基于模糊分析的支架工作状态识别及应用

（） ａ工作面支柱全压 力曲线
ｉ
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１ ｉ ｝ ｌ
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㈠ ｌ
ｆ） ｂ全压力 曲线的微分 图 ３ 工作面压力与工作状态关系分析
２１４ 这 几 个 周 期 在 降压 移 架 前 均 有 一 个 明显 的压 力 突 然上 升 ．． 的 尖 峰 。 这 是 由 于 采 煤 机 在 该 支 架 附 近采 动 切 割煤 及 随 后 的 放 顶 煤 过程造成压力变化。而有卸压的周期， 由于 卸 压 的作 用 ， 个 尖 峰 不 这
明显。
２１５ 周 期 ４ ５ ６明显 存 在 卸压 保 护 过 程 ，显 然这 是 由 于 这 几 ．． 、、 个周期初撑力均较大。
２１６ 从 图 中还 看 出周 期 ８ ．． ，远 远 没 达 至 支 架 的最 佳 工 作 压 力 。 ０
初 撑 力 不 足 对有 效 支 护 是 不 利 的 ， 应加 强 顶 板 管 理 。 ２１ 由于 放 顶 煤 生 产 时 ， 煤 破 碎 程 度 与 放 煤 量 紧 密 相 关 ， ．． ７ 顶 破 碎 不 足 会 造 成 放 煤 不 充 分 。 而 顶 煤 的破 碎 主 要 靠 支 架 与 顶 煤 之 间压 力 的作 用 ， 期 ８显 然 存 在 压 力 不 足 的 现 象 ， 能 很 好 的 实 现 顶 煤 周 不 图 ２是 对其 中 某 个 支 架 立柱 实 时 监 测 的压 力 数 据 曲线 ， 架 立 破 碎 ， 支 会严 重 影 响 放 顶 煤 效 率 。 其原 因 显 然是 初 撑 力 不足 造 成 的 。 柱 循 环 内 阻 力 与 时 间 的 关 系 反 映 了 其 工作 特 性 ，工作 面 压 力 监 测数 ２１８ 第 ９个 周 期 时 间 较 长 ， 明 显 的初 撑 、 阻 及 卸 压 过 程 ， ．． 有 增 据 的分 析 己 有许 多讨 论闭 本 文 主 要 介 绍 如 何 对 这 样 的 压 力 数 据 进 但 没 有 降 架 移 架 过 程 ， 明在 约 ２ 。 表 １点 左 右 ， 作 面 进 入 检 修 时 间 ， 工 行 信 息 模 糊 分 析 ， 及 对 分析 结 果 的 应用 。 般 支 架压 力 监 测 数据 均 没 有再 向前 推进 。 以 一 具 有 类 似 图 ２ 的周 期 性 特 征 ， 此 ， 面 的 分 析 同 样 适 用 于 其 他 的 因 后 ２１９ 图 ３ｂ是 对 图 ３ａ全 压 力 曲 线 的 微 分 ， 中 较 大 的 负值 代 ．． （） （） 其
基 于模 糊 分 析 的支 架 工 作 状 态 识 别 及 应 用
樊兴 宁 （ 神 顶 煤 工 作 面 支 架 压 力 监 测 系 统 的 基 础 上 ， 过 对 支 架 压 在 通
２１１ 在 ２ ．． ４小 时 内支 架 经 历 了 ９个 循 环 ，即 一 天 割 了 ９刀 煤 ，
力 监 测 数据 进 行 模 糊 分 析 ， 到 工 作 面 支 架 的 工作 状 态 ， 指 出 支 架 的 工 作 图中 可 得 出每 刀 切 割 所 用 的 时 间 。 得 并 状 态 识 别 可 用 于 顶 煤破 碎 过 程 的优 化 及 工作 面 各 种 设备 的 ３ Ｄ虚 拟显 示 。这 ２１２ 如 果 以周 期 ６为 例 ， 整 的 循 环 工 作 周 期 经 历初 撑 、 阻 ．． 完 增 有 利 于 提 高 放 顶煤 的 回采 率 ，并 使 调 度 人 员 能 清 晰 了解 工 作 面 的工 作 情 况 ，
关 键 词 ： 架压 力 模 糊 分析 支
放顶煤
虚 拟 现 实
综采 放 顶 煤工 作 面 支 架压 力 监测 是 现 代 化 矿 井 顶 板 管 理 常 采 用 的监 测 方 法 之 一 。 过 支 架 压 力 监 测 可 以掌 握 ： 作 面 回采 过 程 中来 通 工 压 规 律 ， 工作 面 支 护 提 供 依 据 ： 动 影 响 时 围岩 变 形 的 基 本 规 律 ， 为 采 为确 定 动 压 条 件 下 回采 巷 道 支 护 方 法和 合 理 支护 参 数 提 供 依 据 ： 超 前 采 动 影 响范 围和 超前 支承 压力 高 峰 区 域 ，确 定 工 作 面 巷 道 的超 前 加 强 支 护 距 离 及 对 应 支 护 技 术措 施。 然而 ， 除上 述 顶 板 管 理 应 用 外 ， 测 的 综 放 工作 面 支 架压 力 监 测 实 数 据 蕴 含 的 信 息 非 常 丰 富 ， 过 适 当 的信 息 处理 和 挖 掘 ， 些信 息还 通 这 可 以 用 作 提 高煤 矿 放 顶 煤 开 采 的 效 率 和 工 作 面 可 视 化 监 管 调 度 等 。 本 文 通 过 压 力 监 测 数 据 的 模 糊 分析 【 １ １ 探讨 其 在 放 顶 煤 及 工 作 面 可 视 化中的应用。 １工作面压力监测 系统的基本组成 支 架 压 力 监 测 系 统 如 图 １所 示 。 地 面 主 机 通 过 工 业 以 太 网 与 工 作 面 压 力 监 测 系 统 的 主 站 相 联 接 ， 站 通 过 ４ ５总 线 与 各 支 架 的 压 主 ８ 力 监 测 单 元 连 接 。 支 架 测 量 单 元 安 装 在 液 压 支 架 上 ， 支 架 的前 柱 、 对 后 柱 、 梁 三 个 压 力 进行 监 测 。 前
提 高 调 度 指 挥 能力 。
（ 力逐步增 大）卸压（ 压 、 顶部锯 齿状部 分）降 架（ 、 压力 突然 下降）移 架 、
几个过程 ， 这就 是 支 架 的几 个 工 作 状 态 。 ２１３ 第 １ ２ ３ ７ ８几 个 周 期 没 有 明 显 的 卸 压 过 程 ，说 明增 阻 ．． 、、、 、 压 力 还 没 达 到 设 定 的卸 压 保 护 值 。