[发明专利]一种厚煤层综放开采支架智能放煤控制装置及方法

说明书

本发明提供了一种厚煤层综放开采智能放煤控制装置及方法，涉及地下采矿方法技术领域，解决了放煤控制系统的结构复杂，放煤质量低等技术问题。放煤控制装置包括放煤机构、运煤机构和控制机构，放煤机构配置在综放液压支架的后部，包括液压管路、升降活柱、放煤口升降板和放煤量感应器，用于控制放煤并监测出煤体积；运煤结构设置在液压支架下方，包括刮板输送机和压力传感器，用于输送煤矸并监测重量；控制机构包括计算机、电液控制器和控制线缆，用于监测判断放煤质量并控制放煤。利用该装置设定煤炭含矸率后，结合放煤量感应器和压力传感器的监测数据判断并调整放煤口的开闭，该装置及方法还具有结构简单、操作灵活、安全高效等优点。

技术领域

本发明涉及地下采矿方法技术领域，尤其是一种厚煤层综放开采的智能放煤控制装置及方法。

背景技术

煤矿开采中，厚煤层(厚度≥3.5m)的矿井产量和储量占据了较大的份额，是高产高效开采的主力煤层，具有资源储量优势。随着厚煤层开采的发展，放顶煤开采和大采高开采技术得到了快速发展和广泛应用。

目前，对于特厚煤层的开采方法主要包括大采高一次采全厚综采采煤法、综采放顶煤方法和分层开采方法，其中综采放顶煤方法已经广泛应用于煤矿生产中。综采放顶煤方法是在厚煤层的下部布置一个采高3m左右的工作面，随着工作面的推进，在前方支承压力的作用下，使工作面上部的煤体压裂破碎，并在支架尾部切顶线附近冒落放出煤炭的一种采煤方法。这种采煤方法在提升生产效率的同时，还能极大的提高经济效益。但在实际使用该开采方法的时候，仍存在很多问题，主要表现在放顶煤作业时实际回采率并不高，容易导致资源浪费，并且放出的煤炭中往往混合大量矸石，降低了煤炭质量。其次，目前的综放开采工艺还需要大量的人工进行协助，不利于实现智能化采煤。

现有技术中：

专利文献1(中国专利CN109856631A)，公开了一种基于顶煤厚度变化量实时监测的智能化放煤方法，属于综放工作面自动化开采技术领域。利用超宽带雷达和激光三维扫描技术实时监测顶煤的厚度信息，根据顶煤厚度变化量自动调整放煤口开闭。在该方法中由于破碎的顶煤在支架后端垮落移动时，顶煤厚度发生动态变化，支架放煤口处由于不断有煤体卸出。导致顶煤的放煤形态复杂，放出的煤中经常掺杂大量矸石，从而降低放煤质量。

专利文献2(中国专利CN109763823B)，公开了一种自动化放煤控制系统及方法，该自动化放煤控制系统及方法，能够确定矸石大量涌向放煤口的时机，从而可以准确确定放煤口的开闭时机，所以顶煤的采出率较高，含矸率较低。但是该系统实现过程中需要在工作面顶煤中钻孔并布设大量的煤矸界面传感器，所以现场施工的工作量大，并且具有很高的危险性。

为此，需要对现有的综采放顶煤工艺做进一步的改进，提供一种厚煤层综放开采支架智能放煤控制装置及方法以满足综放采煤的需求。

发明内容

现有的综采放顶煤工艺中，一般是通过监测工作面上方的煤层厚度变化，或者煤矸界面变化来判断放煤情况，并根据对煤层的监测确定放煤时机，这种放煤控制系统的结构复杂，并且需要在支架上方安装大量的传感器，危险性较大；另外由于现有的放煤口形态固定，所以顶煤的放煤形态复杂，很容易导致放出的煤中掺杂大量矸石，从而降低放煤质量。

为了解决放煤控制系统的结构复杂，放煤质量低的技术问题，本发明提供了一种厚煤层综放开采智能放煤控制装置及方法，具体技术方案如下。