能感控方法

在智能化综采工作面,液压支架的智能化技术对顶板及煤壁的安全控制、三机的协调运行及工作面的循环推进起着关键保障作用。针对煤矿智能化开采的技术现状及发展趋势,分析了液压支架与围岩的耦合状态、液压支架动作过程、支架与刮板输送机的协同控制、护帮板与煤壁耦合状态等感知功能需求,提出了相应的感知方法及传感元件的布置方案。在分析感知需求的基础上,提出了液压支架感知元件的结构框架及数字化感知网络架构。感知元件具有自供电数字化信号无线传输功能、架内无线传感网络采用ZigBee通信方式,所有无线感知信号通过信息接收装置进行存储、处理,然后通过RS485总线与支架控制器通讯,架间信息传输采用工业以太网。实现全面感知液压支架的位置、姿态、工作阻力、载荷分布、液压控制回路关键参数等信息。依据这些信息,结合矿压理论及支架与围岩耦合机理,可以实时掌握顶板状态、来压规律以及来压过程支架与围岩的耦合特性;利用数字化感控网络,液压支架各个动作的控制回路可以实现开关式闭环控制,可以为液压支架对围岩的自适应调节、推溜拉架的平直度控制、跟机移架自适应控制以及综采装备物联网的构建等智能化水平的进一步提升提供必要的信息支撑。     

基于LabVIEW液压支架压力监测系统设计

液压支架的承载压力是影响其安全的重要因素,针对目前矿用液压支架压力监测方面的缺陷,设计了一种基于Lab VIEW的矿用液压支架压力监测系统。主要采用Lab VIEW实时采集存储支架压力的工况信息,以单片机和Lab VIEW为基础进行数据的处理与显示,提高对液压支架的实时控制性。重点介绍系统构成、软硬件设计等。该系统通过采集数据分析,可为监测综采工作面的顶板压力提供了一种有效可行的分析方法,确保液压支架使用的安全性能。     

基于无线传感器网络的矿山压力监测系统设计及应用

 针对有线矿压系统断线频繁,可靠性低的问题,应用无线传感网络技术成功研制了高可靠性无线矿压监测系统,实现了煤矿井下采煤工作面支架工作阻力的实时监测。系统由采集节点、无线网关、地面传输接口及软件组成。采集节点采用独特的开关电源及延时启动供电技术,最大功耗为132mW,实现了大容量电池供电;通过路由路径自优化技术以及2.4GHZ频段1～11信道的优化匹配,实现点到点、点到网关最佳路径自动选择。在同煤晋华宫矿的工业性试验表明：本项目研制的无线矿压监测系统功耗低、性能可靠、数据处理效率高,能够满足井下支架压力实时监测的需要。     

矿用无线微功耗自供电姿态传感器设计和应用

针对液压支架姿态测量采用多个有线传感器具有通信电缆多、布置困难、故障点多、维护量大等问题,设计了一种具有微功耗、高精度、电池供电、无线通信兼有有线通信等特点的矿用无线姿态传感器。该传感器由高精度双轴角度测量单元、高精度A/D差分转换器、高精度数字温感器等组成,利用其可得出当前设备的水平面倾斜角度和俯仰角度数据,通过相应的补偿算法提高了传感器的精度,数据通过无线的方式上传到多功能终端。实际应用表明,该传感器安装布置简便、稳定性好、测量精度高。     

综采工作面液压支架姿态监测系统设计

针对综采面液压支架姿态参数获取难、传输距离远、传输可靠性差等问题,开发了一种基于C8051F0 20微处理器和RS485通信网络的液压支架姿态监测系统。以两立柱掩护式液压支架为模型,推导了姿态计算公式;以加速度传感器ADXL345为核心的倾角传感器可实时测得液压支架关键部件的倾角;以C8051F020微处理器为核心的检测分站通过RS485通信电路获得倾角参数,并将数据存储和通过RS485实时上传到防爆计算机;实验室调试结果表明,本系统实现了液压支架姿态在线监测功能,为现场应用提供了指导意义。     

基于PLC的液压支架远程监测系统关键技术研究

液压支架是煤矿井下综采工作面重要的设备之一,对液压支架的远程监测是实现综采工作面智能化、信息化和高效化生产的前提条件。根据液压支架的运行特点,开发了一种可以实现液压支架井下位姿、运行状态、行程信息以及工作压力等工况参数的实时采集和远程监测的液压支架远程监测系统,为综采工作面的智能化、高效化和信息化生产提供了解决方案。     

基于Ad hoc网络的矿用隔爆型馈电开关在线监控系统

将Ad hoc网络应用于矿用隔爆型馈电开关,通过查看手持终端设备,实现矿井同一工作面区域的设备巡检、预警处理等功能,通过介绍矿用隔爆型馈电开关无线节点的硬件电路,以及馈电开关处理功能的DSP模块来构建在线监测系统,并使用手机App在井下测试了实际通信质量。     

基于CAN总线及无线传感技术的液压支架压力监测系统

工作面液压支架的支护问题一直是围绕煤矿生产安全和提高工作效率的重要问题.论文介绍一种采用无线传感技术,将传感器采集到的信号通过无线模块发送给工作面检测分站,检测分站将接收到的数据进行处理后通过CAN总线上传给顺槽通信总站,并由通信总站将数据通过以太网传至地面监测站的方案.该系统实现了对工作面支架压力信号的采集、处理、传输和分析及对其在工作面、巷道和井上监控室的全面监测.     

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采是一项重大的产业技术难题,系统分析了我国冲击地压矿井分布特征、开采现状及冲击地压发展趋势,深入剖析了冲击地压矿井面临的主要开采难题。从区域地应力监测反演、矿井开拓布局优化、煤柱尺寸优化、井上下联合卸压、置换充填开采、高层位离层注浆等方面,全面阐述了冲击地压矿井全生命周期防控技术发展现状。针对巷道冲击地压防治难题,研发了冲击地压巷道全巷协同智能自适应抗冲击支护技术与装备,利用吸能防冲液压支架实现了正常状态对巷道围岩进行强支护、冲击过程迅速让位吸能的效果,结合支架智能运移装置、支架监测预警系统及全巷协同自适应抗冲击支护智能设计方法,构建了冲击地压巷道智能化吸能支护防控体系。分析了采煤工作面智能开采系统防冲原理,提出通过对围岩采动应力、覆岩断裂结构等进行监测分析,基于三维地质模型、大数据算法等对冲击地压发生位置、概率进行预测预警,并通过智能开采系统对液压支架的支护姿态与支护力、采煤机割煤速度等进行智能联动控制,实现采煤工作面智能开采与冲击地压智能防治。从采场应力与覆岩结构智能监测、冲击地压灾害数据库构建、冲击地压灾害分类预测预警等方面,分析了冲击地压智能防...     

两级多节点无线通信网络的设计及应用

针对一直困扰液压支架支护质量监测系统的通信问题,设计了两级无线网络的通信方式。一级网络通信设计了主从访问、自动组网、定向路由相结合的大功率远距离的无线通信方式;二级网络通信设计了定时发送、数据侦听、自动休眠、分频段、微功耗的无线通信方式,完成了多节点、多频段、多干扰、大数据的液压支架支护质量监测系统的通信设计。该通信网络在唐口煤矿6305工作面安装的液压支架支护质量监测系统中应用,井下应用效果良好。     

矿用临时单体液压支架在综掘工作面的应用

<正>兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿在93上07轨道顺槽采用DWL矿用临时单体液压支架作为临时支护,从而减少了围岩的变形量,实现了安全快速施工。国内矿山井下掘进工作面的临时支护基本都是采用前探梁支护方式,属于被动式支护。采用DWL矿用临时单体液压支架     

工作面支护与液压支架技术理论体系

工作面支护是安全高效综采的首要条件,液压支架是综采系统的核心。笔者和其合作团队持续30多年致力于综采工作面支护与液压支架技术理论的研究和实践,建立了综采工作面支护与液压支架技术理论体系框架,提出了液压支架与围岩耦合原理,建立液压支架与围岩耦合模型,分析了液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合规律,阐述了液压支架合理工作阻力、临界护帮力和支护系统稳定性控制策略,提出液压支架三维动态优化设计理论和方法,将围岩下沉、断裂等力、力矩以及边界条件的变化通过液压支架骨架模型传递和分解到具体的液压支架结构上,借助三维设计平台动态模拟仿真液压支架与围岩耦合作用的力学特征,优化得出对围岩最优支护效果的液压支架结构参数。提出液压支架系列型谱和工作面支护系统液压支架群组的自组织协同控制方法,将支护系统群组自组织协同控制分解为围岩自适应控制和队列保持推进控制两个控制线程,同步实现群体系统协调控制。建立了工作面支护设备技术标准体系。     

基于CAN总线及无线传感技术的液压支架压力监测系统

 工作面液压支架的支护问题一直是围绕煤矿生产安全和提高工作效率的重要问题。本论文介绍一种采用无线传感技术,将传感器采集到的信号通过无线模块发送给工作面检测分站,检测分站将接收到的数据进行处理后通过CAN总线上传给顺槽通信总站,并由通信总站将数据通过以太网传至地面监测站的方案。该系统实现了对工作面支架压力信号的采集、处理、传输和分析及对其在工作面、巷道和井上监控室的全面监测。     

综采液压支架发展回顾与前瞻

工作面支护问题始终是围绕煤矿安全、质量、效率的重要问题。综合概括了国内外液压支架的发展进程及生产使用现状 ,并重点介绍了电液控制液压支架的使用情况 ,指出了液压支架今后的发展和研究方向     

煤自燃危险区域高密度网络化监测预警系统设计与应用

针对大面积采空区煤自燃危险区域监测预警的技术难题,提出了煤自燃危险区域高密度网络化监测预警技术,设计了煤自燃危险区域高密度网络化监测预警系统的架构;研发了集温湿度、CO、O_2、CH_4、压差传感器于一体的矿用多参数无线传感器;基于Linux操作系统和嵌入式Web技术,设计了矿用无线监测基站,实现内网、外网跨平台访问实时监测信息;开发了基于Web的煤自燃危险区域高密度网络化监测预警软件。工业性试验结果表明,该系统实现了煤自燃危险区域气-温-压差的高密度网络化监测,保障了矿井安全生产。     

液压支架姿态动态监测与控制系统设计

以掩护式支架为研究对象,分析了支架姿态监测与控制的重要性,提出了以液压支架电液控制系统为基础的支架姿态动态监测与控制系统,并通过综采工作面的实际使用进行验证,结果表明,该支架姿态动态监测与控制系统可有效控制支架工作在较佳的工况下。     

基于灰色理论的液压支架姿态监测方法研究

针对当前液压支架姿态监测方法只能对单架液压支架的运行姿态数据进行监测、不能把成组液压支架相互配合运行的相关数据进行分析,存在监测漏洞、不能及时判断出成组支架出现的故障等问题,借鉴采煤机记忆截割相关理论及实践应用方法,以灰色理论为依据提出一种监测矿用综采液压支架移架姿态的方法。该方法根据液压支架前几架移架和前几个移架循环的姿态,采用横向循环和纵向循环预测相结合的方式,对移架后的支架将出现的姿态进行预测,并将预测出的支架姿态与移架后实际存在的姿态进行对比,及时发现支架在移架操作中出现的问题,确保液压支架支护的安全。试验结果表明,该方法分析预测的数据和实际移架操作后的数据结果基本一致,证明该方法有效。     

基于多传感融合的液压支架诊断与控制研究

目前矿井下综采工作面无人开采虽然已经可以实现,但是主要还是以远程人工实时监控与实时干预下进行的,若井下设备出现故障,在远程人工干预无法解决时还是需要检修人员深入井下排除故障。其中液压支架作为矿井下综采工作面主要的支护设备和动力输出设备,其数量规模庞大且结构上传动连接装置繁多,控制系统多样,对于这样庞大的系统维护检修上是相当困难的。并且对于检修维护液压支架仅仅依靠维护人员的知识技能和维护经验不仅难度很大,效率也很低。采用多传感技术融合对液压支架上传感器采集到的倾角、位移、压力、环境状态等数据信息进行融合,上传主控分析系统实时监测液压支架的运行状态,提前预知支架以及设备故障,实现故障自诊断与自适应控制。因此,在智能化开采技术应用中,研究多传感技术融合的控制系统以实现液压支架故障自诊断及控制。对促进实现智能化开采的发展进程具有深远意义。     

综采工作面无线矿压实时监测系统的试用

开滦钱家营矿2072W工作面试用无线矿压实时监测系统,实现了综采工作面压力数据传递的无线化,井上客户端可对综采工作面的液压支架实时工作阻力、历史工作阻力数据、历史工作阻力图、每日工作阻力图、应力分布等进行查询,从而可更好地指导安全生产,具有一定的经济效益和社会效益。