[发明专利]一种用于综采工作面围岩自适应支护的液压支架智能控制方法

权利要求书

1.一种用于综采工作面围岩自适应支护的液压支架智能控制方法，其特征在于：在综采工作面推进过程中随围岩作用的动态变化实时调节液压支架结构参数及动力参数，实现综采液压支架支护强度、刚度及稳定性的自适应控制，使之具有足够的能力适应围岩垮落时间、速度、位置及能量规模的变化，从而保障工作面生产安全，除具有立柱及平衡千斤顶、护帮板动作控制装置、侧护板动作控制装置外，在工作面液压支架上还具有信息采集模块、初撑力调整及稳定装置、可变压力安全阀、顶梁柱窝位置调整装置，所述信息采集模块包括立柱和千斤顶内的压力传感器、位移和倾角传感器，通过液压支架电液控制系统与初撑力调整及稳定装置、可变压力安全阀、顶梁柱窝位置调整装置、立柱、平衡千斤顶、护帮板千斤顶、侧护板千斤顶相关连。

2.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面围岩自适应支护的液压支架智能控制方法，其特征在于：所述综采液压支架支护强度自适应控制包括建立液压支架水平、垂直及扭转三个方向上的支护强度方程，基于压力、位移及倾角传感器监测数据计算得出液压支架当前各方向强度值；构建含推理规则的模糊控制器，分析比较当前强度值与围岩支护需求值关系，以可变压力安全阀开启值、初撑力、顶梁柱窝位置等为控制输入变量，自动调整液压支架支护强度，从而满足综采工作面推进过程中不同阶段、不同位置围岩载荷变化对支护强度的需求，实现液压支架对围岩的强度自适应；支护强度调节范围由工作面采高、长度、围岩活动特征综合确定。

3.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面围岩自适应支护的液压支架智能控制方法，其特征在于：所述综采液压支架刚度自适应控制包括建立液压支架水平、垂直及扭转三个方向上的刚度状态方程，基于压力、位移及倾角传感器监测数据计算得出液压支架当前各方向刚度值；构建含推理规则的模糊控制器，分析比较当前刚度值与围岩支护需求值关系，以可变压力安全阀开启值、初撑力、顶梁柱窝位置等为控制输入变量，自动调整液压支架刚度，从而满足综采工作面推进过程中不同阶段、不同位置围岩载荷变化对支撑刚度的需求，实现液压支架对围岩的刚度自适应；刚度调节范围由直接顶刚度、底板刚度及煤壁刚度综合确定。

4.根据权利要求1所述的一种用于综采工作面围岩自适应支护的液压支架智能控制方法，其特征在于：所述综采液压支架稳定性自适应控制包括建立液压支架水平、垂直及扭转三个方向上的几何状态方程，基于液压支架受力与姿态的联合反馈控制其稳定性，采用压力、位移和倾角传感器获取液压支架的力学与几何状态并判定是否处于稳定区间；若超出设定的区间值，则通过调节立柱及平衡千斤顶、护帮板动作控制装置、侧护板动作控制装置等控制液压支架整体空间姿态，实现液压支架对围岩的稳定性自适应。