[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

本發明公開了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，屬于煤炭智能開采技術領域。所述方法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，控制采煤機按照規劃的截割路徑回采煤層；其中，將綜采機械、采煤工藝和煤層地質結合，實現基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法。本發明還公開了對應煤機智能截割系統，通過該系統使用該方法，能實現綜采機械的精準控制，提高智能開采對不同地質條件的適應性及穩定性。

技術領域

本發明屬于煤炭智能開采技術領域，涉及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。

背景技術

受煤礦安全管理、技術經濟及用工等多方因素影響，煤炭智能開采已經成為煤炭工業技術革命和轉型升級的必然趨勢。當前，在地質條件簡單的回采工作面初步實現了基于“液壓支架自動跟機+采煤機記憶截割+視頻監控遠程干預控制”的智能開采系統。該方法主要存在以下兩個問題：

(1)該系統地質適應性不足，一般只適用于無復雜構造、煤厚穩定、近水平煤層等地質條件簡單的工作面；

(2)該系統整體智能化水平不足，存在著綜采機械遠程干預控制頻繁、采煤機記憶截割應用率低等問題。

當前的智能開采系統僅融合了綜采機械和采煤工藝兩個要素，而地質要素還未融合到智能開采體系中或融合程度不高，由此造成了智能開采系統的地質適應性及穩定性不足。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供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，提高智能開采技術對不同地質條件的適應性及穩定性。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明公開了基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法，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截割路徑回采煤層。

優選地，所述基于煤層數字化模型CT剖切的采煤機智能截割方法具體包括以下操作：

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；

將截割計劃的路線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，得到計劃截割的路線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線截割煤層。

進一步優選地，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；