液压支架支护状态智能感知与稳定性分析

"这篇论文深入探讨了液压支架在煤矿开采中的支护状态分类与感知原理。针对当前液压支架仅能测量姿态，无法全面反映其综合状态的问题，论文以两柱掩护式液压支架为研究对象，结合三维空间受力模型，从空间几何状态和结构承载两个角度对液压支架的支护状态进行了分析。文章提出，液压支架的稳定性受到倾角、压力和销轴力等关键参数的影响。当液压支架与围岩处于非耦合状态时，几何失稳可能因重心高度和工作面倾角的变化而发生，通过双轴倾角传感器可以实现几何状态的感知。而在耦合状态下，承载失稳可能导致，这需要通过测力销轴感知顶梁与掩护梁铰接点的作用力，并依据平衡区理论判断失稳类型。此外，论文还提及了智慧矿山的相关技术，如5G、WiFi6在矿山的应用，以及大数据在液压支架故障诊断中的作用，展示了未来矿山智能化的发展趋势和技术进步。" 论文内容详述： 液压支架作为煤矿开采中的重要设备，其支护状态直接影响到矿山的安全与生产效率。本研究以两柱掩护式液压支架为研究模型，首先指出现有姿态测量方法的局限性，即无法全面评估液压支架的综合状态。接着，通过对支架在三维空间的受力情况进行建模，研究人员从空间几何状态和结构承载两个维度对液压支架的支护状态进行了深入分析。 在非耦合状态下，几何失稳成为主要问题。论文通过建立几何平衡方程，明确了重心高度和工作面倾角是决定几何稳定性的重要因素。为了实时感知这一状态，提出了使用双轴倾角传感器的方法，以监测顶梁、底座和前连杆的倾角，从而确定支架的重心位置。 当液压支架与围岩处于耦合状态时，承载失稳可能导致支架结构的损坏。论文中，作者构建了合力作用点的精确求解方程，并通过安装测力销轴来感知顶梁与掩护梁铰接点的作用力。结合平衡区理论，能够有效判断承载失稳的类型，这对于预防和处理这种状况至关重要。 论文还提到了其他相关领域的研究，如智慧矿山的发展，5G、WiFi6等通信技术在提高矿山自动化水平中的应用，以及大数据在液压支架电液控制系统故障诊断中的潜力。这些都反映了现代煤矿技术的前沿趋势，预示着未来矿山将更加智能化、高效化。 该研究不仅深化了对液压支架支护状态理解，还为实现精准感知提供了理论基础和技术方案，同时，论文中提到的智慧矿山技术也拓宽了我们对未来煤矿发展的视野。