综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法及系统

摘要

本发明提供一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法及系统，所述方法包括以下步骤：在综采工作面连续推进的过程中，通过安装在各液压支架上的第一行程传感器来获取每两个液压支架之间的相对位置；获取每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置；以指定液压支架为基准，根据所述每两个液压支架之间的相对位置来调直指定范围内的液压支架，直到所述第一行程传感器的读数全部为零；以所述指定液压支架与刮板输送机的相对位置为参照，根据所述每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置来调直指定范围内的刮板输送机。本发明的方法及系统可以确保刮板运输机、液压支架排列整齐，保证了综采工作面的“三直一平”。

说明书

技术领域

本发明涉及在煤矿井下综采工作面采煤过程控制领域，特别是涉及一种综 采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法以及一种综采工作面液压支架和 刮板输送机自动调直系统。

背景技术

煤矿综采工作面“三直一平”是实现综采工作面正常高效生产的有效手段， 尤其工作面过断层或褶曲等地质构造时，工作面设备难以适应地质条件，必须 保证液压支架、割过的煤壁和刮板输送机保持在一条直线上，采取有效的控制 措施，降低设备故障率，提高工作面生产效率。

早期为了确保工作面“三直一平”，工作面往往实行拉线管理。即在工作面 悬挂照明灯具作参照物，由人工进行判断，当工作面出现局部不直现象时,由人 员手动操作移架或移溜，调整支架相互之间的距离。

在电液控制系统成熟应用于综采工作面之后，业界提出了依靠安装在液压 支架推移油缸里的行程传感器作为判定依据、并由电液控制系统控制液压支架 动作进行调直的方法。然而，这种方法只能反映每个液压支架与刮板输送机之 间的相对位置，即没有一个可靠的参考点，当刮板输送机本身已经弯曲时，即 使每个液压支架的行程传感器的读数都一致，也无法表明已经达到一种已调直 的状态。

发明内容

基于此，本发明提供一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法 及系统，能够确保刮板运输机、液压支架排列整齐。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法，包括以下步骤：

在综采工作面连续推进的过程中，通过安装在各液压支架上的第一行程传 感器来获取每两个液压支架之间的相对位置；

获取每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置；

以指定液压支架为基准，根据所述每两个液压支架之间的相对位置来调直 指定范围内的液压支架，直到所述第一行程传感器的读数全部为零；

以所述指定液压支架与刮板输送机的相对位置为参照，根据所述每个液压 支架与刮板输送机之间的相对位置来调直指定范围内的刮板输送机。

一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直系统，包括：

第一位置获取模块，用于在综采工作面连续推进的过程中，通过安装在各 液压支架上的第一行程传感器来获取每两个液压支架之间的相对位置；

第二位置获取模块，用于获取每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置；

第一调直模块，用于以指定液压支架为基准，根据所述每两个液压支架之 间的相对位置来调直指定范围内的液压支架，直到所述第一行程传感器的读数 全部为零；

第二调直模块，用于以所述指定液压支架与刮板输送机的相对位置为参照， 根据所述每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置来调直指定范围内的刮板 输送机。

由以上方案可以看出，本发明的综采工作面液压支架和刮板输送机自动调 直方法及系统，通过在液压支架上安装行程传感器来获取每两个液压支架之间 的相对位置，并且结合每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置，自动调整 指定范围内液压支架以其中指定的某个液压支架为基准成一条直线，以及自动 调整该指定范围内刮板输送机以该指定液压支架与刮板输送机的相对位置为参 照成一条直线。本发明中只要相关参数设置得当便可以进行液压支架和刮板输 送机的自动调直，无需人工干预，确保了刮板运输机、液压支架排列整齐，避 免因刮板输送机弯曲度过大导致设备的损坏，保证了综采工作面的“三直一平”。

附图说明

图1为本发明实施例中一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方 法的流程示意图；

图2为本发明实施例中自动调直前液压支架和刮板输送机的状态示意图；

图3为本发明实施例中调直支架后液压支架和刮板输送机的状态示意图；

图4为本发明实施例中一次自动调直后，液压支架和刮板运输机的状态示 意图；

图5为本发明实施例中一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直系 统的结构示意图。

具体实施方式

参见图1所示，一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法，包 括以下步骤：

步骤S101，在综采工作面连续推进的过程中，通过安装在各液压支架上的 第一行程传感器来获取每两个液压支架之间的相对位置。

本发明在每个液压支架上安装了用于反映液压支架间相对位置的行程传感 器，通过电液控制系统对上述行程传感器的信号检测，可以得到每两个液压支 架之间的相对位置。作为一个较好的实施例，所述通过安装在各液压支架上的 第一行程传感器来获取每两个液压支架之间的相对位置的过程具体可以包括如 下：通过所述第一行程传感器的传感器本体、永磁体来获取每两个液压支架之 间的相对位置。具体为：将所述第一行程传感器的传感器本体、永磁体分别安 装在每个液压支架两侧侧护帮上，此时安装在每个液压支架的传感器本体和安 装在下一个液压支架的永磁体可以组成一套行程传感器，并且该安装在每个液 压支架的传感器本体可以将安装在下一个液压支架的永磁体相对于自身的位置 转化成连续变化的模拟量，从而实现相对位置的测量。

需要说明的是，本发明实施例中所涉及到的电液控制系统是一种可获取综 采工作面所有传感器信息，并控制综采工作面所有液压支架进行动作的微机网 络系统。

步骤S102，获取每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置，其后进入步 骤S103。

作为一个较好的实施例，本步骤中获取每个液压支架与刮板输送机之间的 相对位置的过程具体可以包括如下：在各液压支架的推移油缸中安装第二行程 传感器，根据所述第二行程传感器来获取每个液压支架与刮板输送机之间的相 对位置。即本发明实施例中在每个液压支架上一共安装了两套行程传感器：第 一行程传感器和第二行程传感器。第一行程传感器的读数可以反映两个液压支 架间的相对位置，而第二行程传感器则全部（包括传感器本体、永磁体）安装 在液压支架的推移油缸中，通过推移油缸的行程值来反映液压支架与刮板输送 机之间的相对位置。

步骤S103，本发明实施例中根据“先调支架，再调刮板”的基本方法来进 行自动调直。因此在本步骤中，以指定液压支架为基准，根据所述每两个液压 支架之间的相对位置来调直指定范围内的液压支架，直到所述第一行程传感器 的读数全部为零（即说明已经实现了液压支架的调直），并进入步骤S104。

步骤S104，以所述指定液压支架与刮板输送机的相对位置为参照，根据所 述每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置来调直指定范围内的刮板输送 机。

作为一个较好的实施例，在确定何时停止对刮板输送机的调直上，可以采 用如下方式：当所有第一行程传感器读数全部为零，且所有第二行程传感器的 读数全部相等时，结束液压支架与刮板输送机的相对位置的调直操作。刮板输 送机调直完毕后即实现了整个刮板运输机、液压支架的排列整齐。

可见，本发明实施例的一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方 法，它的主要思路是以指定进行调直的液压支架中指定的某个液压支架为基准， 控制调直范围内其他液压支架动作，调整每个调直范围内的液压支架上的安装 在侧护帮两侧的行程传感器读数全部为零，从而实现液压支架的调直；再以该 指定支架与刮板输送机的相对位置为参照，控制调直范围内其他液压支架动作， 调整每个调直范围内的液压支架上的安装在推移油缸中的行程传感器读数全部 一致，从而实现刮板输送机的调直。下面通过一个具体的例子来进行描述：

假设本实施例中对连续m个的液压支架以第K个液压支架为基准进行自动 调直（其中参数m和K及同时调整刮板输送机的液压支架数n可根据用户需求 在电液控制系统上做不同的设置），则本发明实现一次自动调直的过程如下所 示：

（1）、假设进行自动调直前的初始状态如图2所示，该图中标示出了在一 次自动调直中各个相关参数的假定，以及调直支架时的顺序组合。其中，d1为 液压支架与刮板运输机之间的相对位置，d2为液压支架之间的相对位置。以第 K架为基准，电液控制系统通过安装在侧护帮两侧的行程传感器检测第K-1架 与第K架之间、第K+1架与第K架之间的相对位置，如果在工作面推进方向上 超前于第K架，定义相对位置为正，反之滞后于第K架，定义相对位置为负；

（2）、电液控制系统控制同时控制第K-1架和第K+1架根据所检测的相对 位置进行动作，如果相对位置为正，则进行降架后推溜，过程中不断检测与第K 架的相对位置，直到相位位置为零时停止推溜并升柱；如果相对位置为负，则 进行降架后拉架，过程中不断检测与第K架的相对位置，直到相位位置为零时 停止拉架并升柱；

（3）、电液控制系统使用（1）、（2）中所述的方法同时调整第K-2架和第 K+2架（如果存在），不同的是调整第K-2架时，参照信息是第K-2架与第K-1 架之间的相对位置；调整第K+2架时，参照信息是第K+2架与第K+1架之间的 相对位置。以此类推，按照第K-3架和第K+3架、第K-4架和第K+4架……的 次序和组合进行调整，调整时的参照信息是本组与上组中同侧液压支架之间的 相对位置，直到所有m-1个液压支架都调整完毕，此时所有m个液压支架呈一 条直线，如图3所示，该图中同样标示出了调直刮板输送机时的顺序组合；

（4）、电液控制系统分析[K-n,K-1]及[K+1,K+n]范围内的液压支架与刮板 输送机的相对位置，即其安装在推移油缸的行程传感器的读数，并与第K架的 推移油缸行程传感器读数进行比较。然后同时控制该范围内的2n个液压支架中 差值为正的进行升柱拉架，差值为负的升柱推溜，直到该差值全部为零或超时；

（5）、电液控制系统分析[K-3n/2,K-n/2-1]及[K+n/2+1,K+3n/2]范围内的液压 支架（如果存在）与刮板输送机的相对位置并进行调整，调整方法与（4）中描 述的方法相同。以此类推，按照[K-2n,K-n-1]及[K+n+1,K+2n]、[K-5n/2,K-3n/2-1] 及[K+3n/2+1,K+5n/2]……的次序和组合进行调整，范围每次向两侧递减或递增 n/2，直到所有m-1个液压支架调整完毕。此时刮板输送机呈一条直线，如图4 所示。至此一次自动调直过程结束。

综上可知，只要自动调直的支架范围、基准架号和同时调整刮板支架数三 个参数设置得当，便可通过传感器反馈和电液控制系统的算法，实现无需人工 干预的液压支架和刮板输送机自动调直。

需要说明的是，本发明实施例中自动调直的启动可以通过对电液控制系统 手动操作启动，也可以通过发送特定的命令给电液控制系统启动。

与上述一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法相对应，本发 明还提供一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直系统，如图5所示， 包括：

第一位置获取模块101，用于在综采工作面连续推进的过程中，通过安装在 各液压支架上的第一行程传感器来获取每两个液压支架之间的相对位置；

第二位置获取模块102，用于获取每个液压支架与刮板输送机之间的相对位 置；

第一调直模块103，用于以指定液压支架为基准，根据所述每两个液压支架 之间的相对位置来调直指定范围内的液压支架，直到所述第一行程传感器的读 数全部为零；

第二调直模块104，用于以所述指定液压支架与刮板输送机的相对位置为参 照，根据所述每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置来调直指定范围内的 刮板输送机。

作为一个较好的实施例，所述第一行程传感器中可以包括：传感器本体、 永磁体；所述传感器本体和永磁体分别安装在液压支架两侧侧护帮上；当多个 液压支架并排安放时，安装在每个液压支架的传感器本体将安装在下一个液压 支架的永磁体相对于自身的位置转化成连续变化的模拟量，从而实现相对位置 （此处指每两个液压支架之间的相对位置）的测量。

另外，作为一个较好的实施例，所述第二位置获取模块可以通过在各液压 支架的推移油缸中所安装的第二行程传感器来获取每个液压支架与刮板输送机 之间的相对位置。

作为一个较好的实施例，所述综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直 系统中还可以包括：

操作结束模块，用于在所有第一行程传感器读数全部为零，且所有第二行 程传感器的读数全部相等时，结束液压支架与刮板输送机的相对位置的调直操 作。

可见，本发明实施例中在每个液压支架上一共安装了两套行程传感器：第 一行程传感器和第二行程传感器。第一行程传感器的读数可以反映两个液压支 架间的相对位置，而第二行程传感器则全部（包括传感器本体、永磁体）安装 在液压支架的推移油缸中，通过推移油缸的行程值来反映液压支架与刮板输送 机之间的相对位置。

上述一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直系统的其他技术特征 与本发明的一种综采工作面液压支架和刮板输送机自动调直方法相同，此处不 予赘述。

通过以上方案可以看出，本发明的综采工作面液压支架和刮板输送机自动 调直方法及系统，通过在液压支架上安装行程传感器来获取每两个液压支架之 间的相对位置，并且结合每个液压支架与刮板输送机之间的相对位置，自动调 整指定范围内液压支架以其中指定的某个液压支架为基准成一条直线，以及自 动调整该指定范围内刮板输送机以该指定液压支架与刮板输送机的相对位置为 参照成一条直线。本发明中只要相关参数设置得当便可以进行液压支架和刮板 输送机的自动调直，无需人工干预，确保了刮板运输机、液压支架排列整齐， 避免因刮板输送机弯曲度过大导致设备的损坏，保证了综采工作面的“三直一 平”。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。