[發明專利]一種綜采工作面煤層厚度自適應截割控制方法及電子設備

有效

• 申請號: 201910067488.2
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109630110B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 龐義輝;王國法;任懷偉
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種綜采工作面煤層厚度自適應截割控制方法，其特征在于，包括：建立基于統一坐標系的煤巖層分界面地質預測模型與綜采裝備群三維空間位姿模型，獲取采煤機的截割軌跡線，在采煤機截割煤層后采用視頻圖像識別技術進行煤巖層分界面識別，基于煤巖識別結果修正煤巖層分界面地質預測模型，基于修正的煤巖層分界面超前規劃采煤機下一刀煤的截割路徑，實現基于多次實時地質建模修正、煤巖界面滯后識別與采煤機截割路徑超前規劃的綜采工作面煤層厚度自適應截割控制；

通過在刮板輸送機的電纜槽上安裝至少兩個紅外攝像頭，待采煤機截割煤層后，且煤塵降低到一定程度時，對煤層與底板巖層、頂板巖層的分界面進行識別，獲取采煤機截割煤層后的煤巖分界面識別結果；

基于煤巖層分界面識別結果，對煤層與底板巖層分界面預測曲線、采煤機滾筒截割煤層底板的實際截割軌跡線、煤層與頂板巖層分界面預測曲線、采煤機滾筒截割煤層頂板的實際截割軌跡線進行對比分析，基于分析結果對煤巖層分界面地質預測模型進行修正，為規劃采煤機下一刀煤的截割路徑提供基礎。

2.根據權利要求1所述的綜采工作面煤層厚度自適應截割控制方法，其特征在于，所述基于統一坐標系的煤巖層分界面地質預測模型與綜采裝備群三維空間位姿模型，具體包括：

在巷道與工作面交叉位置向煤層底板巖層打基準點作為統一坐標系的坐標原點，基于巷道與切眼揭露煤層的實際情況，采用差值算法建立煤巖層分界面地質預測模型；

通過在刮板槽上布置高程傳感器、三向傾角傳感器，并基于刮板輸送機的槽寬、槽長、高程監測結果、三向傾角監測結果計算獲取刮板輸送機的三維空間曲面，并基于采煤機與刮板輸送機的相對位置監測結果，建立綜采裝備群三維空間位姿模型。

3.根據權利要求1所述的綜采工作面煤層厚度自適應截割控制方法，其特征在于，所述獲取采煤機的截割軌跡線，具體包括：

通過采煤機相對于刮板輸送機的精準位置、刮板輸送機相對于煤層底板巖層的三維空間位置、采煤機的機身長度、采煤機的機身高度、采煤機左右兩側截割滾筒的安裝位置、采煤機左右兩側搖臂的長度、采煤機左右兩側搖臂的擺動角度，便可以計算得出采煤機左右兩側滾筒的截割軌跡線。

4.根據權利要求1所述的綜采工作面煤層厚度自適應截割控制方法，其特征在于，所述采煤機截割路徑超前規劃，包括：

基于修正后的煤巖層分界面地質預測模型，確定采煤機下一刀煤截割過程中不同坐標位置的截割滾筒擺動高度，提前規劃出采煤機的截割軌跡線，實現采煤機對煤層的自適應截割控制。

5.一種用于權利要求1-4任意一項所述的綜采工作面煤層厚度自適應截割控制方法的電子設備，其特征在于，包括：處理器、存儲器、控制器、顯示器、高程傳感器、三向傾角傳感器、無線定位接收器、無線定位發射器、紅外攝像頭，通過對工作面刮板輸送機、采煤機、煤層與頂底板巖層分界面之間的空間位姿關系進行監測、分析與決策判斷，對工作面煤層厚度自適應截割過程進行智能控制與實時展示。

6.根據權利要求5所述的一種電子設備，其特征在于，所述工作面煤層厚度自適應截割自動控制，具體包括以下步驟：

在工作面兩側巷道掘進與開切眼過程中對煤層實際揭露厚度進行統計分析，建立煤層與頂板巖層、底板巖層分界面地質預測模型；

在工作面建立坐標基準點，將地質預測模型的三維空間坐標與綜采裝備群的三維空間坐標進行統一；

獲取刮板輸送機鋪設在底板巖層上形成的三維空間曲面，以及采煤機在三維空間曲面上截割煤層形成的截割軌跡線；

對采煤機截割后的煤層與頂板巖層、底板巖層分界面進行煤巖識別，基于識別結果對上述煤層與頂板巖層、底板巖層分界面地質預測模型進行修正；

基于地質預測模型修正結果，對采煤機下一刀煤的截割路徑進行提前規劃，實現基于煤層厚度自適應的采煤機自動截割控制；

重復上述步驟，實現基于多次實時地質建模修正、煤巖界面滯后識別與采煤機截割路徑超前規劃的綜采工作面煤層厚度自適應截割控制。