一种煤矿工作面顶板状况智能感知系统技术方案

本发明专利技术涉及一种煤矿工作面顶板状况智能感知系统，包括：双轴加速度传感器、压力传感器、感知分站、主控模块；双轴加速度传感器分别设置于液压支架的底座、掩护梁和顶梁上，用于监测底座、掩护梁和顶梁的角度变化；压力传感器分别设置于液压支架的立柱和平衡千斤顶上，用于监测立柱和平衡千斤顶中液体压力变化；若干个感知分站分别安装在各个液压支架上，用于接收双轴加速度传感器和压力传感器的数据，并对各个液压支架的对应的工作面顶板状况进行感知；主控模块与各感知分站连接，用于感知整个工作面顶板的状况。其通过对液压支架立柱和平衡千斤顶压力监测俯仰角、位姿，感知全工作面顶板破碎或悬顶区域，顶板下沉量、下沉速度及采高分布。及采高分布。及采高分布。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿工作面顶板状况智能感知系统


[0001]本专利技术涉及一种煤矿工作面顶板状况智能感知系统，属于煤矿安全监控
，特别涉及煤矿工作面顶板的安全监控。

技术介绍

[0002]我国井工煤矿基本都采用长壁回采工艺，工作面是井下煤矿开采的主要场所，工作面前方为待采煤层，后方为已开采的无支护区域，该区域顶板在煤炭采出后自行垮落，并充填采空区。
[0003]工作面是井下采煤作业人员的工作场所，由于暴露面积大，顶板往往承受极高的覆岩载荷，极易发生煤壁片帮、冒顶甚至切顶压架等顶板事故。工作面区域主要采用液压支架进行支护，一个工作面往往排列有100
‑
200台液压支架，单个液压支架重量10
‑
100吨不等，总重达数千吨乃至上万吨，其工作状况，尤其是对煤矿工作面顶板的支撑状况，直接关系到整个矿山的安全，是支撑并维护工作面顶板安全的最主要装备。
[0004]现有的液压支架主要由液压缸、承载结构件、煤壁维护结构、推移装置、控制阀组和其它辅助装置组成。液压支架由安设在巷道或硐室的乳化液泵站供液，当高压乳化液通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿工作面顶板状况智能感知系统，其特征在于，包括：若干个双轴加速度传感器、若干压力传感器、若干个感知分站和主控模块；所述若干个双轴加速度传感器分别设置于所述液压支架的底座、掩护梁和顶梁上，用于监测所述底座、掩护梁和顶梁的角度变化；所述若干压力传感器分别设置于所述液压支架的立柱和平衡千斤顶上，用于监测所述立柱和平衡千斤顶中液体压力变化；所述若干个感知分站分别安装在各个所述液压支架上，用于接收所述双轴加速度传感器和压力传感器的数据，并对各个所述液压支架的对应的工作面顶板状况进行感知；所述主控模块与各感知分站连接，用于感知整个工作面顶板的状况。2.如权利要求1所述的煤矿工作面顶板状况智能感知系统，其特征在于，所述感知分站通过所述双轴加速度传感器的数据计算工作面采高和顶板的下沉速度。3.如权利要求2所述的煤矿工作面顶板状况智能感知系统，其特征在于，所述感知分站接收各个所述双轴加速度传感器的数据，获得所述液压支架的底座、掩护梁和顶梁的倾角，结合三角运算获得所述液压支架的立柱的长度值，通过将所述长度值与所述底座和顶梁的厚度相加获得工作面采高；采集一段时间内所述工作面采高的变化值获得所述顶板的下沉速度。4.如权利要求3所述的煤矿工作面顶板状况智能感知系统，其特征在于，获得所述立柱的长度值的方法为：以液压支架的底座和立柱的铰接位置为坐标原点，通过底座倾角，结合所述液压支架的结构参数，获得液压支架的前连杆、液压支架的后连杆与底座铰接位置坐标；通过掩护梁倾角，结合所述液压支架的前连杆、液压支架的后连杆与底座铰接位置坐标，获得掩护梁和顶梁的铰接位置坐标；根据顶梁倾角，结合所述掩护梁和顶梁的铰接位置坐标获得立柱和顶梁铰接位置坐标；将立柱和顶梁铰接位置坐标与原点坐标相减获得工作面采高。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的煤矿工作面顶板状况智能感知系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志忠，徐刚，卢振龙，苏波，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：