一種礦山工作面頂板來壓的預測系統的制作方法
【專利摘要】一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，由數據采集器、數據傳輸線路、數據處理器、計算機輔助設備組成，該系統能夠對工作面液壓支架的支撐壓力、活柱下縮位移進行實時采集，采集的數據通過數據輸出線路將數據傳送至數據處理器進行分析，得到井巷工作面生產過程中頂板的來壓規律，從而對礦山工作面頂板來壓做出預測預報。本發明適用于煤礦及金屬礦山，使用方便，反饋及時，能夠有效減少因工作面頂板來壓引起的煤礦頂板安全事故的發生。
【專利說明】一種礦山工作面頂板來壓的預測系統【技術領域】[0001]本發明涉及煤礦安全生產中對工作面頂板的壓力測量裝置，是一種礦山工作面頂 板來壓的預測系統。【背景技術】[0002]礦山回采工作面頂板來壓對礦山安全生產具有重要意義，工作面頂板來壓是一種 劇烈的礦山壓力顯現現象，來壓時，頂板下沉速度急劇增加，頂底板移近量變大，支架所受 載荷普遍增加，有時可能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板臺階下沉等情況，對工作面的生產 造成巨大影響，有時還會造成頂板冒頂現象，對工人的人身安全造成威脅。[0003]目前工作面頂板來壓的預測預報主要根據實測資料，經過對頂板位移的人工測 量，用類比方法，定性判斷頂板的來壓行為。這種預測預報方法受主客觀因素的影響，預測 精度差，預測結果常由于人為因素帶來較大的誤差。
【發明內容】
[0004]為了克服目前礦井下頂板來壓測量中存在的問題，本發明提供了一種礦山工作面 頂板來壓的預測系統，該系統能夠在惡劣的環境中能夠快速、準確地對礦山工作面頂板來 壓做出預測預報，并且使用方便，反饋及時，能夠有效減少因工作面頂板來壓引起的煤礦頂 板安全事故的發生。該系統對于工作面頂板來壓的預測實時性強、連續性好、可靠性高，改 變了傳統頂板來壓預測預報的局限性，具有廣泛的實用性。[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下:一種礦山工作面頂板來壓的預測系統包括:數據采集器、數據傳輸線路、數據接收器、 數據處理器、計算機輔助設備。[0006]所述的數據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 型數據采集儀組成；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，并聯后 再和礦用本安型數據采集儀串聯；礦用液壓支架壓力表的作用是用來測量液壓支架的工作 阻力，型號為YHY60 (B);礦用液壓支架位移傳感器的作用是用來測量液壓支架的活柱下縮 量，采用LVDT位移傳感器；礦用本安型數據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量的數據，型號為YHC9。[0007]所述的信號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 據，電信工程布線一端和礦用本安型數據采集儀連接，另一端和電信號接收儀連接，電信工 程布線的型號為HYV2xl/0.5 BC。[0008]所述的數據接收器采用電信號接收儀，電信號接收儀具有預處理、矢量化、后處理 過程，電信號接收儀一端和電信工程布線連接，另一端和數據處理器連接，數據接收器的型 號為LS708。[0009]所述的數據處理器由數據分析程序、數據存儲器和來壓預測程序組成；數據處理 器一端和電信號接收儀連接，另一端和計算機輔助設備連接；數據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撲分析模式和人工神經元網絡分析模 式；數據存儲器具有存儲數據分析程序處理完的數據功能；來壓預測程序根據數據分析結 果進行判定、預測預報，數據處理器的型號為IBM System x3500 M4。[0010]所述的計算機輔助設備由結果輸出程序和報警器組成；計算機輔助設備和數據處 理器連接；結果輸出程序具有動態顯示功能；當預測的來壓位置距離工作面只有5m時，報 警器進行報警通知；計算機輔助設備型號為華碩K42JP。[0011]有益成果:本發明的一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，能夠快速、準確地對礦 山工作面頂板來壓做出預測預報，并且使用方便，反饋及時，能夠有效減少因工作面頂板來 壓引起的煤礦頂板安全事故的發生。該系統對于工作面頂板來壓的預測實時性強、連續性 好、可靠性高，改變了傳統頂板來壓預測預報的局限性，具有廣泛的實用性。【專利附圖】
【附圖說明】[0012]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明；圖1是本發明一種礦山工作面頂板來壓的預測系統的結構體系示意圖。[0013]圖2是本發明一種礦山工作面頂板來壓的預測系統的工作原理及連接示意圖。[0014]圖中:1-數據采集器；2_礦用液壓支架壓力表；3_礦用液壓支架位移傳感器； 4-礦用本安型數據采集儀；5_信號傳輸線路；6_電信工程布線；7_數據接收器；8_電信號 接收儀；9_數據處理器；10_數據分析程序；11-數據存儲器；12_來壓預測程序；13_計算 機輔助設備；14_結果輸出程序；15_報警器。【具體實施方式】[0015]下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的描述:一種礦山工作面頂板來壓的預測系統包括:數據采集器1、數據傳輸線路5、數據接收 器7、數據處理器9、計算機輔助設備13。[0016]所述的數據采集器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 本安型數據采集儀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，并聯后再和礦用本安型數據采集儀4串聯；礦用液壓支架壓力表2的作用是用來測量液 壓支架的工作阻力，型號為YHY60 (B);礦用液壓支架位移傳感器3的作用是用來測量液壓 支架的活柱下縮量，采用LVDT位移傳感器；礦用本安型數據采集儀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量的數據，型號為YHC9。[0017]所述的信號傳輸線路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 的數據，電信工程布線6 —端和礦用本安型數據采集儀4連接，另一端和電信號接收儀8連 接，電信工程布線6的型號為HYV2xl/0.5 BC。[0018]所述的數據接收器7采用電信號接收儀8，電信號接收儀8 一端和電信工程布線6 連接，另一端和數據處理器9連接，電信號接收儀8具有預處理、矢量化、后處理過程，電信 號接收儀8的型號為LS708。[0019]所述的數據處理器9由數據分析程序10、數據存儲器11和來壓預測程序12組成； 數據處理器9 一端和電信號接收儀8連接，另一端和計算機輔助設備13連接；數據分析程 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撲分析模式和人工神經元網絡分析模式；數據存儲器11具有存儲數據分析程序處理完的數據功能；來壓預測 程序12根據數據分析結果進行判定、預測預報，數據處理器9的型號為IBM System x3500 M4。[0020]所述的計算機輔助設備13由結果輸出程序14和報警器15組成；計算機輔助設備 13和數據處理器9連接；結果輸出程序14具有動態顯示功能；當預測的來壓位置距離工作 面只有5m時，報警器15進行報警通知；計算機輔助設備13的型號為華碩K42JP。[0021]系統運行時，首先數據采集器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對工作面液壓支架的工作阻力、活柱下縮量進行實時測量，同時通過礦用本安型 數據采集儀4對礦用液壓支架壓力表2和礦用液壓支架位移傳感器3測量的數據進行實時 采集，采集后的實時數據經由電信工程布線6傳輸給數據接收器7電信號接收儀8，電信號 接收儀8接收數據后經過預處理、矢量化后把數據傳輸到數據處理器9，然后數據處理器9 利用數據分析程序10所包括的灰色等維拓撲分析模式和人工神經元網絡分析模式對數據 進行綜合智能化分析，分析完成后將處理完的數據傳輸到數據存儲器11進行存儲，同時啟 動來壓預測程序12根據數據分析結果進行判定、預測預報，最終通過計算機輔助設備13中 的結果輸出程序14動態輸出預測結果，在預測的來壓位置距離工作面只有5m時，報警器15 進行報警通知。
【權利要求】
1.一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，其特征在于:該系統由數據采集器(I)、信號 傳輸線路(5)、數據接收器(7)、數據處理器(9)、計算機輔助設備(13)組成。
2.根據權利要求1所述的一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，其特征在于:數據采 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)和礦用本安型數據采集 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，并聯后 再和礦用本安型數據采集儀(4)串聯。
3.根據權利要求1所述的一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，其特征在于:信號傳 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據采集儀(4 )連 接，另一端和電信號接收儀(8 )連接。
4.根據權利要求1所述的一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，其特征在于:數據接 收器(7)采用電信號接收儀(8)，電信號接收儀(8)具有預處理、矢量化功能，電信號接收儀 (8 ) 一端和電信工程布線(6 )連接。
5.根據權利要求1所述的一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，其特征在于:數據處 理器(9)由數據分析程序(10)、數據存儲器(11)和來壓預測程序(12)組成；數據處理器(9)一端和電信號接收儀(8)連接，另一端和計算機輔助設備(13)連接；數據分析程序(10) 采用兩種智能化分析模式綜合分析，兩種分析模式為-灰色等維拓撲分析模式和人工神經 元網絡分析模式；數據存儲器(11)具有存儲數據分析程序(10)處理完的數據功能；來壓預 測程序(12)根據數據分析結果進行判定、預測預報。
6.根據權利要求1所述的一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，其特征在于:計算機 輔助設備(13)由結果輸出程序(14)和報警器(15)組成；計算機輔助設備(13)和數據處理 器(9)連接；結果輸出程序(14)具有動態顯示功能；當預測的來壓位置距離工作面只有5m 時。
7.根據權利要求2、3、4、5、6所述的一種礦山工作面頂板來壓的預測系統，其特征 在于礦用液壓支架壓力表(2)的型號為YHY60 (B)，礦用液壓支架位移傳感器(3)采用 LVDT位移傳感器，礦用本安型數據采集儀(4)的型號為YHC9 ;電信工程布線(6)的型號為 HYV2xl/0.5BC ;電信號接收儀(8)的型號為LS708 ;數據處理器(9)的型號為IBM System X3500M4 ;計算機輔助設備(13)的型號為華碩K42JP。
【文檔編號】E21F17/18GK103498699SQ201310398487
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】孫輝, 李桂臣, 張農, 劉長郄, 馬振乾, 衛英豪 申請人:中國礦業大學