[发明专利]一种确定两柱式液压支架工作状态的方法

说明书

本发明实施例一种确定两柱式液压支架工作状态的方法，涉及采煤工作面设备监测及自动化控制技术领域，包括：实时获取液压支架顶梁、前连杆沿走向的俯仰角及底座沿走向的俯仰角和沿工作面方向的倾斜角；及立柱、平衡千斤顶及左、右侧护板千斤顶受的压力；建立三维地质环境下位姿计算模型及受力计算模型；将获取的俯仰角及倾斜角输入位姿计算模型中，得到液压支架关键点的位置坐标；将获取的压力输入受力计算模型中，得到液压支架顶梁及底座沿走向平面方向及工作面方向的分力及合力，根据获取的姿态、位置数据及液压支架多个主体结构件所受的压力确定支架的工作状态。可以实时地、较为精确地确定出液压支架在不同地质环境下的工作状态。

技术领域

本发明涉及采煤工作面设备监测及自动化控制技术领域，尤其涉及一种确定两柱式液压支架工作状态的方法。

背景技术

液压支架作为综采工作面的重点装备，不仅支撑着采煤必要的作业空间，同时维系着工作面设备和人员的安全，其工作性能的好坏在很大程度上制约着综采工作面的自动化水平。然而，由于液压支架应用在煤矿井下，工作环境恶劣，在围岩载荷变化较大的采场，支架姿态经常发生变化，不合理的姿态类型常会导致支架的整体失稳并造成关键零部件的损坏。同时，在开采过程中因采煤机调高造成顶底板倾斜的现象也时常存在，使得全工作面液压支架姿态不可能处于理想的状态。因此，针对复杂、多样化地质条件下液压支架工作状态监测技术的研究就显的尤为重要。

目前对于液压支架工作状态的监测研究多集中于监测系统构成及监测手段上，通常为在液压支架上某几个关键位置上安装传感器，采集得到液压支架关键位置的状态信息，根据几个关键位置的状态信息简单综合确定支架的状态。例如，中国专利申请号为CN201110275902.2、名称为《基于多传感器数据融合的液压支架姿态检测方法及装置》发明专利申请，公开了一种实时采集液压支架的压力、位移、倾角信息，并根据上述信息简单汇总综合得到液压支架姿态的方法及装置组成。

但包括上述专利申请在内的现有液压支架工作状态监测技术没有充分考虑地质环境对液压支架的姿态及受力特征的影响因素，仅仅简单依靠液压支架局部位置的数据简单综合，无法较为精确地描述或确定出液压支架的整体工作状态。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种确定两柱式液压支架工作状态的方法，可以实时地、较为精确地确定出液压支架在不同地质环境下的工作状态，从而为液压支架的智能化控制提供准确的控制信息。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种确定两柱式液压支架工作状态的方法

实时获取液压支架顶梁、前连杆沿走向的俯仰角及液压支架底座沿走向的俯仰角和沿工作面方向的倾斜角；

实时获取液压支架立柱、平衡千斤顶及左、右侧护板千斤顶承受的压力；

根据当前综采面三维地质环境建立三维地质环境下液压支架位姿计算模型及受力计算模型；

将获取的俯仰角及倾斜角输入所述位姿计算模型中，利用所述计算模型计算得到液压支架关键点的位置坐标；

将获取的压力输入所述受力计算模型中，利用所述受力计算模型计算得到液压支架顶梁及底座分别沿走向平面方向及工作面方向所受的分力，并基于得到的液压支架顶梁及底座分别沿走向平面方向及工作面方向所受的分力计算出液压支架顶梁及底座所受合力；

根据获取的俯仰角、倾斜角、液压支架关键点的位置坐标、液压支架多个主体结构件所受的压力确定液压支架的工作状态；所述多个主体结构件所受的压力包括液压支架顶梁及底座所受的分力及合力。

可选地，所述根据当前综采面三维地质环境建立三维地质环境下液压支架位姿计算模型包括：