一种液压支架执行动作的确定方法及装置与流程

本发明实施例采煤技术，尤其涉及一种液压支架执行动作的确定方法及装置。

背景技术：

煤炭是当今社会重要的能源之一，现有采煤过程主要采用采煤机、液压支架和刮板输送机来执行。

具体的，采煤机是实际进行割煤的机器，有滚筒式采煤机和刨煤机。由于滚筒式采煤机尤其是双滚筒采煤机的实际开采高度范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛的应用。顶板是指正常层序的含煤地层剖面中，覆盖在煤层上面的岩层，底板是指正常层序的含煤地层剖面中，直接伏于煤层下面的岩层。双滚筒采煤机具有左右两个滚筒，滚筒是采煤机中具体用来割煤和装煤的结构。其中液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物，是一种利用液体压力产生支撑力并实现自动移动来进行顶板支护和管理的一种液压动力装置，主要依靠在液压支架的梁前端设置护帮板来实现支护。刮板输送机是采用由刮板固定在链条上组成的刮板链牵引，在槽内运送煤和散料的输送机，刮板输送机还作为采煤机的运行轨道。

采煤工艺是在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序，采煤工作面即采煤的工作空间。工作面的采煤工艺归纳起来可分为中部正常割煤，其中中部即采煤工作面的中间位置，割底煤，清浮煤，斜切进刀，割三角煤等工艺。其中，采煤工艺的设置与采煤机的位置和液压支架的动作密切相关，并且关系到煤炭开采的效率和实时性。当前，采煤工艺的设置是通过关键点进行的，针对采煤工艺确定关键点，而关键点的设置又是以液压支架为基本单位。相邻关键点之间为一项采煤工艺，一项采煤工艺对应多台液压支架。一次采煤包括顺序执行的所有采煤工艺。因此，需要设置多个关键点才能完成一次采煤。

基于上述采煤工艺和采煤设备执行的采煤过程是：采煤机利用左右滚筒进行单一工艺割煤后到达关键点，关键点对应的液压支架执行与工艺对应的动作，刮板输送机随着液压支架的移动逐段移向煤壁，带动采煤机继续前行割煤。

在实际采煤中，关键点是预先固定好的。但是由于地质环境、采煤设备、产量要求等条件不同决定了采煤工艺有很大差异，导致关键点需要调整。因为采煤机的各项工艺是顺序进行的，一项工艺对应一个关键点，且各工艺对应液压支架的个数也是一定的，所以一旦其中一个关键点需要调整，必然会影响其他关键点的设置，从而导致整个工作面区域内的关键点进行重新设置，影响液压支架的跟机实时性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种液压支架执行动作的确定方法及装置，解决采煤过程中固定关键点影响液压支架的跟机实时性的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种液压支架执行动作的确定方法，该方法包括：

根据采煤机的运行方向变化和所述采煤机的左右滚筒的位置高度变化，判断采煤工艺的类型，所述采煤工艺的类型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切进刀和割三角煤中的一种；

根据所述采煤工艺类型，确定液压支架的执行动作。

进一步的，所述液压支架的执行动作包括下述至少一种：收护帮、伸护帮、自动拉架或推溜。

进一步的，所述根据所述采煤工艺类型，确定液压支架的执行动作包括：

在所述中部正常割煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种；

在所述割底煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种；

在所述清浮煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种；

在所述斜切进刀工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种；

在所述割三角煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种。

进一步的，该方法还包括：

根据所述采煤机的位置，确定液压支架和所述液压支架的执行动作。

进一步的，所述根据所述采煤机的位置，确定液压支架和所述液压支架的执行动作包括：

根据采煤机的位置，在采煤机的运行前方，与采煤机间隔第一预设距离的液压支架执行收护帮动作；在采煤机的运行后方，与采煤机间隔第二预设距离的液压支架执行伸护帮、自动拉架或推溜动作；所述第一预设距离和第二预设距离以液压支架的数量为单位。

进一步的，所述根据采煤机的运行方向变化和所述采煤机的左右滚筒的高度变化，判断采煤工艺的类型包括：

采煤机按照自左向右开始中部正常割煤工艺，滚筒高度为左底右顶；

当采煤机运行至右侧端头后，将会第一次调转方向，运行方向变为自右向左，滚筒高度变为左中右底，据此判断采煤工艺进入割底煤工艺；

当采煤机完全割透底煤后，将再次调转方向，运行方向变为自左向右，滚筒高度保持左中右底，，据此判断采煤工艺进入清浮煤工艺；

如果采煤机保持滚筒高度左中右底不变，仅进行往复行走，则判断采煤机在持续进行清浮煤工艺，即清浮煤工艺执行多次。

当采煤机的运行方向再一次转换为自右向左后，且滚筒高度调整为左中右中，则判断采煤机进入斜切进刀工艺；

当采煤机的运行方向再一次转换为自左向右后，且滚筒高度调整为左底右顶，则判断采煤机进入割三角煤工艺；

当采煤机运行至右侧端头后，将会再一次调转方向，运行方向变为自右向左，滚筒高度变为左中右底，据此判断采煤工艺再一次进入割底煤工艺；

当采煤机完全割透底煤后，将再次调转方向，运行方向变为自左向右，滚筒高度保持左中右底，据此判断采煤工艺再一次进入清浮煤工艺；

如果采煤机保持滚筒高度左中右底不变，仅进行往复行走，则判断采煤机在持续进行清浮煤工艺，即清浮煤工艺执行多次；

当采煤机的运行方向切换为自右向左，而且滚筒高度调整为左顶右底，则判断采煤机再一次进入中部正常割煤工艺；

当采煤机行进至左端头后，采煤机进行的采煤过程与采煤机在右端头相同，采煤机的运行方向及左右滚筒高度与采煤机在右端头割煤时相反。

第二方面，本发明实施例还提供了一种液压支架执行动作的确定装置，该装置包括：

采煤工艺类型判断模块，用于根据采煤机的运行方向变化和所述采煤机的左右滚筒的位置高度变化，判断采煤工艺的类型，所述采煤工艺的类型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切进刀和割三角煤中的一种；

执行动作确定模块，用于根据所述采煤工艺类型，确定液压支架的执行动作。

进一步的，所述液压支架的执行动作包括下述至少一种：收护帮、伸护帮、自动拉架或推溜。

进一步的，所述执行动作确定模块具体用于：

在所述中部正常割煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种；

在所述割底煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种；

在所述清浮煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种；

在所述斜切进刀工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种；

在所述割三角煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种。

进一步的，该装置还包括：

液压支架确定模块，用于根据所述采煤机的位置，确定液压支架和所述液压支架的执行动作。

本发明实施例通过采煤机的运行方向变化和采煤机的左右滚筒的高度变化，判断采煤工艺的类型，无需通过设置关键点确定采煤工艺的类型，避免了单一关键点变化需要调整所有关键点以及与关键点对应的采煤工艺的类型，提高了采煤工艺类型确定的效率和准确度，并且根据采煤工艺的类型直接确定液压支架的动作，避免了根据关键点设置液压支架的动作在关键点发生变化时出现动作偏差，提高了液压支架跟机动作的准确性和实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种液压支架执行动作的确定方法的流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种采煤工艺流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种液压支架执行动作的确定方法的流程示意图；

图4是本发明实施例三提供的一种液压支架执行动作的确定方法的流程示意图；

图5是本发明实施例四提供的一种液压支架执行动作的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种液压支架执行动作的确定方法的流程图。本实施例的技术方案可以适用于确定液压支架的执行动作的情况。该方法可以由本发明实施例提供的一种液压支架执行动作的确定装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置于控制系统中应用。该方法具体包括如下操作：

s110、根据采煤机的运行方向变化和所述采煤机的左右滚筒的位置高度变化，判断采煤工艺的类型；所述采煤工艺的类型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切进刀和割三角煤中的一种。

采煤机的运行方向和采煤机的左右滚筒的位置高度可以根据采煤机的自主定位设备获取，自主定位设备可以结合红外传感器、轴编码器定位装置和惯性导航定位装置三种定位策略，提高采煤机定位的可靠性和准确性。

每一种采煤工艺在执行过程中，采煤机的运行方向和左右滚筒的高度都是不同的，因此，假定采煤机的记忆截割过程都是从中部正常割煤开始，那么当采煤机每次转换方向后，根据采煤机当前的运行方向和左右滚筒高度，即可判断即将执行的工艺类型。无需预先设置关键点或采煤机与液压支架的协同点，降低了液压支架进行跟机自动控制时的复杂性，同时由于采煤工艺的转换可通过液压支架控制系统根据采煤机的运行方向和滚筒的位置高度进行自主判断，因此提高了液压支架控制系统控制程序对采煤工艺变化时的适应性。

图2为采煤工艺流程示意图。横轴为液压支架编号，纵轴为时间。假定采煤机按照自左向右开始中部正常割煤工艺1，滚筒高度为左底右顶；当采煤机运行至右侧端头后，将会第一次调转方向，运行方向变为自右向左，滚筒高度变为左中右底，据此判断采煤工艺进入割底煤工艺2；当采煤机完全割透底煤后，将再次调转方向，运行方向变为自左向右，滚筒高度保持左中右底，，据此判断采煤工艺进入清浮煤工艺3；如果采煤机保持滚筒高度左中右底不变，仅进行往复行走，则判断采煤机在持续进行清浮煤工艺3，即清浮煤工艺执行多次。当采煤机的运行方向再一次转换为自右向左后，且滚筒高度调整为左中右中，则判断采煤机进入斜切进刀工艺4；当采煤机的运行方向再一次转换为自左向右后，且滚筒高度调整为左底右顶，则判断采煤机进入割三角煤工艺5；当采煤机运行至右侧端头后，将会再一次调转方向，运行方向变为自右向左，滚筒高度变为左中右底，据此判断采煤工艺再一次进入割底煤工艺2；当采煤机完全割透底煤后，将再次调转方向，运行方向变为自左向右，滚筒高度保持左中右底，据此判断采煤工艺再一次进入清浮煤工艺3；如果采煤机保持滚筒高度左中右底不变，仅进行往复行走，则判断采煤机在持续进行清浮煤工艺3，即清浮煤工艺3执行多次；当采煤机的运行方向切换为自右向左，而且滚筒高度调整为左顶右底，则判断采煤机再一次进入中部正常割煤工艺1。

当采煤机行进至左端头后，采煤机进行的采煤过程与采煤机在右端头相同，采煤机的运行方向及左右滚筒高度与采煤机在右端头割煤时相反。

s120、根据所述采煤工艺类型，确定液压支架的执行动作。

所述液压支架的执行动作包括下述至少一种：收护帮、伸护帮、自动拉架或推溜。

本发明实施例通过采煤机的运行方向变化和采煤机的左右滚筒的高度变化，判断采煤工艺的类型，无需通过设置关键点确定采煤工艺的类型，避免了单一关键点变化需要调整所有关键点以及与关键点对应的采煤工艺的类型，提高了采煤工艺类型确定的效率和准确度，并且根据采煤工艺的类型直接确定液压支架的动作，避免了根据关键点设置液压支架的动作在关键点发生变化时出现动作偏差，提高了液压支架跟机动作的准确性和实时性。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种液压支架执行动作的确定方法的流程图。本实施例在上述任意实施例的基础上，进一步优化了所述根据所述采煤工艺类型，确定液压支架的执行动作的操作。

相应的，本实施例的方法包括：

s210、根据采煤机的运行方向变化和所述采煤机的左右滚筒的位置高度变化，判断采煤工艺的类型，所述采煤工艺的类型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切进刀和割三角煤中的一种。

s220、在中部正常割煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种。

s230、在割底煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种。

s240、在清浮煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种。

s250、在斜切进刀工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种。

s260、在割三角煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种。

每个采煤工艺类型中，液压支架需要执行动作的种类可根据具体的采煤工艺进行添加或删减。

在具体的工艺执行过程中，液压支架各动作的执行时间会受到工作面地质条件，供液系统压力等因素的影响，可能与采煤机记忆截割的速度不匹配。例如，当采煤机行进速度过快时，会导致其运行前方的液压支架收护帮速度无法保证必要的安全距离，存在滚筒与液压支架护帮碰撞的危险；另外，采煤机速度过快时，也会导致其运行后方进行自动拉架的液压支架无法在规定的时间内完成所需的动作，造成拉架不及时，存在长时间空顶的危险，为避免上述问题的发生，当液压支架控制系统检测到采煤机的当前运行速度大于支架动作执行速度时，会向采煤机发送降速指令。当采煤机的行进速度过慢时，会导致液压支架执行完必要的动作后，仍需等待采煤机运行至下一支架，方可启动下一动作，从而降低了整个采煤过程的效率，浪费了不必要的等待时间，为提高生产效率，缩短等待时间，当液压支架控制系统检测到采煤机的当前运行速度低于液压支架动作执行速度时，会向采煤机发送加速指令。

通过上述对采煤机运行速度和液压支架动作执行速度的实时监测，动态控制采煤机的运行速度，可保证液压支架控制系统与采煤机控制系统的协调运行，避免了仅在采煤机机与液压支架的协同点才判断支架执行动作的结果是否与采煤机运行速度相匹配，易造成控制滞后，采煤过程卡顿等影响实际采煤效果的弊端。

本实施例根据具体的采煤工艺确定与之对应的液压支架的执行动作，实现了液压支架跟机动作的准确性和实时性。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的一种液压支架执行动作的确定方法的流程图。本实施例在上述任意实施例的基础上，进一步增加了根据所述采煤机的位置，确定液压支架和所述液压支架的执行动作的操作。

相应的，本实施例的方法包括：

s310、根据采煤机的运行方向变化和所述采煤机的左右滚筒的位置高度变化，判断采煤工艺的类型。所述采煤工艺的类型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切进刀和割三角煤中的一种；

s320、根据所述采煤工艺类型，确定液压支架的执行动作。

s330、根据所述采煤机的位置，确定液压支架和所述液压支架的执行动作。

液压支架控制系统进行跟随采煤机执行动作，需要执行的动作包括收护帮、伸护帮、自动移架以及推溜等动作过程。具体动作的执行范围与采煤机的运行方向和所执行的采煤工艺类型有关。根据采煤工艺类型的要求，可针对每一个采煤工艺类型预先设置液压支架需要执行的相关动作，需要设置的参数包括：当前采煤工艺类型中，液压支架需要执行的动作类型，以及需要执行动作的支架相对于采煤机的位置。总体原则为：在采煤机运行前方的支架执行收护帮动作，超前采煤机多少架开始执行可设置；在采煤机运行后方的支架执行伸护帮、自动拉架或推溜动作，各动作类型滞后采煤机多少架开始执行可设置。即：

根据采煤机的位置，在采煤机的运行前方，与采煤机间隔第一预设距离的液压支架执行收护帮动作；在采煤机的运行后方，与采煤机间隔第二预设距离的液压支架执行伸护帮、自动拉架或推溜动作；所述第一预设距离和第二预设距离以液压支架的数量为单位。

具体执行动作的液压支架由s320确定，执行的动作可以根据s320和s330确定的共同动作确定，以此保证液压支架执行动作确定的准确性。

本发明实施例根据采煤机的位置确定液压支架以及液压支架的动作，根据相对采煤机的不同位置设置不同的液压支架以及液压支架的执行动作，保证了液压支架设置的合理性，并且提高了液压支架的跟机动作的准确性和实时性。

实施例四

图5是本发明实施例四提供的一种液压支架执行动作的确定装置的结构框图。该装置用于执行上述任意实施例所提供的一种液压支架执行动作的确定方法。该装置包括：

采煤工艺类型判断模块410，用于根据采煤机的运行方向变化和所述采煤机的左右滚筒的位置高度变化，判断采煤工艺的类型，所述采煤工艺的类型至少包括：中部正常割煤，割底煤，清浮煤，斜切进刀和割三角煤中的一种；

执行动作确定模块420，用于根据所述采煤工艺类型，确定液压支架的执行动作。

进一步的，所述液压支架的执行动作包括下述至少一种：收护帮、伸护帮、自动拉架或推溜。

进一步的，所述执行动作确定模块420具体用于：

在所述中部正常割煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种；

在所述割底煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种；

在所述清浮煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种；

在所述斜切进刀工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮、伸护帮、自动拉架和推溜中的至少一种；

在所述割三角煤工艺中，确定液压支架的执行动作，所述执行动作包括：收护帮和伸护帮中的至少一种。

进一步的，该装置还包括：

液压支架确定模块，用于根据所述采煤机的位置，确定液压支架和所述液压支架的执行动作。

进一步的，所述液压支架确定模块具体用于：

根据采煤机的位置，在采煤机的运行前方，与采煤机间隔第一预设距离的液压支架执行收护帮动作；在采煤机的运行后方，与采煤机间隔第二预设距离的液压支架执行伸护帮、自动拉架或推溜动作；所述第一预设距离和第二预设距离以液压支架的数量为单位。

进一步的，所述采煤工艺类型判断模块410具体用于：

采煤机按照自左向右开始中部正常割煤工艺，滚筒高度为左底右顶；

当采煤机运行至右侧端头后，将会第一次调转方向，运行方向变为自右向左，滚筒高度变为左中右底，据此判断采煤工艺进入割底煤工艺；

当采煤机完全割透底煤后，将再次调转方向，运行方向变为自左向右，滚筒高度保持左中右底，，据此判断采煤工艺进入清浮煤工艺；

如果采煤机保持滚筒高度左中右底不变，仅进行往复行走，则判断采煤机在持续进行清浮煤工艺，即清浮煤工艺执行多次。

当采煤机的运行方向再一次转换为自右向左后，且滚筒高度调整为左中右中，则判断采煤机进入斜切进刀工艺；

当采煤机的运行方向再一次转换为自左向右后，且滚筒高度调整为左底右顶，则判断采煤机进入割三角煤工艺；

当采煤机运行至右侧端头后，将会再一次调转方向，运行方向变为自右向左，滚筒高度变为左中右底，据此判断采煤工艺再一次进入割底煤工艺；

当采煤机完全割透底煤后，将再次调转方向，运行方向变为自左向右，滚筒高度保持左中右底，据此判断采煤工艺再一次进入清浮煤工艺；

如果采煤机保持滚筒高度左中右底不变，仅进行往复行走，则判断采煤机在持续进行清浮煤工艺，即清浮煤工艺执行多次；

当采煤机的运行方向切换为自右向左，而且滚筒高度调整为左顶右底，则判断采煤机再一次进入中部正常割煤工艺；

当采煤机行进至左端头后，采煤机进行的采煤过程与采煤机在右端头相同，采煤机的运行方向及左右滚筒高度与采煤机在右端头割煤时相反。

本发明实施例四提供的液压支架执行动作的确定装置，提高了采煤工艺类型确定的效率和准确度，以及液压支架跟机动作的准确性和实时性。

本发明实施例所提供的液压支架执行动作的确定装置可执行本发明任意实施例所提供的液压支架执行动作的确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。