[發明專利]基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法及系統

在審

• 申請號: 202010923051.7
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112001982A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 唐恩賢;張玉良;程建遠;岳輝;沈凱;朱夢博;馬騁
• 申請（專利權）人: 陜西陜煤黃陵礦業有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T17/20;E21C35/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法，其特征在于，根據截割計劃對待開采工作面的煤層數字化模型進行剖切，然后根據煤層數字化模型剖切面及綜采機械自動化控制要求優化采煤機截割路徑及參數，控制采煤機按照截割計劃的路徑回采煤層。

2.根據權利要求1所述的基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法，其特征在于，具體包括以下操作：

根據截割計劃的路徑，設定工作面長度和寬度方向的網格步長，在二維平面上對煤層進行網格劃分，得到二維平面網格、煤層頂板網格和煤層底板網格；

將截割計劃的路徑投影到所得二維平面網格的網格平面上，分別離散出有限個線段，確定各線段與網格平面中網格線交點的平面坐標，得到計劃截割的路徑在二維平面網格上的投影點序列；

對所得投影點序列中的一個投影點，分別在煤層頂板網格和煤層底板網格中搜索到該投影點二維平面距離最近的網格點，并取該網格點的煤層頂板標高作為投影點處的煤層頂板標高值、取該網格點的煤層底板標高作為投影點處的煤層底板標高值，得到煤層頂板點和煤層底板點；對投影點序列中的每一個投影點執行前述步驟，得到煤層頂板點序列和煤層底板點序列；順序連接煤層頂板點序列得到頂板界面曲線，順序連接煤層底板點序列得到底板界面曲線，所述頂板界面曲線和底板界面曲線構成待截割的煤層剖面數字化模型；

根據所得待截割的煤層剖面數字化模型優化采煤機自動化截割控制參數；

采煤集中控制中心將所述的優化采煤機自動化截割控制參數發送至工作面綜采機械，實現采煤機按照截割計劃的路徑回采煤層。

3.根據權利要求2所述的基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法，其特征在于，得到截割計劃的路徑在二維平面網格上的投影點序列具體包括：

將計劃截割路線投影到二維平面網格的網格平面上，并將投影曲線離散成n條線段，其中，n值越大，則線段連接成折線越逼近投影曲線；

對于其中第i條線段，兩端點坐標分別為(x_i,y_i)和(x_i+1,y_i+1)，計算兩點之間的直線方程y＝k_ix+b_i，x∈[min(x_i,x_i+1),max(x_i,x_i+1)]，其中

計算直線方程y＝k_ix+b_i在區間x∈[min(x_i,x_i+1),max(x_i,x_i+1)]與網格線之間的交點；其中，k_i為第i段線段所在直線的斜率和b_i為第i段線段所在直線的截距；

對n條線段執行上述兩個步驟，得到計劃截割的路徑在二維平面網格上的投影點序列。

4.根據權利要求2所述的基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法，其特征在于，按投影點序列中各點對應的煤層頂底板標高值通過以下步驟得到：

對于第j個投影點(x_j,y_j)，設定鄰域參數r，分別搜索煤層頂板網格和煤層底板網格點平面坐標落在鄰域區域{x_j+rxx_j+r,y_j+ryy_j+r}內的所有點；

確定第j個投影點(x_j,y_j)對應的煤層頂板標高z_1i和煤層底板標高z_2i。