[發明專利]一種確定四柱式液壓支架工作狀態的方法

有效

• 申請號: 202010183118.8
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111441810B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 文治國;任懷偉;周杰;趙國瑞;杜毅博;韓哲;龐義輝;鞏師鑫
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21D23/04
• 分類號: E21D23/04;E21D23/12;G01C1/00;G01M13/00;G01M99/00;G06T17/05
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 祁獻民

1.一種確定四柱式液壓支架工作狀態方法，其特征在于，包括步驟：

實時獲取液壓支架頂梁、前連桿沿走向的俯仰角及液壓支架底座沿走向的俯仰角和沿工作面方向的傾斜角；

實時獲取液壓支架前柱、后柱及左、右側護板千斤頂承受的壓力；

根據當前綜采面三維地質環境建立三維地質環境下液壓支架位姿計算模型及受力計算模型；

將獲取的俯仰角及傾斜角輸入所述位姿計算模型中，利用所述計算模型計算得到液壓支架關鍵點的位置坐標；

將獲取的壓力輸入所述受力計算模型中，利用所述受力計算模型計算得到液壓支架頂梁及底座分別沿走向平面方向及工作面方向所受的分力，并基于得到的液壓支架頂梁及底座分別沿走向平面方向及工作面方向所受的分力計算出液壓支架頂梁及底座所受合力；

根據獲取的俯仰角、傾斜角、液壓支架關鍵點的位置坐標、液壓支架多個主體結構件所受的壓力確定液壓支架的工作狀態；所述多個主體結構件所受的壓力包括液壓支架頂梁及底座所受的分力及合力；

所述根據當前綜采面三維地質環境建立三維地質環境下液壓支架受力計算模型包括：構建當前綜采工作面三維地質環境幾何模型，在三維地質環境幾何模型中建立走向平面方向液壓支架第一受力計算模型，以液壓支架底座底面后端所在水平面與豎直面設置平面坐標系XY，坐標原點O，標記出液壓支架頂梁所承受上覆巖層作用力在走向平面的分力、液壓支架頂梁所承受上覆巖層作用力在走向平面分力的作用位置、液壓支架頂梁與頂板摩擦力在走向平面的分力、液壓支架底座所承受底板支撐力在走向平面的分力、液壓支架底座所承受底板支撐力在走向平面分力的作用位置、液壓支架底座與底板摩擦力在走向平面的分力，液壓支架所受重力在走向平面的分力及液壓支架不同主體結構件相對于參考點取矩的力臂大小；所述參考點為前連桿與后連桿延長線的交點；

在三維地質環境幾何模型中建立沿工作面方向液壓支架第二受力計算模型，以液壓支架底座底面后端所在水平面與豎直面設置平面坐標系XY，坐標原點O，標記出液壓支架底座沿工作面方向傾斜角度、液壓支架頂梁所承受上覆巖層作用力沿工作面方向的分力、液壓支架底座所承受底板支撐力沿工作面方向的分力、液壓支架所受重力沿工作面方向的分力及左、右鄰架對本架的主動力；

所述將獲取的壓力輸入所述受力計算模型中，利用所述受力計算模型計算得到液壓支架頂梁及底座分別沿走向平面方向及工作面方向所受的分力包括：根據所建立的液壓支架第一受力計算模型分別對坐標原點O、參考點及M點取矩，并結合Y軸合力平衡條件得到第一解算方程組；

根據所述第一解算方程組解算出液壓支架處于不同姿態下，液壓支架頂梁所承受上覆巖層作用力在走向平面的分力、液壓支架頂梁所承受上覆巖層作用力在走向平面分力的作用位置、液壓支架底座所承受底板支撐力在走向平面的分力及液壓支架底座所承受底板支撐力在走向平面分力的作用位置；

根據所建立的液壓支架第二受力計算模型對坐標原點O取矩，并結合Y軸合力平衡條件得到第二解算方程組；

根據所述第二解算方程組解算出液壓支架處于不同姿態下，液壓支架頂梁所承受上覆巖層作用力沿工作面方向的分力及液壓支架底座所承受底板支撐力沿工作面方向的分力。