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。     

基于多传感器的液压支架直线度测量方法研究

针对目前液压支架直线度测量方法存在测量数据不够完整、误差大、易受粉尘影响等问题,提出了一种多传感器组合的液压支架直线度测量方法。该测量方法主要通过在液压支架底板固定位置布置2个行程位移传感器与三轴倾角传感器组合测量得出相邻支架间的位置关系,并通过基于D-H坐标系的液压支架直线度推导模型,求解得液压支架群的直线度。实验结果表明,对于长达150 m的工作面,此方法的偏航角度累积误差小于5°,直线度测量累积误差小于85 mm,可以满足液压支架直线度的测量需求,可为液压支架调直控制提供精确的数据支持。     

复合顶板薄及中厚煤层智能超前支护系统研制及应用

针对龙滩煤矿复合顶板薄及中厚煤层传统超前支架存在顶板破碎严重、空间位置受限、推移困难、劳动强度大的问题,从巷道围岩控制和超前支架快速推进角度出发提出设计原则,运用理论计算和结构设计方法,研发了一种由8架超前支架和2架端头支架组成的轻型横向自移式超前液压支护系统.龙滩煤矿3124S工作面现场应用效果表明:超前支架组架间留...     

基于马尔科夫理论的液压支架姿态监测方法

液压支架是煤矿井下开采和安全支护的主要设备,液压支架的姿态决定了生产过程能否顺利进行。首先针对影响液压支架姿态的关键参数进行解析,并对其进行数学建模,为支架的姿态调整提供了依据,提出了一种基于马尔科夫理论的支架姿态预测方法。该方法可以实现液压支架移架过程中对下一个支护状态相关姿态参数的预测。仿真结果显示,该方法可以提供误差较小的预测结果,为对支架姿态异常的判断提供了参考依据,同时也为液压支架的自适应调整、自动化控制提供了新的方向和启发。     

50000 kN液压支架试验台中梁复合定位调高方法研究

液压支架试验台是测试液压支架性能是否达标的关键试验装备，在试验过程中，液压支架试验台中梁经常需要调高以适应不同型号液压支架和不同项目的压架试验。50 000 kN液压支架试验台承载立柱高度达到17 m，由于受温度效应影响，无法单独依靠高精度位移传感器实现精确定位控制，出现插拔销困难现象。针对该问题，提出一种以位移传感器粗定位为基础，辅以图像处理技术的中梁复合精确定位调高方法。采用多尺度Retinex方法对图像进行增强处理，使用自适应阈值的Canny边缘检测算法对立柱销轴孔、销轴定位孔进行边缘提取，通过筛除后的数据点提取立柱销轴孔和销轴定位孔的圆心，计算二者圆心坐标误差，判断中梁是否运动到位。经过试验验证，该方法可以准确计算立柱销轴孔和销轴定位孔间的相对位置，保证中梁调高过程中立柱销轴孔和销轴定位孔的精确定位，保证插拔销顺利。     

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。     

四台矿液压支架姿态监测系统设计研究

构建四台矿井下液压支架姿态监测系统,惯性测量单元采用MPU6050型六轴运动处理组件对液压支架角速度和加速度测定,倾角传感器模块采用SCA100T-D02型芯片同时监测水平两轴倾角,并设计功能模块数据流程,测试系统角度监测数据平均偏差小于0.22°,高度平均偏差0.01 m。     

综采工作面超前液压支架的应用与分析

阳煤寺家庄公司15116综采工作面选用3组ZT2×4000/23/50超前液压支架,提高了顶板维护安全系数,降低了超前维护作业的强度。集中移架(每天检修班移一次超前支架)生产班无需移超前支架、无需打设单体液压支柱,工作量小,操作简便,省时省力,回采效率高;支护强度较低,生产班需要承担1/2的退锚工作量。随采随移架(每割一刀煤移一次超前支架)支护强度大,安全系数较高,检修班无相关工作;生产班作业环节较多,需要移超前支架和退锚,回采效率较低。     

放顶煤液压支架与围岩智能耦合控制方法的研究

为实现放顶煤液压支架与围岩的智能耦合控制,以整个采场上覆岩层、煤层、放顶煤液压支架组成的支撑体系为研究对象,建立放顶煤工作面液压支架与围岩力学系统模型,通过对放顶煤液压支架放煤耦合姿态进行分析,得出放顶煤支架出现"低头"现象的原因。在液压支架相应位置布置倾角传感器和压力传感器,通过计算比较测得的数据,实现液压支架姿态的自动调整,进而实现与围岩顶煤的智能耦合。     

基于液压支架自主跟机逻辑的移架时长参数设定及动态优化

针对液压支架电液控制系统自主跟机逻辑中存在的最长移架等待时长参数设定多采用人工经验且参数静态化从而导致跟机移架速度慢等问题,分析了影响移架速度的因素,提出了利用数理统计算法对历史移架时长进行置信区间估计,以确定液压支架移架时长的数学模型。随着生产过程的推进,利用新的移架时长数据对模型进行迭代更新以达到动态优化的效果。该方法在综采工作面进行了实际试验应用,应用效果表明了其具有计算简单,数据准确等特点。     

基于粒子群算法的电液控制液压支架自适应调节方法

为了缩短电液控制液压支架"降架-移架-升架"动作的时间,首先分析了液压支架的工作原理,以及其传统工作过程中存在的不足,以ZY17300/32/70型两柱掩护液压支架为例,对其进行运动姿态分析。设计一种基于粒子群算法的电液控制液压支架最优过渡姿态求解算法,以降架和升架总时间为目标函数,求解最短时间的最优过渡姿态,进而求得立柱和平衡缸千斤顶的动作顺序和伸缩量。实验仿真结果表明,通过该方法得到的"降架-移架-升架"动作耗时相对于传统方法,缩短了动作时间,提升了工作效率。     

快速移架方法的探讨

本文通过对液压支架移架过程的分析，提出６种提高移架速度的方法，充分挖掘支架液压系统的潜力，可大幅度提高移架速度。     

双向液压千斤顶的设计与应用

超前支护液压支架是随综采工作面推进而超前 支护形式.超前支架为左、右 2 架成 1 组使用,2 架顶梁间由防倒防滑千斤顶连接.每架由前后 2 节组成,前节的顶梁后部与后节的伸缩梁相连,前节的底座后部与后节的底座前部通过连接头[1]、移架千斤顶相连,前后节互为依托而实现移架.     

大倾角煤层伪斜工作面支架稳定性分析

从支架整体角度分析其不下滑条件并给出改善措施;分别从支架处于升架过程及支撑状态的角度分析支架不倾倒条件,给出升架过程中支架重心动态变化及正常工作状态下煤层顶底板、旁侧支架压力大小对支架稳定性的影响条件式,并由此得出两状态下区段运输平巷超前区段回风平巷距离关系式;考虑工作面伪斜布置,为避免移架过程导致支架整体上窜,从工作面平行移架角度,给出区段运输平巷超前回风平巷距离;计算上述分析所得三个运输平巷超前回风平巷距离值大小,取其中较大者作为工作面伪斜布置依据,保证工作面支架的稳定。     

ZY9000/24/58型两柱掩护式大采高液压支架稳定性研究

对大采高液压支架的稳定性进行研究,分析了ZY9000/24/58型两柱掩护式大采高液压支架的横向稳定性、纵向稳定性和移架时的稳定性,以纵向抗倾倒稳定系数为例,分析工作面倾角变化时,抗倾倒稳定系数的变化规律,并对带压移架时的最小立柱主动力随工作面倾角变化的规律做了分析。结果表明,支架工作高度、工作面倾角、销轴间隙、重心位置等参数都影响支架的稳定性,分别提出了提高大采高液压支架相关稳定性的解决措施。     

基于AMEsim的液压支架快速移架速度分析

基于AMEsim仿真与现场实测数据相结合,对某型液压支架的降移升速度进行计算与动态仿真。分析了不同类型、不同流量等级液压元件对液压支架"降、移、升"速度的影响。提出了提高液压支架移架速度的方法。     

液压支架快速移架过程中工作参数的匹配与优化

在保证液压支架初撑力基础上实现快速移架是综采工作面支护的一个难题,通过分析大采高液压支架双伸缩立柱控制系统的工作原理,建立了液压支架升降柱过程的状态方程,基于功率键合图,运用仿真软件AMEsim对液压支架立柱系统建立仿真模型,研究液压支架移架过程的动态特性。对泵站流量、伸缩缸的升降位移、伸缩缸与管路接口、液控单向阀的通流面积、供液管径等工作参数优化匹配,获得提升液压支移架速度的有效途径。     

关于综采工作面液压支架电液控制系统的研究

以金谷煤矿工作面使用的ZY6800/19/38型液压支架为研究对象,对支架的电液控制系统整体方案进行了设计。该系统主要包括传感器、支架控制器、电磁阀驱动器、防爆计算机等,可以实现手动控制和液压控制2种模式。使用的传感器类型有压力传感器、位移传感器和倾角传感器,能对液压支架的运行状态数据进行实时准确地监测。将电液控制系统部署到工程实践中,能显著缩短单架移架时间,提升支架控制精度,达到了预期效果。     

大倾角煤层工作面伪斜布置支架稳定性分析

 摘 要：大倾角煤层工作面伪斜或倾斜布置，支架防滑、防倒是工作面设备稳定性的主要问题。鉴于此从支架整体角度分析其不下滑条件并根据所得结论阐述改善措施及原由；分别从支架处于升架过程及支撑状态角度分析支架两种状态下的不倾倒条件，给出升架过程中支架重心动态变化及正常工作状态下煤层顶底板、旁侧支架压力大小对支架稳定性的影响条件式，并由此得出两状态下区段运输平巷超前区段回风平巷距离关系式；考虑工作面伪斜布置，为避免移架过程导致支架整体上窜，从工作面平行移架角度，给出区段运输平巷超前回风平巷距离；最后针对煤矿具体条件参数计算上述分析所得三个运输平巷超前回风平巷距离值大小，取其中较大者作为工作面伪斜布置依据，保证工作面支架的稳定。     

采煤机与液压支架相对位置精确检测技术研究

针对采煤机与液压支架相对位置精确检测问题,提出一种基于射频识别技术（RFID）的定位方法。该技术将RFID发射装置安装在采煤机上,将RFID接收装置安装在液压支架上,然后顺槽监控中心对接收装置接收到的射频信号功率进行计算和优化,转换为采煤机位置坐标,从而实现采煤机与液压支架相对位置精确定位。运用RFID定位技术于红柳林煤矿综采工作面进行试验验证,结果表明,该技术实现了采煤机与液压支架相对位置的精确定位,为液压支架自动跟机移架奠定良好基础。