[发明专利]工作面液压支架初撑力与循环末阻力的判识方法和系统

说明书

本申请公开了一种工作面液压支架初撑力与循环末阻力的判识方法和系统，涉及煤矿井工开采技术领域，可以解决目前在判识初撑力和循环末阻力时，效率低、准确性差的问题。其中方法包括：基于压力传感器实时采集工作面顶板的支架压力数据；利用支架推移千斤顶动作及压力变化区间划分各个割煤循环；根据所述割煤循环内的所述支架压力数据拟合支架压力变化曲线；通过识别所述支架压力变化曲线，确定各个所述割煤循环对应的支架初撑力以及循环末阻力。本申请适用于对工作面液压支架初撑力与循环末阻力的判识。

技术领域

本申请涉及煤矿井工开采技术领域，涉及一种工作面液压支架初撑力与循环末阻力的判识方法和系统。

背景技术

我国井工煤矿开采技术的主要发展趋势就是尽可能减少工作面的作业人员数量，实现采煤作业的自动化和智能化，达到本质安全。液压支架是煤矿综采工作面的最主要装备，在自动化工作面，液压支架的升降和前移通过电液控制系统来实现。一个工作面往往有100-200台液压支架，总重达数千吨乃至上万吨，其工作状况尤其是对煤矿共工作面顶板的支撑状况直接关系到整个矿山的安全。现有分析液压支架工况的两个最主要指标为初撑力和循环末阻力，初撑力是支架立柱通过泵压而给予顶板的主动支撑力，较大的初撑力能使支架立柱较快达到工作阻力，减小顶板下沉量，防止顶板早期离层破碎，初撑力对采场支护极为重要；循环末阻力，通常代表一个割煤循环支架所承受的最大阻力，反映了支架的工作状况。一个割煤循环中支架压力从初撑力到循环末阻力的区间是支架的承载区间，代表了支架对顶板的支撑状况和顶板的稳定性。初撑力和循环末阻力是煤矿矿山压力与岩层控制领域一切数据的基础，对每个割煤循环的初撑力和循环末阻力进行准确判识，已经成为能否实现顶板灾害的智能化监测及预警的主要技术瓶颈。

现有技术中，存在一种人工的判识初撑力和循环末阻力的方法，就是在工作面生、降架或移架时，人工对支架的压力变化进行记录，进而对其中的初撑力和循环末阻力进行判识，这种方法劳动强度高，效率低下，准确性低。

现有技术中，还有一种通过矿压分析软件识别初撑力和循环末阻力的方法，具体就是分析每个支架的立柱压力-时间变化曲线，通过立柱压力的周期性波动，来识别割煤循环，进而判识初撑力和循环末阻力，由于支架立柱的压力不仅受顶板压力影响，还受调架、检修、顶底板起伏等一系列因素影响，这些大量干扰数据数据背后的影响因素在后台很难识别，对准确判识完整的割煤循环、初撑力和循环末阻力造成更大干扰，准确率仅有20-30％。

上述判识初撑力和循环末阻力的方法中，现场人工手动记录存在劳动强度高、效率低下，准确性低的问题；且在通过矿压软件对单纯的支架立柱压力-时间变化曲线进行分析时，则存在割煤循环识别完整性差，初撑力和循环末阻力判识准确性低的问题，进而影响到矿压机理的精准分析和顶板灾害的智能预警。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种工作面液压支架初撑力与循环末阻力的判识方法和系统，主要目的在于解决目前在判识初撑力和循环末阻力时，效率低，准确性差的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种工作面液压支架初撑力与循环末阻力的判识方法，该方法包括：

基于压力传感器实时采集工作面顶板的支架压力数据；

利用支架推移千斤顶动作及压力变化区间划分各个割煤循环；

根据所述割煤循环内的所述支架压力数据拟合支架压力变化曲线；

通过识别所述支架压力变化曲线，确定各个所述割煤循环对应的支架初撑力以及循环末阻力

优选地，所述利用支架推移千斤顶动作及压力变化区间划分各个割煤循环，具体包括：

根据拉架千斤顶的压力周期性变化数据，标记各个相邻割煤循环之间的临界点；

基于所述临界点以及所述压力周期性变化数据，划分各个割煤循环，并确定各个所述割煤循环的起止时间。