[發(fā)明專利]一種采煤機截割控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810968599.6
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109242833B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉送永;杜長龍;江紅祥
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中機礦山設(shè)備有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10;G06T7/45
• 代理公司: 北京淮海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32205
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明公開了一種采煤機截割控制方法。本發(fā)明通過將拍攝的圖像信息輸送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊進行處理和規(guī)劃軌跡后將信息作為輸入信號輸送至PLC控制系統(tǒng)；PLC控制系統(tǒng)能夠通過電液比例控制閥控制滾筒調(diào)高液壓部件運轉(zhuǎn)，對滾筒的高度進行調(diào)節(jié)?？梢詫崟r精確判斷待截割工作面的煤巖分布情況，并根據(jù)煤巖分布情況規(guī)劃出截割路徑、截割滾筒可以自適應(yīng)調(diào)高，采煤機滾筒按照規(guī)劃出的截割路徑行走截割可有效避免采煤機截割到頂板，避免了滾筒截齒碰到巖石后被磨損和破壞，提高了使用壽命；由于截割的煤炭中不會混入矸石、有效提升了采煤品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采煤機截割控制方法，屬于自動化采煤裝備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤炭是我國的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，保證基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定運行才能為經(jīng)濟建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。在采煤作業(yè)中，采煤機滾筒的自動調(diào)高控制是發(fā)展智能無人開采技術(shù)的重要一環(huán)，現(xiàn)采用的多為人工調(diào)節(jié)，即采煤機司機根據(jù)視力觀察和采煤機的工作噪聲判斷截齒是否截割到巖石，然后進行調(diào)節(jié)。由于工作面的能見度低、噪聲大，操作人員無法及時準確地判斷滾筒的截割狀態(tài)，導致人工調(diào)節(jié)方式容易截割到頂部巖石，加大了滾筒截齒工作磨損，影響截齒壽命；截割的煤炭中混入矸石后還會降低煤炭品質(zhì)；對于高瓦斯礦井，易導致爆炸事故的發(fā)生；對待截割工作面的煤巖分布不了解還會導致欠截割，欠截割會造成煤炭資源的浪費，不能得到較大回采率，影響經(jīng)濟效益；人工操作易導致頂?shù)装灞砻娌黄秸?，影響液壓支架的移架和推溜?/p>

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種采煤機截割控制方法，能夠?qū)崟r精確判斷待截割工作面的煤巖分布，并根據(jù)煤巖分布情況規(guī)劃出合理的滾筒截割路徑，可有效避免采煤機截割到頂板、減少滾筒截齒的磨損和破壞，提升采煤品質(zhì)；能夠避免煤炭資源的浪費，保證頂?shù)装灞砻嫫秸?/p>

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種采煤機截割控制方法，按以下步驟A和B依次進行：

A、采煤機截割軌跡規(guī)劃：

第一步、在未截割前對大量的可作為學習樣本的待截割面的煤巖圖像分別進行霧塵圖像復原處理并去噪，對灰度共生矩陣的紋理統(tǒng)計量進行提取，然后利用支持向量機訓練區(qū)分煤巖；

第二步、采煤機運行過程中，利用圖像獲取模塊實時獲取待截割面上的煤巖圖像并輸送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊對CCD攝像機拍攝的圖像進行霧塵圖像復原處理并去噪，然后將圖像橫向劃分成若干區(qū)域，將每個區(qū)域灰度共生矩陣的紋理統(tǒng)計量輸入支持向量機進行分類，識別出每個區(qū)域的煤巖狀況，并在此基礎(chǔ)上，區(qū)分判斷出待截割面上的煤壁與頂巖；

第三步、對待截割面建立坐標系，利用每個CCD攝像機拍攝的圖像所判斷出的頂板與煤層的分界點繪制平滑連線，并進行平移即可作為滾筒中心的移動路徑。

B、PLC控制系統(tǒng)根據(jù)規(guī)劃的移動路徑調(diào)節(jié)滾筒的高度進行截割：

將上述規(guī)劃的移動路徑作為輸入信號輸入至滾筒高度控制模塊的PLC控制系統(tǒng)，在采煤機主體沿待截割面行進過程中PLC控制系統(tǒng)即可通過電液比例控制閥控制滾筒調(diào)高液壓部件運轉(zhuǎn)，對滾筒的高度進行調(diào)節(jié)，使?jié)L筒根據(jù)規(guī)劃的軌跡移動、對待截割面進行截割。

優(yōu)選的，所述第一步中對煤巖圖像分別進行霧塵圖像復原處理并去噪的具體步驟如下：

a)求取暗原色圖像，進行大氣光值估計

根據(jù)暗原色先驗知識，對清晰無霧圖像J求取其相應(yīng)的暗原色圖像

式中,J_dark為J的暗原色且其值很低接近于0；Ω(x,y)為以(x,y)為中心的一塊方形區(qū)域；J^C為某個顏色通道；