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一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統的製作方法

2023-05-31 02:36:06

一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統的製作方法
【專利摘要】一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,包括神經網絡處理器(1),電液控制系統(2)和若干個液壓支架壓力監測裝置(3);神經網絡處理器(1)經過接收液壓支架壓力監測裝置(3)傳來的數據信號,形成指令信號,傳輸給電液控制系統(2);電液控制系統(2)在接收到神經網絡處理器(1)傳來或人工發出的指令信號後,控制綜採工作面液壓支架(4)的放煤口(44)的開啟和關閉;液壓支架壓力監測裝置(3)安裝於綜採工作面液壓支架(4)上,實時監測液壓支架所承受頂煤(5)的壓力狀態,並實時將監測數據傳輸給神經網絡處理器(1)。本實用新型能夠有效解決自動化放煤對頂煤厚度變化和液壓支架頂煤頂板條件差異適應差的問題。
【專利說明】—種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種綜採工作面放煤系統,尤其是一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統。

【背景技術】
[0002]放頂煤綜採方法在厚及特厚煤層開採中已經得到廣泛的應用,但放頂煤綜採方法由於一直採用人工放煤,因此存在明顯弊端:放煤時機完全由人工憑經驗掌握,不僅效率低,而且頂煤往往無法充分放出,造成煤炭資源的巨大浪費;同時,還可能由於頂板冒落而造成人員傷亡,放煤過程中產生的大量粉塵、瓦斯也對工作人員的身體健康構成嚴重威脅。
[0003]基於上述原因,越來越多的放頂煤綜採工作面安裝了一種基於電液控制的自動放煤系統,取代了人工放煤,實現了放煤自動化。但經實踐檢驗,這種自動化放煤方法也存在明顯弊端:首先,對煤層厚度變化適應性較差,當煤層出現起伏或厚度發生較大變化時,容易出現丟煤或由於超放導致放出矸石的現象;其次,對於各個支架具體頂板頂煤情況把握性差,不能針對其中差異實時調整放煤時機和放煤時間等。
[0004]綜上所述,目前還沒有一種可以適應煤層厚度變化和不同支架頂煤頂板情況差異的自動化放煤系統。
實用新型內容
[0005]為解決目前綜採工作面自動化放頂煤方法對於煤層厚度變化和不同支架頂煤頂板條件變化適應性差的技術問題,本實用新型提供了一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統。
[0006]本實用新型採用的技術方案如下:
[0007]一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,包括神經網絡處理器,電液控制系統和若干個液壓支架壓力監測裝置;所述神經網絡處理器經過接收所述液壓支架壓力監測裝置傳來的數據信號,形成指令信號,傳輸給所述電液控制系統;所述電液控制系統在接收到所述神經網絡處理器傳來或人工發出的指令信號後,控制綜採工作面液壓支架的放煤口的開啟和關閉;所述液壓支架壓力監測裝置安裝於所述綜採工作面液壓支架上,用於實時監測所述液壓支架所承受頂煤的壓力狀態,並實時將監測數據傳輸給所述神經網絡處理器。
[0008]在上述基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統中,所述液壓支架壓力監測裝置包括若干個應力傳感器。
[0009]在上述基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統中,所述應力傳感器包括所述綜採工作面液壓支架的前立柱應力傳感器、後立柱應力傳感器和平衡千斤頂應力傳感器,用於分別監測前柱放煤循環壓力變化量?1、後立柱放煤循環壓力變化量?2、平衡千斤頂上腔放煤循環壓力變化量?3、平衡千斤頂下腔放煤循環壓力變化量?4、支架前後立柱放煤循環結束時壓力比值?5和平衡千斤頂上下腔放煤循環結束時壓力比值?6。
[0010]本實用新型的系統與現有技術相比具有以下優點:
[0011]①本實用新型提供的一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,由於採用神經網絡處理器並結合電液控制系統對綜採工作面放煤進程進行控制,可以獲得較為準確的頂煤放出率預測結果,因此,本實用新型能夠在實現放煤自動化的同時,解決了因困難地質條件、特殊煤巖特性等複雜煤層賦存條件下,頂煤放出率無法通過經典方法計算獲得的技術難題。
[0012]②本實用新型提供的一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,由於採用神經網絡處理器,可以針對每一個放煤循環,每一個液壓支架進行差異化控制,能夠較大程度的消除頂煤厚度變化影響,同時完全不需要考慮不同液壓支架頂煤頂板條件差異影響,因此,本實用新型對綜採工作面的適應性更高,應用範圍更廣。
[0013]③本實用新型提供的一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,由於應力傳感器監測的是前立柱、後立柱和平衡千斤頂的壓力特徵值為前柱放煤循環壓力變化量?1、後立柱放煤循環壓力變化量?2、平衡千斤頂上腔放煤循環壓力變化量?3、平衡千斤頂下腔放煤循環壓力變化量?4、支架前後立柱放煤循環結束時壓力比值?5、平衡千斤頂上下腔放煤循環結束時壓力比值?6,這些指標值更能真實的反映頂煤放出率,更能進一步的提高神經網絡模型訓練效率和效果,降低對訓練樣本和檢驗樣本的數量要求,能夠有效減少放煤人工操作環節,更進一步提高綜採工作面生產的自動化程度,因此,本實用新型能夠有效提供綜採工作面生產效率和資源回收率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了使實用新型的內容更容易被清楚的理解,下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0015]圖1是本實用新型基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統結構示意圖;
[0016]圖2是採用本實用新型基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統進行放煤的示意圖。
[0017]圖中標記為:1-神經網絡處理器,2-電液控制系統,3-液壓支架壓力監測裝置,4-液壓支架,5-頂煤,41-前立柱,42-後立柱,43-平衡千斤頂,44-放煤口。

【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0019]圖1-2是本實用新型一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統的優選實施例。
[0020]所述基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,包括神經網絡處理器1,電液控制系統2和若干個液壓支架壓力監測裝置3 ;所述神經網絡處理器1經過接收所述液壓支架壓力監測裝置3傳來的數據信號,形成指令信號,傳輸給所述電液控制系統2 ;所述電液控制系統2在接收到所述神經網絡處理器1傳來或人工發出的指令信號後,控制綜採工作面液壓支架4的放煤口 44的開啟和關閉;所述液壓支架壓力監測裝置3安裝於所述綜採工作面液壓支架4上,用於實時監測所述液壓支架所承受頂煤5的壓力狀態,並實時將監測數據傳輸給所述神經網絡處理器1。
[0021]在本實施例中,所述液壓支架壓力監測裝置3包括一個應力傳感器。
[0022]在本實施例中,所述應力傳感器包括所述綜採工作面液壓支架4的前立柱41應力傳感器、後立柱42應力傳感器和平衡千斤頂43應力傳感器,用於分別監測前柱放煤循環壓力變化量?1、後立柱放煤循環壓力變化量?2、平衡千斤頂上腔放煤循環壓力變化量?3、平衡千斤頂下腔放煤循環壓力變化量?4、支架前後立柱放煤循環結束時壓力比值?5和平衡千斤頂上下腔放煤循環結束時壓力比值?6。
[0023]採用本實施例所述的綜採工作面自動化放煤系統進行自動化放煤,包括如下步驟:
[0024](^)啟動所述神經網絡處理器1,所述神經網絡處理器1將綜採工作面液壓支架4的前立柱41、後立柱42和平衡千斤頂43的壓力特徵值設置為神經網絡模型輸入層的節點,形成節點數為I綜採工作面液壓支架4頂煤放出率指數0設置為神經網絡模型輸出層的唯一節點;
[0025](^)將所述液壓支架壓力監測裝置3安裝於所述前立柱41、後立柱42和平衡千斤頂43上,總數不少於&個,實時監測所述前立柱41、後立柱42和平衡千斤頂43的壓力值;
[0026](0)綜採工作面開始生產後,通過人工發出對所述電液控制系統2的指令來控制所述放煤口 44的開啟和關閉,並通過人工幹預,使實測的每個循環的所述液壓支架頂煤放出率指標值0 ^大於設定指標值0 #經過?個放煤循環後,停止所述綜採工作面生產;
[0027]((1)將經所述液壓支架壓力監測裝置3監測獲得的?個放煤循環的所述前立柱41、後立柱42和平衡千斤頂43的壓力特徵值,以及實測的所述液壓支架頂煤放出率指標值0?進行人工分析計算,獲得~個符合神經網絡模型輸入和輸出要求的樣本,將所述樣本傳輸給所述神經網絡處理器1,進行訓練和檢驗;
[0028](6)訓練和檢驗完成後,根據預設定的放煤步距設定所述電液控制系統2自動放煤模式,綜採工作面繼續生產,開始第個放煤循環;
[0029](^)經所述液壓支架壓力監測裝置3實時測得的所述前立柱41、後立柱42和平衡千斤頂43的壓力特徵值,傳輸給所述神經網絡處理器1,當輸出層所獲得的所述液壓支架頂煤放出率指數大於設定指標0@時,所述神經網絡處理器1向所述電液控制系統2發出關閉所述放煤口 44信號,關閉所述放煤口 44,第奸1個放煤循環自動完成;
[0030](8)第奸1個放煤循環完成後,第奸2個放煤循環自動開始,依此順序,直至整個所述綜採工作面生產完畢。
[0031]顯然,上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,其特徵在於:包括神經網絡處理器(I),電液控制系統(2)和若干個液壓支架壓力監測裝置(3); 所述神經網絡處理器(I)經過接收所述液壓支架壓力監測裝置(3)傳來的數據信號,形成指令信號,傳輸給所述電液控制系統(2); 所述電液控制系統(2)在接收到所述神經網絡處理器(I)傳來或人工發出的指令信號後,控制綜採工作面液壓支架(4)的放煤口(44)的開啟和關閉; 所述液壓支架壓力監測裝置(3)安裝於所述綜採工作面液壓支架(4)上,用於實時監測所述液壓支架所承受頂煤(5)的壓力狀態,並實時將監測數據傳輸給所述神經網絡處理器⑴。
2.根據權利要求1所述的基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,其特徵在於:所述液壓支架壓力監測裝置(3)包括若干個應力傳感器。
3.根據權利要求2所述的基於神經網絡的綜採工作面自動化放煤系統,其特徵在於:所述應力傳感器包括所述綜採工作面液壓支架(4)的前立柱(41)應力傳感器、後立柱(42)應力傳感器和平衡千斤頂(43)應力傳感器,用於分別監測前柱放煤循環壓力變化量P1、後立柱放煤循環壓力變化量P2、平衡千斤頂上腔放煤循環壓力變化量P3、平衡千斤頂下腔放煤循環壓力變化量P4、支架前後立柱放煤循環結束時壓力比值P5和平衡千斤頂上下腔放煤循環結束時壓力比值P6。
【文檔編號】E21D23/12GK204113324SQ201420563894
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】範志忠, 毛德兵, 宋永斌, 徐剛 申請人:天地科技股份有限公司

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