一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(1)，電液控制系統(tǒng)(2)和若干個液壓支架壓力監(jiān)測裝置(3)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(1)經(jīng)過接收液壓支架壓力監(jiān)測裝置(3)傳來的數(shù)據(jù)信號，形成指令信號，傳輸給電液控制系統(tǒng)(2)；電液控制系統(tǒng)(2)在接收到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(1)傳來或人工發(fā)出的指令信號后，控制綜采工作面液壓支架(4)的放煤口(44)的開啟和關(guān)閉；液壓支架壓力監(jiān)測裝置(3)安裝于綜采工作面液壓支架(4)上，實時監(jiān)測液壓支架所承受頂煤(5)的壓力狀態(tài)，并實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)差的問題。
【專利說明】—種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種綜采工作面放煤系統(tǒng)，尤其是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]放頂煤綜采方法在厚及特厚煤層開采中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但放頂煤綜采方法由于一直采用人工放煤，因此存在明顯弊端:放煤時機完全由人工憑經(jīng)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，還可能由于頂板冒落而造成人員傷亡，放煤過程中產(chǎn)生的大量粉塵、瓦斯也對工作人員的身體健康構(gòu)成嚴重威脅。
[0003]基于上述原因，越來越多的放頂煤綜采工作面安裝了一種基于電液控制的自動放煤系統(tǒng)，取代了人工放煤，實現(xiàn)了放煤自動化。但經(jīng)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(yīng)性較差，當煤層出現(xiàn)起伏或厚度發(fā)生較大變化時，容易出現(xiàn)丟煤或由于超放導致放出矸石的現(xiàn)象；其次，對于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(diào)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(yīng)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(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決目前綜采工作面自動化放頂煤方法對于煤層厚度變化和不同支架頂煤頂板條件變化適應(yīng)性差的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，電液控制系統(tǒng)和若干個液壓支架壓力監(jiān)測裝置；所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器經(jīng)過接收所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置傳來的數(shù)據(jù)信號，形成指令信號，傳輸給所述電液控制系統(tǒng)；所述電液控制系統(tǒng)在接收到所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器傳來或人工發(fā)出的指令信號后，控制綜采工作面液壓支架的放煤口的開啟和關(guān)閉；所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置安裝于所述綜采工作面液壓支架上，用于實時監(jiān)測所述液壓支架所承受頂煤的壓力狀態(tài)，并實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器。
[0008]在上述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)中，所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置包括若干個應(yīng)力傳感器。
[0009]在上述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)中，所述應(yīng)力傳感器包括所述綜采工作面液壓支架的前立柱應(yīng)力傳感器、后立柱應(yīng)力傳感器和平衡千斤頂應(yīng)力傳感器，用于分別監(jiān)測前柱放煤循環(huán)壓力變化量？1、后立柱放煤循環(huán)壓力變化量？2、平衡千斤頂上腔放煤循環(huán)壓力變化量？3、平衡千斤頂下腔放煤循環(huán)壓力變化量？4、支架前后立柱放煤循環(huán)結(jié)束時壓力比值？5和平衡千斤頂上下腔放煤循環(huán)結(jié)束時壓力比值？6。
[0010]本實用新型的系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0011]①本實用新型提供的一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，由于采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器并結(jié)合電液控制系統(tǒng)對綜采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(jié)果，因此，本實用新型能夠在實現(xiàn)放煤自動化的同時，解決了因困難地質(zhì)條件、特殊煤巖特性等復雜煤層賦存條件下，頂煤放出率無法通過經(jīng)典方法計算獲得的技術(shù)難題。
[0012]②本實用新型提供的一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，由于采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，可以針對每一個放煤循環(huán)，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，本實用新型對綜采工作面的適應(yīng)性更高，應(yīng)用范圍更廣。
[0013]③本實用新型提供的一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，由于應(yīng)力傳感器監(jiān)測的是前立柱、后立柱和平衡千斤頂?shù)膲毫μ卣髦禐榍爸琶貉h(huán)壓力變化量？1、后立柱放煤循環(huán)壓力變化量？2、平衡千斤頂上腔放煤循環(huán)壓力變化量？3、平衡千斤頂下腔放煤循環(huán)壓力變化量？4、支架前后立柱放煤循環(huán)結(jié)束時壓力比值？5、平衡千斤頂上下腔放煤循環(huán)結(jié)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓練效率和效果，降低對訓練樣本和檢驗樣本的數(shù)量要求，能夠有效減少放煤人工操作環(huán)節(jié)，更進一步提高綜采工作面生產(chǎn)的自動化程度，因此，本實用新型能夠有效提供綜采工作面生產(chǎn)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(nèi)容更容易被清楚的理解，下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0015]圖1是本實用新型基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是采用本實用新型基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)進行放煤的示意圖。
[0017]圖中標記為:1-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，2-電液控制系統(tǒng)，3-液壓支架壓力監(jiān)測裝置，4-液壓支架，5-頂煤，41-前立柱，42-后立柱，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(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)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于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。
[0020]所述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1，電液控制系統(tǒng)2和若干個液壓支架壓力監(jiān)測裝置3 ；所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1經(jīng)過接收所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置3傳來的數(shù)據(jù)信號，形成指令信號，傳輸給所述電液控制系統(tǒng)2 ；所述電液控制系統(tǒng)2在接收到所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1傳來或人工發(fā)出的指令信號后，控制綜采工作面液壓支架4的放煤口 44的開啟和關(guān)閉；所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置3安裝于所述綜采工作面液壓支架4上，用于實時監(jiān)測所述液壓支架所承受頂煤5的壓力狀態(tài)，并實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1。
[0021]在本實施例中，所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置3包括一個應(yīng)力傳感器。
[0022]在本實施例中，所述應(yīng)力傳感器包括所述綜采工作面液壓支架4的前立柱41應(yīng)力傳感器、后立柱42應(yīng)力傳感器和平衡千斤頂43應(yīng)力傳感器，用于分別監(jiān)測前柱放煤循環(huán)壓力變化量？1、后立柱放煤循環(huán)壓力變化量？2、平衡千斤頂上腔放煤循環(huán)壓力變化量？3、平衡千斤頂下腔放煤循環(huán)壓力變化量？4、支架前后立柱放煤循環(huán)結(jié)束時壓力比值？5和平衡千斤頂上下腔放煤循環(huán)結(jié)束時壓力比值？6。
[0023]采用本實施例所述的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)進行自動化放煤，包括如下步驟:
[0024](^)啟動所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1將綜采工作面液壓支架4的前立柱41、后立柱42和平衡千斤頂43的壓力特征值設(shè)置為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入層的節(jié)點，形成節(jié)點數(shù)為I綜采工作面液壓支架4頂煤放出率指數(shù)0設(shè)置為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出層的唯一節(jié)點；
[0025](^)將所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置3安裝于所述前立柱41、后立柱42和平衡千斤頂43上，總數(shù)不少于&個，實時監(jiān)測所述前立柱41、后立柱42和平衡千斤頂43的壓力值；
[0026](0)綜采工作面開始生產(chǎn)后，通過人工發(fā)出對所述電液控制系統(tǒng)2的指令來控制所述放煤口 44的開啟和關(guān)閉，并通過人工干預，使實測的每個循環(huán)的所述液壓支架頂煤放出率指標值0 ^大于設(shè)定指標值0 #經(jīng)過?個放煤循環(huán)后，停止所述綜采工作面生產(chǎn)；
[0027]((1)將經(jīng)所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置3監(jiān)測獲得的?個放煤循環(huán)的所述前立柱41、后立柱42和平衡千斤頂43的壓力特征值，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(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入和輸出要求的樣本，將所述樣本傳輸給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1，進行訓練和檢驗；
[0028](6)訓練和檢驗完成后，根據(jù)預設(shè)定的放煤步距設(shè)定所述電液控制系統(tǒng)2自動放煤模式，綜采工作面繼續(xù)生產(chǎn)，開始第個放煤循環(huán)；
[0029](^)經(jīng)所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置3實時測得的所述前立柱41、后立柱42和平衡千斤頂43的壓力特征值，傳輸給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(shù)大于設(shè)定指標0@時，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器1向所述電液控制系統(tǒng)2發(fā)出關(guān)閉所述放煤口 44信號，關(guān)閉所述放煤口 44，第奸1個放煤循環(huán)自動完成；
[0030](8)第奸1個放煤循環(huán)完成后，第奸2個放煤循環(huán)自動開始，依此順序，直至整個所述綜采工作面生產(chǎn)完畢。
[0031]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里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于本實用新型的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，其特征在于:包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(I)，電液控制系統(tǒng)(2)和若干個液壓支架壓力監(jiān)測裝置(3)； 所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(I)經(jīng)過接收所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置(3)傳來的數(shù)據(jù)信號，形成指令信號，傳輸給所述電液控制系統(tǒng)(2); 所述電液控制系統(tǒng)(2)在接收到所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(I)傳來或人工發(fā)出的指令信號后，控制綜采工作面液壓支架(4)的放煤口(44)的開啟和關(guān)閉； 所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置(3)安裝于所述綜采工作面液壓支架(4)上，用于實時監(jiān)測所述液壓支架所承受頂煤(5)的壓力狀態(tài)，并實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器⑴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓支架壓力監(jiān)測裝置(3)包括若干個應(yīng)力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綜采工作面自動化放煤系統(tǒng)，其特征在于:所述應(yīng)力傳感器包括所述綜采工作面液壓支架(4)的前立柱(41)應(yīng)力傳感器、后立柱(42)應(yīng)力傳感器和平衡千斤頂(43)應(yīng)力傳感器，用于分別監(jiān)測前柱放煤循環(huán)壓力變化量P1、后立柱放煤循環(huán)壓力變化量P2、平衡千斤頂上腔放煤循環(huán)壓力變化量P3、平衡千斤頂下腔放煤循環(huán)壓力變化量P4、支架前后立柱放煤循環(huán)結(jié)束時壓力比值P5和平衡千斤頂上下腔放煤循環(huán)結(jié)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(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】范志忠, 毛德兵, 宋永斌, 徐剛 申請人:天地科技股份有限公司