一种矿井下自动移架方法及自动移架式液压支架系统与流程

本发明涉及矿井下液压支架智能控制设备技术领域，尤其涉及一种矿井下自动移架方法及自动移架式液压支架系统。

背景技术：

综采工作面由多台液压支架在工作面依次排列而成，实现对工作面顶板的支撑和对刮板运输机的迁移。工作面的液压支架是由刮板运输机弱约束的浮动系统，在工作面推移过程中，由于液压支架与刮板运输机通过销耳连接，存在间隙，导致推移动作过程中存在一定的误差，由于现有的支架控制器程序固化、设置控制参数为静态的，不能适应工作面多变的地质条件、渐变的设备和使用环境，工作面地质条件复杂，顶板破碎，矿压大，底板松软，大倾角，泵站压力不足，电液阀逐渐堵塞，多架同时动作时压力不足。因此，一个具有静态的程序和参数的控制系统，难以适应动态的地质条件、设备和使用环境，必须使液压支架的自动移架控制系统具有智能化功能，才能满足工作面液压支架自动移架的功能要求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种矿井下自动移架方法及自动移架式液压支架系统。

本发明提供一种矿井下自动移架方法及自动移架式液压支架系统，采用如下技术方案：

一种矿井下自动移架式液压支架系统，包括：

液压支架推移检测系统，该液压支架推移检测系统包括：

至少一个的液压支架，至少一个的所述液压支架沿采煤工作面排列，用来支撑工作面顶板，及

支架控制器，该支架控制器设置于各液压支架上，各支架控制器分别与本架的液压支架压力传感器、行程传感器、角度传感器和管路压力传感器连接，以采集本架的顶板支架压力、推移行程、运行姿态和主管路压力数据，支架控制器通过控制程序实现对液压支架移架过程的自动控制，及

压力传感器，该压力传感器设置于各液压支架上，用于测量执行动作的液压支架动作的供液压力，并通过支架电液控制系统通信网络传送给邻近的支架控制器；支架控制器的各种参数、阀值可以根据工作面液压支架邻近的主管路压力进行动态调整，压力越小，时间参数则调节的越大，压力越大，则时间参数则调节的越小，及

行程传感器，该行程传感器用于测量各液压支架的推移行程，及

角度传感器，该角度传感器用于测量液压支架在移架过程中的运行姿态，及

高度传感器，该高度传感器用于测量液压支架的高度。

本发明的一种矿井下自动移架方法，包括以下步骤：

s100：检测调整；

在支架动作前，先对给液压支架的供液压力进行检测，判别供液压力是否发生变化，如果变化，则应根据历史数据对应的参数调整规律进行控制时间参数的等比例调整；

s200：降柱阶段；

降柱阶段按照设置的总体降柱时间参数开启一个降柱总体时间窗口，在这个时间窗口内，再将降柱过程分为若干个降柱的小的阶段接力而成，每个小的降柱阶段需要将立柱压力下降一个固定的幅值，然后打开移架测试时间窗口，测试一下是否能够拉动支架，检测行程传感器值是否变化，如果能够拉动支架，就结束降柱过程进入到移架阶段，否则关闭移架动作及其移架测试时间窗口，继续执行下一个降柱的小的阶段，直到总体降柱时间窗口时间到达，结束降柱，并升架报故障；

s300：移架阶段；

按照设置的总体降柱时间参数开启一个移架总体时间窗口，在这个时间窗口内，执行移架动作，在移架过程中实时检测行程传感器值，当移架速度小于设定移架速度时，开启小的时间窗口进行降柱，进行边降边移动作，当行程传感器值其达到设置的目标值，或移架总体时间窗口到达时，结束移架阶段；

s400：升柱阶段；

对顶板进行完全支撑。

如权利要求2所述的一种矿井下自动移架方法，其特征在于，在s200中，在整个降柱阶段实时检测液压支架的高度，液压支架的高度下降幅度不得大于侧护板高度的3/4，当其超过给定值时，立即结束降柱过程，并升柱报故障。

可选的，在s400中，升柱阶段分为2个阶段，第一个阶段使液压支架达到初始支撑状态，使顶板达到支撑状态，此时左右邻架可以同步执行自动移架的降柱动作；第二个阶段使液压支架达到初撑力，完成对顶板的完全支撑；升柱的2个阶段分别开设2个时间窗口进行动作控制，实时检测液压支架压力传感器数据，按照设定的液压支架压力传感器设定的目标值进行升柱动作控制。

可选的，在s300中，移架过程中遇到底板松软的场合，需要实施再降柱动作，此时，将给定再降柱时间窗口，按照高度传感器设置值使立柱下降一个设定的高度值后结束再降柱动作，然后设置抬底动作时间窗口，打开液压支架的抬底动作，当到达抬底动作时间窗口时，结束液压支架的抬底动作。

优选的，在移架过程中使用角度传感器实时检测液压支架的运行姿态，在液压支架的姿态发生变化时，需要使用液压支架的底调、侧护板动作调正液压支架运行姿态，使其保持与刮板输送机保持垂直的关系。

优选的，其特征在于，移架过程中如果移架速度小于设定的移架速度最小值时，在总体降柱高度现场情况的前提下，再次打开一个时间窗口进行液压支架同步降柱控制，当移架速度大于移架速度设置阈值时，结束降柱动作。

进一步的方案为，根据液压支架各液压阀的工作状况实时适度调节时间参数，以保证其升降柱时按照液压支架压力传感器控制、移架时按照行程传感器控制能够使动作到位。

与相关技术相比，本发明具有如下技术效果：

本发明可以提高工作面降柱效率，在能够移动支架时就停止降柱过程，使支架使用最短的时间完成降柱，并达到相关的效果，并且降柱时间短则升柱时间也短，提高了自动移架速度；

实现了液压支架动作与其供液系统的关联性，动态调整控制时间参数，实现液压支架动作与供液系统的耦合；

提升了液压支架对工作面顶底板条件的适应能力，实现了液压支架动作与工作面地质条件的耦合；

提升了液压支架对液压阀状态变化的适应能力，实现了液压支架动作与工作面设备的耦合；

多台液压支架动作对液压支架供液系统影响度的不确定性，检测工作面主管路压力值，并依此进行自动移架控制参数的自动调节，实现了液压支架动作参数与多个支架同时动作时动态的供液系统能力耦合；

实现控制参数的动态调节，实现与多变的地质条件、设备和环境的耦合。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请参照图1，本发明的一种矿井下自动移架式液压支架系统，液压支架推移检测系统包括液压支架、支架控制器、行程传感器、压力传感器、角度传感器、高度传感器和管路压力传感器；液压支架沿采煤工作面排列，用来支撑工作面顶板，每台液压支架上至少安装一个压力传感器，用来测量液压支架的顶板支撑压力；每台液压支架上至少安装一个行程传感器，用来测量各液压支架的推移行程；每台液压支架上至少安装一个角度传感器，用来测量液压支架在移架过程中的运行姿态；每台液压支架上至少安装一个高度传感器，用来测量液压支架的高度；在工作面主管路上配置若干个管路压力传感器，用来测量执行动作的液压支架动作的供液压力，并通过支架电液控制系统通信网络传送给邻近的支架控制器；每台液压支架上安装一个支架控制器，各支架控制器分别与本架的压力传感器、行程传感器、角度传感器和管路压力传感器连接，以采集本架的顶板支架压力、推移行程、运行姿态和主管路压力数据，支架控制器通过控制程序实现对液压支架移架过程的自动控制。

用液压支架自动移架智能控制方法，使用上述液压支架推移检测系统实时检测液压支架在自动移架过程中的推移状态和顶板支撑状态，自动移架过程由降柱阶段、移架阶段、升柱阶段三个阶段组成，降柱与升柱阶段主要根据检测压力传感器状态进行控制，移架过程主要根据检测行程传感器状态进行控制，每个阶段控制程序都是由各传感器检测数据的实时测量值与支架控制器中设置的阈值的比较关系和时间控制参数确定其结束条件。

降柱阶段：降柱阶段按照设置的总体降柱时间参数开启一个降柱总体时间窗口，在这个时间窗口内，再将降柱过程分为若干个降柱的小的阶段接力而成，每个小的降柱阶段需要将立柱压力下降一个固定的幅值，然后打开移架测试时间窗口，测试一下是否能够拉动支架，检测行程传感器值是否变化，如果能够拉动支架，就结束降柱过程进入到移架阶段，否则关闭移架动作及其移架测试时间窗口，继续执行下一个降柱的小的阶段，直到总体降柱时间窗口时间到达，结束降柱，并升架报故障。

同时，在整个降柱阶段实时检测液压支架的高度，液压支架的高度下降幅度不得大于侧护板高度的3/4，当其超过给定值时，立即结束降柱过程，并升柱报故障。

移架阶段：移架阶段按照设置的总体降柱时间参数开启一个移架总体时间窗口，在这个时间窗口内，执行移架动作，在移架过程中实时检测行程传感器值，当其达到设置的目标值，或移架总体时间窗口到达时，结束移架阶段，进入升柱阶段。

移架过程中遇到底板松软的场合，需要实施再降柱动作。此时，将给定再降柱时间窗口，按照高度传感器设置值使立柱下降一个设定的高度值后结束再降柱动作，然后设置抬底动作时间窗口，打开液压支架的抬底动作，当到达抬底动作时间窗口时，结束液压支架的抬底动作。

在移架阶段，还需要在移架过程中使用角度传感器实时检测液压支架的运行姿态，在液压支架的姿态发生变化时，需要使用液压支架的底调、侧护板等部件动作调正液压支架运行姿态，使其保持与刮板输送机保持垂直的关系。

在移架过程中如果移架速度小于设定的移架速度最小值时，在总体降柱高度现场情况的前提下，再次打开一个时间窗口进行液压支架同步降柱控制，当移架速度大于移架速度设置阈值时，结束降柱动作。

升柱阶段：升柱阶段分为2个阶段，第一个阶段使液压支架达到初始支撑状态，使顶板达到支撑状态，此时左右邻架可以同步执行自动移架的降柱动作。第二个阶段使液压支架达到初撑力，完成对顶板的完全支撑。升柱的2个阶段分别开设2个时间窗口进行动作控制，实时检测压力传感器数据，按照设定的压力传感器设定的目标值进行升柱动作控制。

升柱的第2个阶段结束后，可以开一个时间窗口，实施推溜动作，消除液压支架与刮板输送机的销耳间隙，为下一架移架和本架后续的推溜动作打好基础。

支架控制器的各种参数、阀值可以根据工作面液压支架邻近的主管路压力进行动态调整，压力越小，时间参数则调节的越大，压力越大，则时间参数则调节的越小。同时，还可以根据液压支架各液压阀的工作状况实时适度调节时间参数，以保证其具有传感器的动作到位，并按照等比例调节侧护板等单纯靠时间控制的参数。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。