综采工作面智能化是煤矿智能化的关键环节,液压支架状态感知与分析是综采工作面智能化的前提和智能控制的基础。液压支架压力和位姿是液压支架能够直接监测的关键状态数据,二者进行融合分析是液压支架智能控制和智能执行的依据。以液压支架压力和位姿为研究对象,介绍了智能化综采工作面状态感知架构。从液压支架受力和上覆岩层矿压2个角度总结了液压支架压力感知与分析技术现状,指出目前基于大数据的矿压分析尚未应用、工作面矿压与巷道压力数据未实现同步测量、未实现整个采场的全面数据分析、对超前液压支架的关注度不够。阐述了液压支架位姿感知原理和方法,总结了现有液压支架位姿分析方法。分析了液压支架压力-位姿融合分析的必要性,总结了现有的液压支架压力-位姿融合分析方法。展望了综采工作面液压支架状态感知与分...

针对深部采场不同区域上覆岩层采动应力演化规律及液压支架载荷预测难题,采用模拟分析、现场实测与模型预测相结合的方法,揭示了深部采场三向采动应力与覆岩断裂失稳过程之间的关系,建立了基于液压支架压力监测数据驱动的支架载荷预测模型,进行了深部采场覆岩断裂失稳过程的支架载荷预测分析与验证,为深部采场顶板来压及灾害预测提供基础。采用数值模拟方法分析了采场中部、端头区域上覆岩层三向采动应力的大小、方向变化规律,以及采动应力与上覆岩层断裂失稳过程之间的关系,对比分析了采场中部、端头区域上覆岩层三向采动应力演化过程的差异,揭示了深部采场上覆岩层采动应力的演化规律。对比分析了AR模型、SVR模型和LSTM模型对支架载荷的预测效果,提出了基于聚类算法的支架载荷预测分类建模方法,对工作面中部支架、端头支架的...

基于液压支架工作阻力监测数据对综采工作面矿压进行预测,是实现工作面顶板周期来压超前预警的有效手段,对于动态改善支架适应性和优化围岩支护质量具有重要意义。然而,地下采场环境特殊,液压支架所处工作面位置不同耦合围岩变工况复杂开采条件易造成支架工作阻力数据时序分布差异化,同时生产过程存在非线性和不确定性等特点,严重影响数据驱动模型的预测精度。因此,针对综采工作面液压支架支护过程中耦合变工况影响支架工作阻力数据分布导致的预测模型失准的问题,提出一种基于流形正则域适应函数链接预测误差集成算法的综采工作面矿压预测方法。该方法首先采用流形正则域适应算法寻找特征映射矩阵,将源域和目标域数据的特征信息统一映射至公共空间,以保持耦合变工况下源域和目标域数据几何结构分布一致性;然后基于函数链接...

复杂条件煤层地质条件参数变化数量多、参数变化范围大,其智能化开采是当前迫切需要解决的难题。分析了我国不同区域煤矿的主要地质条件特征及面临的问题,指出相较于综合机械化采煤,智能化开采对地质保障度的要求更高。地质条件越复杂,控制系统就越需要更精准的感知、更快速的分析与决策、更高的数据传输速率。以两淮地区“三软”煤层开采为例,探讨了其在智能化开采过程中面临的问题:煤壁频繁片帮、刮板输送机上窜下滑、相邻支架错位及咬合不紧密、护帮板不整齐、支架扎底、超前巷道变形,指出围岩(顶底板、煤壁)条件、煤层走向/倾向角度、矿压及超前巷道稳定性是影响工作面正常连续开采的5个因素。为解决上述5个因素条件参数变化带来的问题,需要从围岩参数感知、趋势分析、精细化控制、动力系统适应、自适应决策等方面研发出...