一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)傳輸線路、數(shù)據(jù)處理器、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備組成，該系統(tǒng)能夠?qū)ぷ髅嬉簤褐Ъ艿闹螇毫?、活柱下縮位移進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)輸出線路將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行分析，得到井巷工作面生產(chǎn)過(guò)程中頂板的來(lái)壓規(guī)律，從而對(duì)礦山工作面頂板來(lái)壓做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。本發(fā)明適用于煤礦及金屬礦山，使用方便，反饋及時(shí)，能夠有效減少因工作面頂板來(lái)壓引起的煤礦頂板安全事故的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及煤礦安全生產(chǎn)中對(duì)工作面頂板的壓力測(cè)量裝置，是一種礦山工作面頂 板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]礦山回采工作面頂板來(lái)壓對(duì)礦山安全生產(chǎn)具有重要意義，工作面頂板來(lái)壓是一種 劇烈的礦山壓力顯現(xiàn)現(xiàn)象，來(lái)壓時(shí)，頂板下沉速度急劇增加，頂?shù)装逡平孔兇螅Ъ芩?載荷普遍增加，有時(shí)可能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板臺(tái)階下沉等情況，對(duì)工作面的生產(chǎn) 造成巨大影響，有時(shí)還會(huì)造成頂板冒頂現(xiàn)象，對(duì)工人的人身安全造成威脅。[0003]目前工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)主要根據(jù)實(shí)測(cè)資料，經(jīng)過(guò)對(duì)頂板位移的人工測(cè) 量，用類比方法，定性判斷頂板的來(lái)壓行為。這種預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法受主客觀因素的影響，預(yù)測(cè) 精度差，預(yù)測(cè)結(jié)果常由于人為因素帶來(lái)較大的誤差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服目前礦井下頂板來(lái)壓測(cè)量中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種礦山工作面 頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在惡劣的環(huán)境中能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)礦山工作面頂板來(lái) 壓做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，并且使用方便，反饋及時(shí)，能夠有效減少因工作面頂板來(lái)壓引起的煤礦頂 板安全事故的發(fā)生。該系統(tǒng)對(duì)于工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、連續(xù)性好、可靠性高，改 變了傳統(tǒng)頂板來(lái)壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的局限性，具有廣泛的實(shí)用性。[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)傳輸線路、數(shù)據(jù)接收器、 數(shù)據(jù)處理器、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備。[0006]所述的數(shù)據(jù)采集器由礦用液壓支架壓力表、礦用液壓支架位移傳感器和礦用本安 型數(shù)據(jù)采集儀組成；礦用液壓支架壓力表、礦用液壓支架位移傳感器之間采取并聯(lián)，并聯(lián)后 再和礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀串聯(lián)；礦用液壓支架壓力表的作用是用來(lái)測(cè)量液壓支架的工作 阻力，型號(hào)為YHY60 (B);礦用液壓支架位移傳感器的作用是用來(lái)測(cè)量液壓支架的活柱下縮 量，采用LVDT位移傳感器；礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀的作用是采集礦用液壓支架壓力表和礦 用液壓支架位移傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，型號(hào)為YHC9。[0007]所述的信號(hào)傳輸線路采用電信工程布線，電信工程布線的作用是傳輸已采集的數(shù) 據(jù)，電信工程布線一端和礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀連接，另一端和電信號(hào)接收儀連接，電信工 程布線的型號(hào)為HYV2xl/0.5 BC。[0008]所述的數(shù)據(jù)接收器采用電信號(hào)接收儀，電信號(hào)接收儀具有預(yù)處理、矢量化、后處理 過(guò)程，電信號(hào)接收儀一端和電信工程布線連接，另一端和數(shù)據(jù)處理器連接，數(shù)據(jù)接收器的型 號(hào)為L(zhǎng)S708。[0009]所述的數(shù)據(jù)處理器由數(shù)據(jù)分析程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和來(lái)壓預(yù)測(cè)程序組成；數(shù)據(jù)處理 器一端和電信號(hào)接收儀連接，另一端和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備連接；數(shù)據(jù)分析程序采用兩種智能化分析模式綜合分析，兩種分析模式為灰色等維拓?fù)浞治瞿Ｊ胶腿斯ど窠?jīng)元網(wǎng)絡(luò)分析模 式；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分析程序處理完的數(shù)據(jù)功能；來(lái)壓預(yù)測(cè)程序根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié) 果進(jìn)行判定、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，數(shù)據(jù)處理器的型號(hào)為IBM System x3500 M4。[0010]所述的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備由結(jié)果輸出程序和報(bào)警器組成；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備和數(shù)據(jù)處 理器連接；結(jié)果輸出程序具有動(dòng)態(tài)顯示功能；當(dāng)預(yù)測(cè)的來(lái)壓位置距離工作面只有5m時(shí)，報(bào) 警器進(jìn)行報(bào)警通知；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備型號(hào)為華碩K42JP。[0011]有益成果:本發(fā)明的一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)礦 山工作面頂板來(lái)壓做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，并且使用方便，反饋及時(shí)，能夠有效減少因工作面頂板來(lái) 壓引起的煤礦頂板安全事故的發(fā)生。該系統(tǒng)對(duì)于工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、連續(xù)性 好、可靠性高，改變了傳統(tǒng)頂板來(lái)壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的局限性，具有廣泛的實(shí)用性?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】[0012]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明；圖1是本發(fā)明一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系示意圖。[0013]圖2是本發(fā)明一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)的工作原理及連接示意圖。[0014]圖中:1-數(shù)據(jù)采集器；2_礦用液壓支架壓力表；3_礦用液壓支架位移傳感器； 4-礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀；5_信號(hào)傳輸線路；6_電信工程布線；7_數(shù)據(jù)接收器；8_電信號(hào) 接收儀；9_數(shù)據(jù)處理器；10_數(shù)據(jù)分析程序；11-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；12_來(lái)壓預(yù)測(cè)程序；13_計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)備；14_結(jié)果輸出程序；15_報(bào)警器?！揪唧w實(shí)施方式】[0015]下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集器1、數(shù)據(jù)傳輸線路5、數(shù)據(jù)接收 器7、數(shù)據(jù)處理器9、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備13。[0016]所述的數(shù)據(jù)采集器I由礦用液壓支架壓力表2、礦用液壓支架位移傳感器3和礦用 本安型數(shù)據(jù)采集儀4組成；礦用液壓支架壓力表2、礦用液壓支架位移傳感器3之間采取并 聯(lián)，并聯(lián)后再和礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀4串聯(lián)；礦用液壓支架壓力表2的作用是用來(lái)測(cè)量液 壓支架的工作阻力，型號(hào)為YHY60 (B);礦用液壓支架位移傳感器3的作用是用來(lái)測(cè)量液壓 支架的活柱下縮量，采用LVDT位移傳感器；礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀4的作用是采集礦用液 壓支架壓力表和礦用液壓支架位移傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，型號(hào)為YHC9。[0017]所述的信號(hào)傳輸線路5采用電信工程布線6，電信工程布線6的作用是傳輸已采集 的數(shù)據(jù)，電信工程布線6 —端和礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀4連接，另一端和電信號(hào)接收儀8連 接，電信工程布線6的型號(hào)為HYV2xl/0.5 BC。[0018]所述的數(shù)據(jù)接收器7采用電信號(hào)接收儀8，電信號(hào)接收儀8 一端和電信工程布線6 連接，另一端和數(shù)據(jù)處理器9連接，電信號(hào)接收儀8具有預(yù)處理、矢量化、后處理過(guò)程，電信 號(hào)接收儀8的型號(hào)為L(zhǎng)S708。[0019]所述的數(shù)據(jù)處理器9由數(shù)據(jù)分析程序10、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器11和來(lái)壓預(yù)測(cè)程序12組成； 數(shù)據(jù)處理器9 一端和電信號(hào)接收儀8連接，另一端和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備13連接；數(shù)據(jù)分析程 序10采用兩種智能化分析模式綜合分析，兩種分析模式為灰色等維拓?fù)浞治瞿Ｊ胶腿斯ど窠?jīng)元網(wǎng)絡(luò)分析模式；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器11具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分析程序處理完的數(shù)據(jù)功能；來(lái)壓預(yù)測(cè) 程序12根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行判定、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，數(shù)據(jù)處理器9的型號(hào)為IBM System x3500 M4。[0020]所述的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備13由結(jié)果輸出程序14和報(bào)警器15組成；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備 13和數(shù)據(jù)處理器9連接；結(jié)果輸出程序14具有動(dòng)態(tài)顯示功能；當(dāng)預(yù)測(cè)的來(lái)壓位置距離工作 面只有5m時(shí)，報(bào)警器15進(jìn)行報(bào)警通知；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備13的型號(hào)為華碩K42JP。[0021]系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先數(shù)據(jù)采集器I中的礦用液壓支架壓力表2和礦用液壓支架位移 傳感器3對(duì)工作面液壓支架的工作阻力、活柱下縮量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，同時(shí)通過(guò)礦用本安型 數(shù)據(jù)采集儀4對(duì)礦用液壓支架壓力表2和礦用液壓支架位移傳感器3測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 采集，采集后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)由電信工程布線6傳輸給數(shù)據(jù)接收器7電信號(hào)接收儀8，電信號(hào) 接收儀8接收數(shù)據(jù)后經(jīng)過(guò)預(yù)處理、矢量化后把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器9，然后數(shù)據(jù)處理器9 利用數(shù)據(jù)分析程序10所包括的灰色等維拓?fù)浞治瞿Ｊ胶腿斯ど窠?jīng)元網(wǎng)絡(luò)分析模式對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行綜合智能化分析，分析完成后將處理完的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)器11進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)啟 動(dòng)來(lái)壓預(yù)測(cè)程序12根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行判定、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，最終通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備13中 的結(jié)果輸出程序14動(dòng)態(tài)輸出預(yù)測(cè)結(jié)果，在預(yù)測(cè)的來(lái)壓位置距離工作面只有5m時(shí)，報(bào)警器15 進(jìn)行報(bào)警通知。
【權(quán)利要求】
1.一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器(I)、信號(hào) 傳輸線路(5)、數(shù)據(jù)接收器(7)、數(shù)據(jù)處理器(9)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備(13)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采 集器(I)由礦用液壓支架壓力表(2)、礦用液壓支架位移傳感器(3)和礦用本安型數(shù)據(jù)采集 儀(4)組成；礦用液壓支架壓力表(2)、礦用液壓支架位移傳感器(3)之間采取并聯(lián)，并聯(lián)后 再和礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀(4)串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:信號(hào)傳 輸線路(5 )采用電信工程布線(6 )，電信工程布線(6 ) 一端和礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀(4 )連 接，另一端和電信號(hào)接收儀(8 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)接 收器(7)采用電信號(hào)接收儀(8)，電信號(hào)接收儀(8)具有預(yù)處理、矢量化功能，電信號(hào)接收儀 (8 ) 一端和電信工程布線(6 )連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)處 理器(9)由數(shù)據(jù)分析程序(10)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(11)和來(lái)壓預(yù)測(cè)程序(12)組成；數(shù)據(jù)處理器(9)一端和電信號(hào)接收儀(8)連接，另一端和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備(13)連接；數(shù)據(jù)分析程序(10) 采用兩種智能化分析模式綜合分析，兩種分析模式為-灰色等維拓?fù)浞治瞿Ｊ胶腿斯ど窠?jīng) 元網(wǎng)絡(luò)分析模式；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(11)具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分析程序(10)處理完的數(shù)據(jù)功能；來(lái)壓預(yù) 測(cè)程序(12)根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行判定、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)備(13)由結(jié)果輸出程序(14)和報(bào)警器(15)組成；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備(13)和數(shù)據(jù)處理 器(9)連接；結(jié)果輸出程序(14)具有動(dòng)態(tài)顯示功能；當(dāng)預(yù)測(cè)的來(lái)壓位置距離工作面只有5m 時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5、6所述的一種礦山工作面頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征 在于礦用液壓支架壓力表(2)的型號(hào)為YHY60 (B)，礦用液壓支架位移傳感器(3)采用 LVDT位移傳感器，礦用本安型數(shù)據(jù)采集儀(4)的型號(hào)為YHC9 ;電信工程布線(6)的型號(hào)為 HYV2xl/0.5BC ;電信號(hào)接收儀(8)的型號(hào)為L(zhǎng)S708 ;數(shù)據(jù)處理器(9)的型號(hào)為IBM System X3500M4 ;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備(13)的型號(hào)為華碩K42JP。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK103498699SQ201310398487
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】孫輝, 李桂臣, 張農(nóng), 劉長(zhǎng)郄, 馬振乾, 衛(wèi)英豪 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)