综采工作面自动返刀控制系统、方法及电子设备与流程

    专利2025-04-07  26


    本发明涉及煤矿安全,尤其涉及一种综采工作面自动返刀控制系统、方法及电子设备。


    背景技术:

    1、正常情况下,采煤机割煤时,一个滚筒割顶煤,一个滚筒割底煤,这样可以保证采煤机一次性完全将整个煤层厚度采完。此时,工作面设备为了保证采煤机割顶滚筒正常通过,采煤机在割煤时,液压支架前端与采煤机滚筒有一定的安全距离,保证采煤机滚筒在割煤时不会割到液压支架顶梁。

    2、当工作面顶板破碎时,为了防止顶板冒落,工作面会进行超前拉架,提前将不稳定的裸露顶板进行支护,这样就会造成局部液压支架的顶梁比正常的液压支架顶梁超前,称为超前拉架。

    3、当工作面有超前拉架情况时,如果采煤还按照正常工况割煤,割顶滚筒就会存在截割液压支架顶梁的风险,为了保证工作面采煤机、液压支架的设备安全,因此遇到此类超前拉架的时候,需要采用返刀开采的工艺。所谓返刀工艺,就是采煤机先截割工作面下部的煤层,然后将超前拉架区域(以及前后相关区域)对应的刮板运输机推出去,保证采煤机在割顶煤时与液压支架保持一定的安全距离。

    4、目前,井下遇到此类情况时,为了避免采煤机截割液压支架顶梁,采用人工返刀工艺进行处理。但是人工返刀工艺存在工作量大、工作效率低和风险高的问题。


    技术实现思路

    1、本发明提供一种综采工作面自动返刀控制系统、方法及电子设备,用于解决现有的人工返刀工艺存在的工作量大、工作效率低和风险高的问题。

    2、本发明第一方面提供一种综采工作面自动返刀控制方法,包括:

    3、确定液压支架的顶梁前端与煤壁之间的第一距离;

    4、在所述第一距离小于安全距离阈值的情况下,确定所述液压支架处于不安全超前拉架状态;

    5、根据处于不安全超前拉架状态的所述液压支架,确定综采工作面的超前拉架区域;

    6、控制采煤机在所处超前拉架区域内进行一次自动返刀。

    7、根据本发明提供的综采工作面自动返刀控制方法,所述确定液压支架的顶梁前端与煤壁之间的第一距离,包括:

    8、采集所述液压支架的推移千斤顶的行程,根据所述行程确定所述第一距离;

    9、或者

    10、采集所述液压支架的底座与刮板运输机之间的第二距离,根据所述第二距离确定所述第一距离。

    11、根据本发明提供的综采工作面自动返刀控制方法,所述控制采煤机在所处超前拉架区域内进行一次自动返刀,包括:

    12、根据超前拉架区域,确定所述超前拉架区域内处于起始位置的所述液压支架的编号n min,以及处于末尾位置的所述液压支架的编号nmax;

    13、控制所述采煤机在进入所述超前拉架区域之前,提前a个所述液压支架降低割顶滚筒,同时进行割底煤;

    14、控制所述采煤机延迟b个所述液压支架离开所述超前拉架区域;

    15、控制编号从n min-a至n max+b的所述液压支架进行推溜以形成蛇形段,其中a和b均为正整数;

    16、控制所述采煤机在所述蛇形段进行一次自动返刀。

    17、根据本发明提供的综采工作面自动返刀控制方法,所述蛇形段包括第一推溜段、第二推溜段和第三推溜段;所述控制编号从n min-a至n max+b的所述液压支架进行推溜以形成蛇形段,包括:

    18、控制编号从n min-a至n min的所述液压支架进行推溜且推溜行程逐渐增加以形成第一推溜段,所述第一推溜段的长度不小于所述采煤机的长度;

    19、控制所述超前拉架区域内的所述液压支架进行推溜以形成第二推溜段,使每一个所述液压支架的所述第一距离不小于所述安全距离阈值;

    20、控制编号从n max至n max+b的所述液压支架进行推溜且推溜行程逐渐减小以形成第三推溜段,所述第三推溜段的长度不小于所述采煤机的长度。

    21、根据本发明提供的综采工作面自动返刀控制方法,在所述控制所述超前拉架区域内的所述液压支架进行同步推溜以形成第二推溜段之后,还包括:

    22、在确定所述超前拉架区域内至少一架所述液压支架的第一距离小于所述安全距离阈值的情况下,结束本次自动返刀过程。

    23、根据本发明提供的综采工作面自动返刀控制方法,在所述确定所述液压支架处于不安全超前拉架状态之后,还包括:

    24、控制处于不安全超前拉架状态的所述液压支架进行报警。

    25、根据本发明提供的综采工作面自动返刀控制方法,所述报警包括声音报警或/和光报警。

    26、本发明第二方面提供一种综采工作面自动返刀控制系统,包括:

    27、下位机,用于确定液压支架的顶梁前端与煤壁之间的第一距离;用于在所述第一距离小于安全距离阈值的情况下,确定所述液压支架处于不安全超前拉架状态;

    28、上位机,用于根据处于不安全超前拉架状态的所述液压支架,确定综采工作面的超前拉架区域;还用于控制采煤机在所处超前拉架区域内进行一次自动返刀。

    29、本发明第三方面提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述综采工作面自动返刀控制方法。

    30、本发明第四方面提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述综采工作面自动返刀控制方法。

    31、本发明提供的一种综采工作面自动返刀控制系统、方法及电子设备。本发明的综采工作面自动返刀控制方法,通过将液压支架的顶梁前端与煤壁之间的第一距离与安全距离阈值做比较,在第一距离不小于该安全距离阈值的情况下,采煤机在正常工况下的割顶滚筒能够顺利通过液压支架的顶梁前端,不会发生采煤机的割顶滚筒切割顶梁的风险;相应的,在第一距离小于该安全距离阈值的情况下,若采煤机仍然正常运行,则会出现切割顶梁的问题,所以为了避免出现切割顶梁的问题,需要先根据处于不安全超前拉架状态的液压支架,确定综采工作面的超前拉架区域;最后控制采煤机在超前拉架区域内进行一次自动返刀。本发明整个控制方法并不需要人员干预,相较于人工返刀而言,本发明的控制方法工作效率高,安全性高,解决了现有的人工返刀工艺存在的工作量大、工作效率低和风险高的问题。

    32、本发明的综采工作面自动返刀控制系统也至少具有上述优势。



    技术特征:

    1.一种综采工作面自动返刀控制方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的综采工作面自动返刀控制方法,其特征在于,所述确定液压支架的顶梁前端与煤壁之间的第一距离,包括:

    3.根据权利要求1所述的综采工作面自动返刀控制方法,其特征在于,所述控制采煤机在所处超前拉架区域内进行一次自动返刀,包括:

    4.根据权利要求3所述的综采工作面自动返刀控制方法,其特征在于,所述蛇形段包括第一推溜段、第二推溜段和第三推溜段;所述控制编号从n min-a至n max+b的所述液压支架进行推溜以形成蛇形段,包括:

    5.根据权利要求4所述的综采工作面自动返刀控制方法,其特征在于,在所述控制所述超前拉架区域内的所述液压支架进行推溜以形成第二推溜段之后,还包括:

    6.根据权利要求1至5任一项所述的综采工作面自动返刀控制方法,其特征在于,在所述确定所述液压支架处于不安全超前拉架状态之后,还包括:

    7.根据权利要求6所述的综采工作面自动返刀控制方法,其特征在于,所述报警包括声音报警或/和光报警。

    8.一种综采工作面自动返刀控制系统,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述综采工作面自动返刀控制方法。

    10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述综采工作面自动返刀控制方法。


    技术总结
    本发明涉及煤矿安全技术领域,公开了一种综采工作面自动返刀控制系统、方法及电子设备。该综采工作面自动返刀控制方法包括:确定液压支架的顶梁前端与所述煤壁之间的第一距离;在第一距离小于安全距离阈值的情况下,确定液压支架处于不安全超前拉架状态;根据处于不安全超前拉架状态的液压支架,确定综采工作面的超前拉架区域;控制采煤机在所处超前拉架区域内进行一次自动返刀。本发明整个控制方法并不需要人员干预,相较于人工返刀而言,本发明的控制方法工作效率高,安全性高,解决了现有的人工返刀工艺存在的工作量大、工作效率低和风险高的问题。

    技术研发人员:刘清,黄曾华,刘军锋,李森,李重重,刘帅,姚钰鹏,吴晓宝,张臣,李春玉,李永强
    受保护的技术使用者:北京天玛智控科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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