[發明專利]工作面液壓支架初撐力與循環末阻力的判識方法和系統

有效

• 申請號: 202011056466.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112302720B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 范志忠;徐剛;付書俊;盧振龍;楊曉成;蘇波;趙杰;潘黎明
• 申請（專利權）人: 中煤科工開采研究院有限公司;陽泉煤業（集團）有限責任公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本申請公開了一種工作面液壓支架初撐力與循環末阻力的判識方法和系統，涉及煤礦井工開采技術領域，可以解決目前在判識初撐力和循環末阻力時，效率低、準確性差的問題。其中方法包括：基于壓力傳感器實時采集工作面頂板的支架壓力數據；利用支架推移千斤頂動作及壓力變化區間劃分各個割煤循環；根據所述割煤循環內的所述支架壓力數據擬合支架壓力變化曲線；通過識別所述支架壓力變化曲線，確定各個所述割煤循環對應的支架初撐力以及循環末阻力。本申請適用于對工作面液壓支架初撐力與循環末阻力的判識。

技術領域

本申請涉及煤礦井工開采技術領域，涉及一種工作面液壓支架初撐力與循環末阻力的判識方法和系統。

背景技術

我國井工煤礦開采技術的主要發展趨勢就是盡可能減少工作面的作業人員數量，實現采煤作業的自動化和智能化，達到本質安全。液壓支架是煤礦綜采工作面的最主要裝備，在自動化工作面，液壓支架的升降和前移通過電液控制系統來實現。一個工作面往往有100-200臺液壓支架，總重達數千噸乃至上萬噸，其工作狀況尤其是對煤礦共工作面頂板的支撐狀況直接關系到整個礦山的安全。現有分析液壓支架工況的兩個最主要指標為初撐力和循環末阻力，初撐力是支架立柱通過泵壓而給予頂板的主動支撐力，較大的初撐力能使支架立柱較快達到工作阻力，減小頂板下沉量，防止頂板早期離層破碎，初撐力對采場支護極為重要；循環末阻力，通常代表一個割煤循環支架所承受的最大阻力，反映了支架的工作狀況。一個割煤循環中支架壓力從初撐力到循環末阻力的區間是支架的承載區間，代表了支架對頂板的支撐狀況和頂板的穩定性。初撐力和循環末阻力是煤礦礦山壓力與巖層控制領域一切數據的基礎，對每個割煤循環的初撐力和循環末阻力進行準確判識，已經成為能否實現頂板災害的智能化監測及預警的主要技術瓶頸。

現有技術中，存在一種人工的判識初撐力和循環末阻力的方法，就是在工作面生、降架或移架時，人工對支架的壓力變化進行記錄，進而對其中的初撐力和循環末阻力進行判識，這種方法勞動強度高，效率低下，準確性低。

現有技術中，還有一種通過礦壓分析軟件識別初撐力和循環末阻力的方法，具體就是分析每個支架的立柱壓力-時間變化曲線，通過立柱壓力的周期性波動，來識別割煤循環，進而判識初撐力和循環末阻力，由于支架立柱的壓力不僅受頂板壓力影響，還受調架、檢修、頂底板起伏等一系列因素影響，這些大量干擾數據數據背后的影響因素在后臺很難識別，對準確判識完整的割煤循環、初撐力和循環末阻力造成更大干擾，準確率僅有20-30％。

上述判識初撐力和循環末阻力的方法中，現場人工手動記錄存在勞動強度高、效率低下，準確性低的問題；且在通過礦壓軟件對單純的支架立柱壓力-時間變化曲線進行分析時，則存在割煤循環識別完整性差，初撐力和循環末阻力判識準確性低的問題，進而影響到礦壓機理的精準分析和頂板災害的智能預警。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種工作面液壓支架初撐力與循環末阻力的判識方法和系統，主要目的在于解決目前在判識初撐力和循環末阻力時，效率低，準確性差的問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種工作面液壓支架初撐力與循環末阻力的判識方法，該方法包括：

基于壓力傳感器實時采集工作面頂板的支架壓力數據；

利用支架推移千斤頂動作及壓力變化區間劃分各個割煤循環；

根據所述割煤循環內的所述支架壓力數據擬合支架壓力變化曲線；

通過識別所述支架壓力變化曲線，確定各個所述割煤循環對應的支架初撐力以及循環末阻力

優選地，所述利用支架推移千斤頂動作及壓力變化區間劃分各個割煤循環，具體包括：

根據拉架千斤頂的壓力周期性變化數據，標記各個相鄰割煤循環之間的臨界點；

基于所述臨界點以及所述壓力周期性變化數據，劃分各個割煤循環，并確定各個所述割煤循環的起止時間。