[發明專利]柔性護幫裝置和護幫方法

在審

• 申請號: 202310326953.6
• 申請日: 2023-03-29
• 公開（公告）號: CN116291652A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 于翔;劉培源;李明忠;劉成峰;張金虎;侯剛;李艷鵬;許永祥;張賽;李濟洋;歐陽敏;雷聲;吳昊陽;葉波;王倫
• 申請（專利權）人: 中煤科工開采研究院有限公司
• 主分類號: E21D23/03
• 分類號: E21D23/03;E21D23/06;E21D23/12;G01L1/24;G01B11/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 尉立

本發明公開了一種柔性護幫裝置和護幫方法，所述柔性護幫裝置包括：梁本體、護幫組件、控制模組和多個檢測組件，護幫組件包括護幫板和驅動件，護幫板可相對轉動，驅動件與護幫板相連，驅動件用于驅動護幫板轉動，檢測組件包括彈性件和光纖光柵傳感器，彈性件與護幫板相連，光纖光柵傳感器設在彈性件上，控制模組分別與驅動件和連接部相連。本發明實施例的柔性護幫裝置，通過在護幫板上設置彈性件，彈性件用于在護幫板與煤壁之間傳遞支撐力，并適應煤壁的起伏情況以支護煤壁。在彈性件與護幫板之間設置光纖光柵傳感器，從而及時提取煤壁與護幫板之間的壓力信息和煤壁的變形信息，進而及時驅動護幫板填補煤壁的無支護空間。

技術領域

本發明涉及礦用支架技術領域，尤其涉及一種柔性護幫裝置和護幫方法。

背景技術

液壓支架護幫板是控制煤壁片幫的主要手段之一，通過護幫板貼緊煤壁，向煤壁施加一個支撐力，防止片幫。即使出現片幫的情況，也可通過護幫板擋住片幫煤不進入行人通道，并防止片幫繼續擴大。因此，巷道高度大于或等于3.5m時應安設護幫板。

針對賦存情況和技術條件較好的煤層，采煤機開采過后的煤壁相對平整，護幫板能夠有效將支撐力以面載荷的形式傳遞到煤壁，從而有效控制煤壁變形，提高煤壁穩定性。但在煤層賦存條件或技術條件較差的煤層，采煤機開采過后的煤壁通常呈凹凸不平的起伏狀態，護幫板與煤壁接觸時通常為線接觸甚至點接觸，導致護幫板與煤壁之間存在大量無支護空間，造成應力集中，擾動破壞。

相關技術中，未采取對煤壁與護幫機構之間的接觸關系進行全面、實時、準確監測，導致護幫機構沒有針對性的控制策略，不能及時填補煤壁破壞所出現的無支護空間。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的實施例提出一種柔性護幫裝置，該柔性護幫裝置能夠動態監測煤壁壓力和變形信息，及時填補煤壁破壞所出現的無支護空間。

本發明實施例的柔性護幫裝置包括：梁本體、護幫組件、控制模組和多個檢測組件，所述護幫組件包括多個護幫板和多個驅動件，多個所述護幫板沿豎直方向依次間隔分布且首尾相連，任意兩個相鄰的所述護幫板之間可相對轉動，其中位于頂層的所述護幫板還與所述梁本體可轉動地相連，多個所述驅動件與多個所述護幫板一一對應且相連，所述驅動件用于驅動所述護幫板轉動，多個所述檢測組件與多個所述護幫板一一對應，所述檢測組件包括彈性件和光纖光柵傳感器，所述彈性件和與其對應的所述護幫板相連，所述光纖光柵傳感器設在所述彈性件上，所述光纖光柵傳感器具有受力檢測部、溫度補償部和連接部，所述受力檢測部的至少部分位于所述彈性件和所述護幫板之間，所述受力檢測部用于采集所述護幫板與煤壁之間的受力信息，所述溫度補償部設在所述彈性件外，所述溫度補償部的采集信息用于作為測量基準，所述控制模組分別與所述驅動件和所述連接部相連，所述控制模組用于接收所述受力檢測端和所述溫度補償端的傳輸的信息，以控制所述驅動件的啟停。

本發明實施例的柔性護幫裝置，通過在護幫板上設置彈性件，彈性件用于在護幫板與煤壁之間傳遞支撐力，并適應煤壁的起伏情況以支護煤壁。在彈性件與護幫板之間設置光纖光柵傳感器，從而及時提取煤壁與護幫板之間的壓力信息和煤壁的變形信息，進而及時驅動護幫板填補煤壁的無支護空間。

在一些實施例中，所述梁本體包括支撐架、伸縮梁和伸縮梁驅動件，所述伸縮梁沿水平方向可移動地設在所述支撐架上，所述伸縮梁驅動件設在所述支撐架上，且所述伸縮梁驅動件與所述伸縮梁相連以驅動所述伸縮梁移動。