[发明专利]一种充填支架自动捣实控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种充填支架自动捣实控制系统，尤其涉及一种用于煤矿井下综采工作面充填支架的自动化充填捣实控制系统。

背景技术

由于煤矿开采造成矸石堆积如山，大面积的地面塌陷，造成地面建筑物倒塌，水资源破坏，农作物枯竭，对自然环境和人民生活造成极大的危害，如何实现煤矿的绿色开采，保护人类的环境资源是煤矿开采急需解决的问题，通过对井下采空区进行充填，即解决了矸石占地问题，又解决了采空区地面沉降问题，保证了地面建筑物的安全，农作物的正常生产和百姓的正常生活。但目前，井下充填过程还基本上是人工作业，难以提高充填效率，保证充填效果，为此，急需研制一种能够满足自动化作业，保证充填效果的自动化充填技术与设备。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种充填支架自动捣实控制系统，以解决充填效率低，人为因素多，效果不好，自动化程度不高等问题。通过在支架上安装支架控制装置，实现充填支架的程序自动控制，并通过各种传感器的配置，实现了对落料高度、捣实千斤顶的运行轨迹和捣实压力等进行感知与控制，实现了对落料、充填、捣实整个过程的闭环控制，同时能够依据工作面条件，适时调整控制参数，以适应不同工况、环境对充填过程的要求，实现了对煤矿采空区自动充填。

支架上安装支架控制装置，用来控制充填支架油缸的动作，实现支架的放料、捣实等动作控制，进行放料的料位检测、捣实机构的姿态控制和捣实压力控制，并且按照充填捣实工艺将控制过程编写成控制装置程序，实现放料充填的自动化控制，并使充填达到给定一致的效果，即物料的充填密度均衡一致，以保证采空区的充填效果，使采空区沉降控制在合理的范围内。要保证充填质量不但要保证充填的捣实力度，还要保证充填的高度，才能达到相应的充填效果，因此，需要通过所述料位检测机构进行料位自动检测，以确定充填是否达到相关效果，同时，也需要根据不同的料位高度，来确定捣实机构采取不同的运行轨迹，以实现填充物料的推移→堆起→压实。所述捣实机构用来实现物料充填，并且达到规定的高度和力度，捣实机构主要的执行机构是捣实千斤顶和调高千斤顶，检测机构是在捣实千斤顶上安装压力传感器来判断对充填物料的捣实力度，姿态感知机构由捣实千斤顶上安装的倾角传感器、捣实千斤顶的行程传感器、后顶梁上安装的倾角传感器组成，主要用来感知并控制捣实机构的运行轨迹和捣实力度。通过编制支架控制装置控制程序，通过把放料与捣实，料位高度与捣实轨迹、捣实轮次相结合，实现充填支架的自动捣实控制。

本发明的技术方案如下：

针对上述问题，本发明提出一种充填支架自动捣实控制系统，在工作面的每台支架上安装所述支架控制装置，用来控制充填支架油缸的动作，实现支架的放料、捣实等动作控制，进行放料的料位检测、捣实机构的姿态控制和捣实压力控制，并且按照充填捣实工艺将控制过程编写成控制装置程序，实现放料充填的自动化控制，并使充填达到给定一致的效果，即物料的充填密度均衡一致，以保证采空区的充填效果，使采空区沉降控制在合理的范围内。要保证充填质量不但要保证充填的捣实力度，还要保证充填的高度，才能达到相应的充填效果，因此，需要通过所述料位检测机构进行料位自动检测，以确定充填是否达到相关效果，同时，也需要根据不同的料位高度，来确定捣实机构采取不同的运行轨迹，以实现填充物料的推移→堆起→压实。所述捣实机构用来实现物料充填，并且达到规定的高度和力度，捣实机构主要的执行机构是捣实千斤顶和调高千斤顶，检测机构是在捣实千斤顶上安装压力传感器来判断对充填物料的捣实力度，姿态感知机构由捣实千斤顶上安装的倾角传感器、捣实千斤顶的行程传感器、后顶梁上安装的倾角传感器组成，主要用来感知并控制捣实机构的运行轨迹和捣实力度。通过编制支架控制装置控制程序，通过把放料与捣实，料位高度与捣实轨迹、捣实轮次相结合，实现充填支架的自动捣实控制等功能。

具体技术方案如下：

一种充填支架自动捣实控制系统，包括放料机构、料位检测机构、捣实机构和支架控制装置，所述支架控制装置与所述充填支架一一对应，用来控制所述充填支架油缸的动作、支架状态、料位检测；所述料位检测机构包括料位检测传感器，通过对充填物料堆积状态识别的检测装置，确定物料是否充填到设置的料位高度；所述放料机构连接所述支架控制装置，所述支架控制装置通过所述料位检测机构检测料位状态，控制放料窗口的打开或关闭来进行放料控制；所述捣实机构包括捣实千斤顶及其内置的行程传感器、充填支架上安装的倾角传感器和捣实千斤顶上安装的压力传感器。

优选所述放料机构包括电磁阀用以进行漏料口的开启或关闭控制。