【技术实现步骤摘要】
一种矿山固体智能充填开采方法
[0001]本专利技术涉及矿山智能开采领域，特别是一种矿山固体智能充填开采方法。
技术介绍
[0002]我国“三下”压煤资源庞大，综合机械化固体充填采煤技术有效开采“三下”压煤资源，对于减少资源浪费，提高煤炭资源回采率，充分利用国家资源具有重要意义。传统机械化固体充填采煤方法采用现有常规充填装备，在充填工序执行上需要人工进行操作，充填工序过程中可能出现的干涉位态需要人工进行判断，充填效果及效率受人工操作水平影响很大。综合机械化固体充填采煤技术开采效率较低，充填效果不稳定一直制约着该技术的大范围应用，如何保证固体充填采煤技术的充填效率及充填效果是当前研究的重点。
技术实现思路
[0003]技术问题：本专利技术的目的是要提供一种矿山固体智能充填开采方法，解决传统固体充填采煤技术充填、采煤不同步，充填效率低下的问题。
[0004]技术方案：本专利技术的目的是这样实现的，包括矿山固体智能充填开采方法及专用设备；
[0005]所述的智能充填开采方法，由监测反馈层、主控决策层和动作执行层对应负责充填装备的智能化感知、充填系统的智能化决策以及充填工艺的自动化执行，实现充填工作面无人化的智能充填开采方法。
[0006]所述充填装备的智能化感知，具体包括：
[0007]监测反馈层识别反馈，包括行程类传感器自主感知运动行程，包括立柱升缩高度，夯实伸缩长度，滑移推进长度；
[0008]距离类传感器自主感知距离远近，包括落料高度距离以及夯实头间距；>[0009]角度类传感器自主感知倾斜角度，包括煤层倾角以及夯实角度；
[0010]压力类传感器自主感知运动压力，包括夯实力及立柱压力；
[0011]油缸行程类传感器智能获取油缸行程，包括支护高度、开采高度红外识别，运行时间实时记录、设备机构实时定位；
[0012]采充装备的运动状态完全由智能化改进充填装备自主感知，将感知信息由光纤传输到主控决策层。
[0013]所述充填系统的智能化决策由主控决策层执行，主控决策层由地面调度室、巷道主控中心和交换机组成；基于监测反馈层提交运动状态的各类参数，对充填全过程进行智能识别决策；对充填机构的干涉位态进行智能识别，将调控信息由光纤传输到动作执行层，并通过巷道主控中心监测、控制各设备的动作反馈和执行，由地面调度室对井下工作面实时、高效的监控和调控。
[0014]所述充填工艺的自动化执行由动作执行层进行全过程的智能化控制，收到巷道主控中心发送的充填命令后，电液控制系统根据其内部存储的充填程序、干涉状态解调路径
和参数指标，智能判断并控制固体充填液压支架完成充填夯实工作，包括移架、落料、夯实、回夯工序，并将整个充填过程实时反馈给巷道主控中心和地面调度室；保证固体充填液压支架前部的采煤机综采作业和架后的智能化充填作业协同进行，无需采煤机停机以及人工操控液压支架充填。
[0015]智能充填开采方法，包括如下步骤；
[0016]步骤a.开始充填指令后，进入相应的提示环节，警示提醒井下人员，达到智能启动提醒预定时间5
‑
8秒后，巷道主控中心若有指令输入，停机检查；无指令干预，则巷道主控中心通过数据传输系统向充填采煤设备发送充填命令；经过报警定时过程后，启动固体充填液压支架的支架红外传感器接收采煤机红外传感器发射出的红外信号，确定工作面采煤机的运行方向和位置，通过定姿、定位分析得到采煤机与固体充填液压支架的相对位置，跟机移架固体充填液压支架、多孔底卸式刮板输送机和行程传感器实时反馈移动数据；
[0017]步骤b.监测反馈层进行第一次参数感知，巷道主控中心根据固体充填液压支架上支架红外传感器、倾角传感器、落料高度传感器、前立柱压力传感器和后立柱压力传感器反馈的数据以及采煤机的相对位置判断此时充填设备状态，包括顶梁平整度、固体充填液压支架工作高度、多孔底卸式刮板输送机的悬挂位置是否满足预设充填条件即稳态；若各状态满足预设充填条件，则进行下一步充填工作；若各状态不满足稳态，调整各设备机构使其满足充填条件；
[0018]步骤c.满足充填条件后，则启动多孔底卸式刮板输送机，打开落料孔，电液控制系统控制充填设备配合进行落料工序；监测反馈层中落料高度传感器进行第二次参数感知，实时监控落料高度；当达到预定落料高度时，落料高度传感器反馈指令至电液控制系统，控制落料孔闭合油缸和多孔底卸式刮板输送机自动关闭；
[0019]步骤d.当落料孔关闭后，开始启动信号提示，达到提示时间后，监测反馈层进行第三次数据感知，巷道主控中心基于感知层数据，判断夯实机构是否会与多孔底卸式刮板输送机产生干涉；若此时二者产生干涉，则充填装备控制程序及控制系统调整夯实机构位态直至不会与多孔底卸式输送机产生位置干涉，此时可进行夯实机构执行伸出动作开始夯实工艺；
[0020]步骤e.在夯实过程中，监测反馈层进行第四次参数感知，夯实机构压力传感器及夯实机构行程传感器测得的夯实力和夯实行程若小于预定值，则自动增加夯实次数和调整夯实角度，保证充填效果；
[0021]步骤f.夯实过程停止后，开始启动信号提示，达到提示时间后，开始执行收回夯实机构的工序，进一步监测反馈层进行第五次参数感知，判断充填物料是否接顶；若未充分接顶，回到步骤b直至充分接顶；若充分接顶，巷道主控中心接收反馈信号，开始下一固体充填液压支架的智能充填工艺；循环上述操作，直至整个工作面完成充填作业。
[0022]所述的专用设备为机械化固体充填工作面的充填及配套设备，包括：地面调度室、采煤机、固体充填液压支架、多孔底卸式输送机和自移式带式转载机；
[0023]基于传统机械化固体充填工作面充填及配套设备实施智能化改进，由多个智能设备构成智能化设备，各智能设备之间通过光纤传输信号；
[0024]所述智能化改进的智能化设备是基于传统机械化固体充填装备，在构成传统机械化固体充填装备的各个设备上实施智能化改进，具体智能化改进如下：
[0025]针对多孔底卸式输送机：加装电液控制系统；在多孔底卸式刮板输送机推移油缸中安装行程传感器；在落料孔上方加装充填监控摄像头，每一个充填监控摄像头负责监控三个落料孔；
[0026]针对固体充填液压支架：在固体充填液压支架前部加装支架红外传感器，用于实时测量采煤机的位置；在支架后顶梁多孔底卸式刮板输送机旁安装落料高度传感器；在夯实机构和支架后顶梁上分别安装倾角传感器；在夯实机构上安装夯实机构行程传感器和压力传感器；在固体充填液压支架的前立柱、后立柱的千斤顶上分别安装前立柱压力传感器和后立柱压力传感器；在固体充填液压支架上安装充填装备控制程序及控制系统；
[0027]针对其他关键充填装备的智能化改进：在采煤机上安装采煤机红外传感器；在自移式带式转载机安装行程传感器。
[0028]有益效果，由于采用了上述技术方案，基于传统机械化固体充填开采方法的基础上提出的一种矿山固体智能充填开采法，使用全自动充填工艺代替人工操作，因此在充填效率本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿山固体智能充填开采方法，其特征是：智能充填开采方法，由监测反馈层、主控决策层和动作执行层对应负责充填装备的智能化感知、充填系统的智能化决策以及充填工艺的自动化执行，实现充填工作面无人化的智能充填开采方法。2.根据权利要求1所述的一种矿山固体智能充填开采方法，其特征是；所述充填装备的智能化感知，具体包括：监测反馈层识别反馈，包括行程类传感器自主感知运动行程，包括立柱升缩高度，夯实伸缩长度，滑移推进长度；距离类传感器自主感知距离远近，包括落料高度距离以及夯实头间距；角度类传感器自主感知倾斜角度，包括煤层倾角以及夯实角度；压力类传感器自主感知运动压力，包括夯实力及立柱压力；油缸行程类传感器智能获取油缸行程，包括支护高度、开采高度红外识别，运行时间实时记录、设备机构实时定位；采充装备的运动状态完全由智能化改进充填装备自主感知，将感知信息由光纤传输到主控决策层。3.根据权利要求1所述的一种矿山固体智能充填开采方法，其特征是：所述充填系统的智能化决策由主控决策层执行，主控决策层由地面调度室、巷道主控中心和交换机组成；基于监测反馈层提交运动状态的各类参数，对充填全过程进行智能识别决策；对充填机构的干涉位态进行智能识别，将调控信息由光纤传输到动作执行层，并通过巷道主控中心监测、控制各设备的动作反馈和执行，由地面调度室对井下工作面实时、高效的监控和调控。4.根据权利要求1所述的一种矿山固体智能充填开采方法，其特征是：所述充填工艺的自动化执行由动作执行层进行全过程的智能化控制，收到巷道主控中心发送的充填命令后，电液控制系统根据其内部存储的充填程序、干涉状态解调路径和参数指标，智能判断并控制固体充填液压支架完成充填夯实工作，包括移架、落料、夯实、回夯工序，并将整个充填过程实时反馈给巷道主控中心和地面调度室；保证固体充填液压支架前部的采煤机综采作业和架后的智能化充填作业协同进行，无需采煤机停机以及人工操控液压支架充填。5.根据权利要求1所述的一种矿山固体智能充填开采方法，其特征在于，包括如下步骤；步骤a.开始充填指令后，进入相应的提示环节，警示提醒井下人员，达到智能启动提醒预定时间5
‑
8秒后，巷道主控中心若有指令输入，停机检查；无指令干预，则巷道主控中心通过数据传输系统向充填采煤设备发送充填命令；经过报警定时过程后，启动固体充填液压支架的支架红外传感器接收采煤机红外传感器发射出的红外信号，确定工作面采煤机的运行方向和位置，通过定姿、定位分析得到采煤机与固体充填液压支架的相对位置，跟机移架固体充填液压支架、多孔底卸式刮板输送机和行程传感器实时反馈移动数据；步骤b.监测反馈层进行第一次参数感知，巷道主控中心根据固体充填液压支架上支架红外传感器、倾角传感器、落料高度传感器、前立柱压力传感器和后立柱压力传感器反馈的数据以及采煤机的相对位置判断此时充填设备...
【专利技术属性】
技术研发人员：张强，王云搏，张吉雄，杨康，孙忠良，左小，张昊，吴坤，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。