一種液壓支架執行動作的確定方法及裝置與流程

2023-10-28 02:05:12 2

本發明實施例採煤技術，尤其涉及一種液壓支架執行動作的確定方法及裝置。

背景技術：

煤炭是當今社會重要的能源之一，現有採煤過程主要採用採煤機、液壓支架和刮板輸送機來執行。

具體的，採煤機是實際進行割煤的機器，有滾筒式採煤機和刨煤機。由於滾筒式採煤機尤其是雙滾筒採煤機的實際開採高度範圍大，對各種煤層適應性強，能截割硬煤，並能適應較複雜的頂底板條件，因而得到了廣泛的應用。頂板是指正常層序的含煤地層剖面中，覆蓋在煤層上面的巖層，底板是指正常層序的含煤地層剖面中，直接伏於煤層下面的巖層。雙滾筒採煤機具有左右兩個滾筒，滾筒是採煤機中具體用來割煤和裝煤的結構。其中液壓支架是用來控制採煤工作面礦山壓力的結構物，是一種利用液體壓力產生支撐力並實現自動移動來進行頂板支護和管理的一種液壓動力裝置，主要依靠在液壓支架的梁前端設置護幫板來實現支護。刮板輸送機是採用由刮板固定在鏈條上組成的刮板鏈牽引，在槽內運送煤和散料的輸送機，刮板輸送機還作為採煤機的運行軌道。

採煤工藝是在採煤工作面內按照一定順序完成各項工序，採煤工作面即採煤的工作空間。工作面的採煤工藝歸納起來可分為中部正常割煤，其中中部即採煤工作面的中間位置，割底煤，清浮煤，斜切進刀，割三角煤等工藝。其中，採煤工藝的設置與採煤機的位置和液壓支架的動作密切相關，並且關係到煤炭開採的效率和實時性。當前，採煤工藝的設置是通過關鍵點進行的，針對採煤工藝確定關鍵點，而關鍵點的設置又是以液壓支架為基本單位。相鄰關鍵點之間為一項採煤工藝，一項採煤工藝對應多臺液壓支架。一次採煤包括順序執行的所有採煤工藝。因此，需要設置多個關鍵點才能完成一次採煤。

基於上述採煤工藝和採煤設備執行的採煤過程是：採煤機利用左右滾筒進行單一工藝割煤後到達關鍵點，關鍵點對應的液壓支架執行與工藝對應的動作，刮板輸送機隨著液壓支架的移動逐段移向煤壁，帶動採煤機繼續前行割煤。

在實際採煤中，關鍵點是預先固定好的。但是由於地質環境、採煤設備、產量要求等條件不同決定了採煤工藝有很大差異，導致關鍵點需要調整。因為採煤機的各項工藝是順序進行的，一項工藝對應一個關鍵點，且各工藝對應液壓支架的個數也是一定的，所以一旦其中一個關鍵點需要調整，必然會影響其他關鍵點的設置，從而導致整個工作面區域內的關鍵點進行重新設置，影響液壓支架的跟機實時性。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種液壓支架執行動作的確定方法及裝置，解決採煤過程中固定關鍵點影響液壓支架的跟機實時性的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種液壓支架執行動作的確定方法，該方法包括：

根據採煤機的運行方向變化和所述採煤機的左右滾筒的位置高度變化，判斷採煤工藝的類型，所述採煤工藝的類型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切進刀和割三角煤中的一種；

根據所述採煤工藝類型，確定液壓支架的執行動作。

進一步的，所述液壓支架的執行動作包括下述至少一種：收護幫、伸護幫、自動拉架或推溜。

進一步的，所述根據所述採煤工藝類型，確定液壓支架的執行動作包括：

在所述中部正常割煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種；

在所述割底煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種；

在所述清浮煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種；

在所述斜切進刀工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種；

在所述割三角煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種。

進一步的，該方法還包括：

根據所述採煤機的位置，確定液壓支架和所述液壓支架的執行動作。

進一步的，所述根據所述採煤機的位置，確定液壓支架和所述液壓支架的執行動作包括：

根據採煤機的位置，在採煤機的運行前方，與採煤機間隔第一預設距離的液壓支架執行收護幫動作；在採煤機的運行後方，與採煤機間隔第二預設距離的液壓支架執行伸護幫、自動拉架或推溜動作；所述第一預設距離和第二預設距離以液壓支架的數量為單位。

進一步的，所述根據採煤機的運行方向變化和所述採煤機的左右滾筒的高度變化，判斷採煤工藝的類型包括：

採煤機按照自左向右開始中部正常割煤工藝，滾筒高度為左底右頂；

當採煤機運行至右側端頭後，將會第一次調轉方向，運行方向變為自右向左，滾筒高度變為左中右底，據此判斷採煤工藝進入割底煤工藝；

當採煤機完全割透底煤後，將再次調轉方向，運行方向變為自左向右，滾筒高度保持左中右底，，據此判斷採煤工藝進入清浮煤工藝；

如果採煤機保持滾筒高度左中右底不變，僅進行往復行走，則判斷採煤機在持續進行清浮煤工藝，即清浮煤工藝執行多次。

當採煤機的運行方向再一次轉換為自右向左後，且滾筒高度調整為左中右中，則判斷採煤機進入斜切進刀工藝；

當採煤機的運行方向再一次轉換為自左向右後，且滾筒高度調整為左底右頂，則判斷採煤機進入割三角煤工藝；

當採煤機運行至右側端頭後，將會再一次調轉方向，運行方向變為自右向左，滾筒高度變為左中右底，據此判斷採煤工藝再一次進入割底煤工藝；

當採煤機完全割透底煤後，將再次調轉方向，運行方向變為自左向右，滾筒高度保持左中右底，據此判斷採煤工藝再一次進入清浮煤工藝；

如果採煤機保持滾筒高度左中右底不變，僅進行往復行走，則判斷採煤機在持續進行清浮煤工藝，即清浮煤工藝執行多次；

當採煤機的運行方向切換為自右向左，而且滾筒高度調整為左頂右底，則判斷採煤機再一次進入中部正常割煤工藝；

當採煤機行進至左端頭後，採煤機進行的採煤過程與採煤機在右端頭相同，採煤機的運行方向及左右滾筒高度與採煤機在右端頭割煤時相反。

第二方面，本發明實施例還提供了一種液壓支架執行動作的確定裝置，該裝置包括：

採煤工藝類型判斷模塊，用於根據採煤機的運行方向變化和所述採煤機的左右滾筒的位置高度變化，判斷採煤工藝的類型，所述採煤工藝的類型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切進刀和割三角煤中的一種；

執行動作確定模塊，用於根據所述採煤工藝類型，確定液壓支架的執行動作。

進一步的，所述液壓支架的執行動作包括下述至少一種：收護幫、伸護幫、自動拉架或推溜。

進一步的，所述執行動作確定模塊具體用於：

在所述中部正常割煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種；

在所述割底煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種；

在所述清浮煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種；

在所述斜切進刀工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種；

在所述割三角煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種。

進一步的，該裝置還包括：

液壓支架確定模塊，用於根據所述採煤機的位置，確定液壓支架和所述液壓支架的執行動作。

本發明實施例通過採煤機的運行方向變化和採煤機的左右滾筒的高度變化，判斷採煤工藝的類型，無需通過設置關鍵點確定採煤工藝的類型，避免了單一關鍵點變化需要調整所有關鍵點以及與關鍵點對應的採煤工藝的類型，提高了採煤工藝類型確定的效率和準確度，並且根據採煤工藝的類型直接確定液壓支架的動作，避免了根據關鍵點設置液壓支架的動作在關鍵點發生變化時出現動作偏差，提高了液壓支架跟機動作的準確性和實時性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例一提供的一種液壓支架執行動作的確定方法的流程示意圖；

圖2是本發明實施例一提供的一種採煤工藝流程示意圖；

圖3是本發明實施例二提供的一種液壓支架執行動作的確定方法的流程示意圖；

圖4是本發明實施例三提供的一種液壓支架執行動作的確定方法的流程示意圖；

圖5是本發明實施例四提供的一種液壓支架執行動作的確定裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下將參照本發明實施例中的附圖，通過實施方式清楚、完整地描述本發明的技術方案，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例一

圖1是本發明實施例一提供的一種液壓支架執行動作的確定方法的流程圖。本實施例的技術方案可以適用於確定液壓支架的執行動作的情況。該方法可以由本發明實施例提供的一種液壓支架執行動作的確定裝置來執行，該裝置可以採用軟體和/或硬體的方式實現，並配置於控制系統中應用。該方法具體包括如下操作：

s110、根據採煤機的運行方向變化和所述採煤機的左右滾筒的位置高度變化，判斷採煤工藝的類型；所述採煤工藝的類型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切進刀和割三角煤中的一種。

採煤機的運行方向和採煤機的左右滾筒的位置高度可以根據採煤機的自主定位設備獲取，自主定位設備可以結合紅外傳感器、軸編碼器定位裝置和慣性導航定位裝置三種定位策略，提高採煤機定位的可靠性和準確性。

每一種採煤工藝在執行過程中，採煤機的運行方向和左右滾筒的高度都是不同的，因此，假定採煤機的記憶截割過程都是從中部正常割煤開始，那麼當採煤機每次轉換方向後，根據採煤機當前的運行方向和左右滾筒高度，即可判斷即將執行的工藝類型。無需預先設置關鍵點或採煤機與液壓支架的協同點，降低了液壓支架進行跟機自動控制時的複雜性，同時由於採煤工藝的轉換可通過液壓支架控制系統根據採煤機的運行方向和滾筒的位置高度進行自主判斷，因此提高了液壓支架控制系統控制程序對採煤工藝變化時的適應性。

圖2為採煤工藝流程示意圖。橫軸為液壓支架編號，縱軸為時間。假定採煤機按照自左向右開始中部正常割煤工藝1，滾筒高度為左底右頂；當採煤機運行至右側端頭後，將會第一次調轉方向，運行方向變為自右向左，滾筒高度變為左中右底，據此判斷採煤工藝進入割底煤工藝2；當採煤機完全割透底煤後，將再次調轉方向，運行方向變為自左向右，滾筒高度保持左中右底，，據此判斷採煤工藝進入清浮煤工藝3；如果採煤機保持滾筒高度左中右底不變，僅進行往復行走，則判斷採煤機在持續進行清浮煤工藝3，即清浮煤工藝執行多次。當採煤機的運行方向再一次轉換為自右向左後，且滾筒高度調整為左中右中，則判斷採煤機進入斜切進刀工藝4；當採煤機的運行方向再一次轉換為自左向右後，且滾筒高度調整為左底右頂，則判斷採煤機進入割三角煤工藝5；當採煤機運行至右側端頭後，將會再一次調轉方向，運行方向變為自右向左，滾筒高度變為左中右底，據此判斷採煤工藝再一次進入割底煤工藝2；當採煤機完全割透底煤後，將再次調轉方向，運行方向變為自左向右，滾筒高度保持左中右底，據此判斷採煤工藝再一次進入清浮煤工藝3；如果採煤機保持滾筒高度左中右底不變，僅進行往復行走，則判斷採煤機在持續進行清浮煤工藝3，即清浮煤工藝3執行多次；當採煤機的運行方向切換為自右向左，而且滾筒高度調整為左頂右底，則判斷採煤機再一次進入中部正常割煤工藝1。

當採煤機行進至左端頭後，採煤機進行的採煤過程與採煤機在右端頭相同，採煤機的運行方向及左右滾筒高度與採煤機在右端頭割煤時相反。

s120、根據所述採煤工藝類型，確定液壓支架的執行動作。

所述液壓支架的執行動作包括下述至少一種：收護幫、伸護幫、自動拉架或推溜。

本發明實施例通過採煤機的運行方向變化和採煤機的左右滾筒的高度變化，判斷採煤工藝的類型，無需通過設置關鍵點確定採煤工藝的類型，避免了單一關鍵點變化需要調整所有關鍵點以及與關鍵點對應的採煤工藝的類型，提高了採煤工藝類型確定的效率和準確度，並且根據採煤工藝的類型直接確定液壓支架的動作，避免了根據關鍵點設置液壓支架的動作在關鍵點發生變化時出現動作偏差，提高了液壓支架跟機動作的準確性和實時性。

實施例二

圖3是本發明實施例二提供的一種液壓支架執行動作的確定方法的流程圖。本實施例在上述任意實施例的基礎上，進一步優化了所述根據所述採煤工藝類型，確定液壓支架的執行動作的操作。

相應的，本實施例的方法包括：

s210、根據採煤機的運行方向變化和所述採煤機的左右滾筒的位置高度變化，判斷採煤工藝的類型，所述採煤工藝的類型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切進刀和割三角煤中的一種。

s220、在中部正常割煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種。

s230、在割底煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種。

s240、在清浮煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種。

s250、在斜切進刀工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種。

s260、在割三角煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種。

每個採煤工藝類型中，液壓支架需要執行動作的種類可根據具體的採煤工藝進行添加或刪減。

在具體的工藝執行過程中，液壓支架各動作的執行時間會受到工作面地質條件，供液系統壓力等因素的影響，可能與採煤機記憶截割的速度不匹配。例如，當採煤機行進速度過快時，會導致其運行前方的液壓支架收護幫速度無法保證必要的安全距離，存在滾筒與液壓支架護幫碰撞的危險；另外，採煤機速度過快時，也會導致其運行後方進行自動拉架的液壓支架無法在規定的時間內完成所需的動作，造成拉架不及時，存在長時間空頂的危險，為避免上述問題的發生，當液壓支架控制系統檢測到採煤機的當前運行速度大於支架動作執行速度時，會向採煤機發送降速指令。當採煤機的行進速度過慢時，會導致液壓支架執行完必要的動作後，仍需等待採煤機運行至下一支架，方可啟動下一動作，從而降低了整個採煤過程的效率，浪費了不必要的等待時間，為提高生產效率，縮短等待時間，當液壓支架控制系統檢測到採煤機的當前運行速度低於液壓支架動作執行速度時，會向採煤機發送加速指令。

通過上述對採煤機運行速度和液壓支架動作執行速度的實時監測，動態控制採煤機的運行速度，可保證液壓支架控制系統與採煤機控制系統的協調運行，避免了僅在採煤機機與液壓支架的協同點才判斷支架執行動作的結果是否與採煤機運行速度相匹配，易造成控制滯後，採煤過程卡頓等影響實際採煤效果的弊端。

本實施例根據具體的採煤工藝確定與之對應的液壓支架的執行動作，實現了液壓支架跟機動作的準確性和實時性。

實施例三

圖4是本發明實施例三提供的一種液壓支架執行動作的確定方法的流程圖。本實施例在上述任意實施例的基礎上，進一步增加了根據所述採煤機的位置，確定液壓支架和所述液壓支架的執行動作的操作。

相應的，本實施例的方法包括：

s310、根據採煤機的運行方向變化和所述採煤機的左右滾筒的位置高度變化，判斷採煤工藝的類型。所述採煤工藝的類型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切進刀和割三角煤中的一種；

s320、根據所述採煤工藝類型，確定液壓支架的執行動作。

s330、根據所述採煤機的位置，確定液壓支架和所述液壓支架的執行動作。

液壓支架控制系統進行跟隨採煤機執行動作，需要執行的動作包括收護幫、伸護幫、自動移架以及推溜等動作過程。具體動作的執行範圍與採煤機的運行方向和所執行的採煤工藝類型有關。根據採煤工藝類型的要求，可針對每一個採煤工藝類型預先設置液壓支架需要執行的相關動作，需要設置的參數包括：當前採煤工藝類型中，液壓支架需要執行的動作類型，以及需要執行動作的支架相對於採煤機的位置。總體原則為：在採煤機運行前方的支架執行收護幫動作，超前採煤機多少架開始執行可設置；在採煤機運行後方的支架執行伸護幫、自動拉架或推溜動作，各動作類型滯後採煤機多少架開始執行可設置。即：

根據採煤機的位置，在採煤機的運行前方，與採煤機間隔第一預設距離的液壓支架執行收護幫動作；在採煤機的運行後方，與採煤機間隔第二預設距離的液壓支架執行伸護幫、自動拉架或推溜動作；所述第一預設距離和第二預設距離以液壓支架的數量為單位。

具體執行動作的液壓支架由s320確定，執行的動作可以根據s320和s330確定的共同動作確定，以此保證液壓支架執行動作確定的準確性。

本發明實施例根據採煤機的位置確定液壓支架以及液壓支架的動作，根據相對採煤機的不同位置設置不同的液壓支架以及液壓支架的執行動作，保證了液壓支架設置的合理性，並且提高了液壓支架的跟機動作的準確性和實時性。

實施例四

圖5是本發明實施例四提供的一種液壓支架執行動作的確定裝置的結構框圖。該裝置用於執行上述任意實施例所提供的一種液壓支架執行動作的確定方法。該裝置包括：

採煤工藝類型判斷模塊410，用於根據採煤機的運行方向變化和所述採煤機的左右滾筒的位置高度變化，判斷採煤工藝的類型，所述採煤工藝的類型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切進刀和割三角煤中的一種；

執行動作確定模塊420，用於根據所述採煤工藝類型，確定液壓支架的執行動作。

進一步的，所述液壓支架的執行動作包括下述至少一種：收護幫、伸護幫、自動拉架或推溜。

進一步的，所述執行動作確定模塊420具體用於：

在所述中部正常割煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種；

在所述割底煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種；

在所述清浮煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種；

在所述斜切進刀工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫、伸護幫、自動拉架和推溜中的至少一種；

在所述割三角煤工藝中，確定液壓支架的執行動作，所述執行動作包括：收護幫和伸護幫中的至少一種。

進一步的，該裝置還包括：

液壓支架確定模塊，用於根據所述採煤機的位置，確定液壓支架和所述液壓支架的執行動作。

進一步的，所述液壓支架確定模塊具體用於：

根據採煤機的位置，在採煤機的運行前方，與採煤機間隔第一預設距離的液壓支架執行收護幫動作；在採煤機的運行後方，與採煤機間隔第二預設距離的液壓支架執行伸護幫、自動拉架或推溜動作；所述第一預設距離和第二預設距離以液壓支架的數量為單位。

進一步的，所述採煤工藝類型判斷模塊410具體用於：

採煤機按照自左向右開始中部正常割煤工藝，滾筒高度為左底右頂；

當採煤機運行至右側端頭後，將會第一次調轉方向，運行方向變為自右向左，滾筒高度變為左中右底，據此判斷採煤工藝進入割底煤工藝；

當採煤機完全割透底煤後，將再次調轉方向，運行方向變為自左向右，滾筒高度保持左中右底，，據此判斷採煤工藝進入清浮煤工藝；

如果採煤機保持滾筒高度左中右底不變，僅進行往復行走，則判斷採煤機在持續進行清浮煤工藝，即清浮煤工藝執行多次。

當採煤機的運行方向再一次轉換為自右向左後，且滾筒高度調整為左中右中，則判斷採煤機進入斜切進刀工藝；

當採煤機的運行方向再一次轉換為自左向右後，且滾筒高度調整為左底右頂，則判斷採煤機進入割三角煤工藝；

當採煤機運行至右側端頭後，將會再一次調轉方向，運行方向變為自右向左，滾筒高度變為左中右底，據此判斷採煤工藝再一次進入割底煤工藝；

當採煤機完全割透底煤後，將再次調轉方向，運行方向變為自左向右，滾筒高度保持左中右底，據此判斷採煤工藝再一次進入清浮煤工藝；

如果採煤機保持滾筒高度左中右底不變，僅進行往復行走，則判斷採煤機在持續進行清浮煤工藝，即清浮煤工藝執行多次；

當採煤機的運行方向切換為自右向左，而且滾筒高度調整為左頂右底，則判斷採煤機再一次進入中部正常割煤工藝；

當採煤機行進至左端頭後，採煤機進行的採煤過程與採煤機在右端頭相同，採煤機的運行方向及左右滾筒高度與採煤機在右端頭割煤時相反。

本發明實施例四提供的液壓支架執行動作的確定裝置，提高了採煤工藝類型確定的效率和準確度，以及液壓支架跟機動作的準確性和實時性。

本發明實施例所提供的液壓支架執行動作的確定裝置可執行本發明任意實施例所提供的液壓支架執行動作的確定方法，具備執行方法相應的功能模塊和有益效果。

注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限於這裡所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限於以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的範圍由所附的權利要求範圍決定。