[发明专利]一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置及方法

权利要求书

1.一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置，其特征在于：其包括：

底座(1)；

液压支架(11)，连接在所述底座(1)上；

侧向支撑架(12)，倾斜连接在所述底座(1)上，所述侧向支撑架(12)与底座(1)之间设置有铰接支撑柱；

上支撑顶板(13)，横向架空在所述底座(1)上方，所述上支撑顶板(13)的一端与所述侧向支撑架(12)相连接，且所述液压支架(11)的伸缩端转动连接在所述上支撑顶板(13)中部；

护帮板(14)，设置在所述上支撑顶板(13)的一侧；以及

监测锚杆(2)，均匀分布在相邻上支撑顶板(13)之间，并垂向安插在煤壁帮部以及顶板内。

2.根据权利要求1所述的一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置，其特征在于：所述监测锚杆(2)包括：

锚杆主体(21)；

侧监测杆(22)，周向分布在所述锚杆主体(21)外；

外监测装置(3)，套接设置在所述锚杆主体(21)端部，各所述侧监测杆(22)的一端与所述外监测装置(3)相连接；以及

动态预警机构(4)，同轴设置在所述锚杆主体(21)上，并与所述外监测装置(3)相接触。

3.根据权利要求1所述的一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置，其特征在于：所述外监测装置(3)包括：

安装盘(31)；

定位套(32)，可滑动套接的设置在所述锚杆主体(21)端部，所述定位套(32)的一端与所述安装盘(31)滑动连接，且所述定位套(32)上转动设置有锁紧螺栓(33)；

内弹簧(34)，连接在所述定位套(32)与安装盘(31)之间；

内调座(35)，滑动嵌入设置在安装盘(31)内，所述内调座(35)与安装盘(31)之间连接有支撑弹簧；

胶层环圈(37)，固定在所述内调座(35)中；

转轴杆(36)，与所述侧监测杆(22)相对应设置，所述转轴杆(36)的一端转动连接在安装盘(31)上，且其另一端穿接在胶层环圈(37)内；以及

螺纹安装套(38)，转动设置在所述转轴杆(36)端部，所述螺纹安装套(38)的一端与所述侧监测杆(22)相螺纹固定。

4.根据权利要求3所述的一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置，其特征在于：所述胶层环圈(37)内嵌入固定有多个与所述转轴杆(36)相对应的导套(39)，所述胶层环圈(37)采用软塑质橡胶材质，所述转轴杆(36)的一端与所述导套(39)相滑动连接，且所述导套(39)内对称设有信号接收器，且所述转轴杆(36)内嵌入设置有位移传感器，所述位移传感器与信号接收器无线联通。

5.根据权利要求3所述的一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置，其特征在于：各所述转轴杆(36)呈相同或不同角度倾斜插接在煤壁帮部以及顶板处。

6.根据权利要求2所述的一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置，其特征在于：所述动态预警机构(4)包括：

固定端座(41)，滑动设置在外监测装置(3)下方，所述固定端座(41)与外监测装置(3)之间连接有限位弹簧(43)；

内环仓(42)，同轴设置在固定端座(41)内，所述内环仓(42)的一侧连接有外接管；

微型脉冲泵，设置在所述固定端座(41)内，并与所述外接管相连通；

环塞(45)，滑动设置在所述内环仓(42)中，所述环塞(45)上通过支杆件(44)与所述外监测装置(3)相连接；以及

检测套(46)，套接固定在锚杆主体(21)端部，所述固定端座(41)的一侧与所述检测套(46)相滑动连接。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种基于实时预测的采场煤壁片帮控制装置的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1.帮部、顶板监测，对插接在帮部与顶板上的各锚杆主体(21)均安装外监测装置(3)与侧监测杆(22)，其中，侧监测杆(22)能够呈多角度插接在煤岩内，而位于煤壁片帮区域的各锚杆主体(21)还对应安装动态预警机构(4)；

S2.顶板控制，根据顶板处接收工作面来压形变强度，由各监测锚杆(2)对形变大小进行监控，其中，在顶板处三分之二监测锚杆(2)表现超出形变预警值后，通过液压支架(11)的伸缩调节重新介入支护，或在预警处添加新上支撑顶板(13)；

S3.帮部控制，根据帮部处接收工作面来压形变强度，由各监测锚杆(2)对形变大小进行监控，其中，在帮部处四分之一监测锚杆(2)表现超出形变预警值后，改变侧向支撑架(12)的支护倾斜度，对片帮冒顶部位提前加大支护密度。