采煤机采高的控制方法及装置与流程

1.本公开涉及煤矿技术领域，尤其涉及一种采煤机采高的控制方法及装置。


背景技术：

2.随着煤矿综合机械化采煤(简称综采)无人化、智能化的大力推进，采煤机自动截割技术逐渐成为采煤机自动化的重要手段。但是，受复杂的煤矿地质条件，或者传感器损坏等因素的影响，可能导致采煤机未截割到煤层的现象，从而导致采煤机截割煤层不可靠。


技术实现要素：

3.本公开提出一种采煤机采高的控制方法及装置。具体方案如下：
4.本公开一方面实施例提供一种采煤机采高的控制方法，方法包括：
5.获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值；
6.根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值；
7.对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线；
8.根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。
9.本公开另一方面实施例提供一种采煤机采高的控制装置，包括：
10.获取模块，用于获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值；
11.修正模块，用于根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值；
12.处理模块，用于对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线；
13.控制模块，用于根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。
14.本公开另一方面实施例提供一种计算机设备，包括处理器和存储器；
15.其中，处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上述实施例的方法。
16.本公开另一方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上述实施例的方法。
17.本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
18.本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本公开实施例提供的一种采煤机采高的控制方法的流程示意图；
20.图2为本公开实施例提供的另一种采煤机采高的控制方法的流程示意图；
21.图3为本公开实施例提供的另一种采煤机采高的控制方法的流程示意图；
22.图4为本公开实施例提供的另一种采煤机采高的控制方法的流程示意图；
23.图5为本公开实施例提供的一种采煤机采高的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
24.下面详细描述本公开的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
25.通常，煤层赋存的形态为层状时，煤层具有稳定、连续、厚度变化小且有规律的特征。
26.本公开中，为了提高采煤机截割煤层的可靠性，基于煤层赋存的形态特征，根据同一采集区间相邻的采集区间的采高限值，对当前刀煤中的同一采集区间的采高限值进行修正，并根据当前搭刀煤中各采集区间修正后的采高限值，确定下一刀煤的采高曲线。从而，提高了确定的采高曲线的准确性，进而提高了采煤机截割的可靠性。
27.下面参考附图描述本公开实施例的采煤机采高的控制方法。
28.图1为本公开实施例提供的一种采煤机采高的控制方法的流程示意图。
29.本公开实施例的采煤机采高的控制方法，是由本公开实施例提供的采煤机采高的控制装置(以下简称控制装置)执行，该装置可配置于计算机设备、终端设备中，以实现对采煤机采高的控制，提高采煤机控制的可靠性。
30.如图1所示，该采煤机采高的控制方法包括：
31.步骤101，获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值。
32.其中，采高限值可以为顶板岩层位置信息，或者为底板岩层位置信息。顶板岩层位置信息也为最高的采煤高度，底板岩层位置信息也为最低的采煤高度。
33.本公开中，采煤机在进行采煤作业时，采煤机通过控制滚筒高度完成整个综采工作面煤层的开采。由于综采工作面很大，因此需要采煤机分多刀进行开采。其中，采煤机的一刀煤包括从采煤机机头到采煤机机尾的煤层，完成一刀煤的开采之后，采煤机向前移动，进行下一刀煤的开采。采煤机在截割煤层的过程中，可以通过传感器获取采煤机在各刀煤中每个采集区间的采煤高度。其中，采煤高度包括采煤机左、右滚筒高度。之后，根据每个采集区间中的最大采煤高度和最小采煤高度，确定采煤机在每个采集区间的采高限值。
34.此外，为了便于确定各刀煤中各位置点对应的相邻刀煤中的位置，以便于确定当前刀煤的采高曲线，可以按照预设长度，将各刀煤分为多个采集区间。比如，假设一刀煤的最大宽度为20米，预设长度为0.5米，则可以将每一刀煤为40个采集区间。或者，还可以按照综采工作面中的支架位置及支架的宽度，将各刀煤分为多个采集区间。比如，综采工作面中
包括50个支架，支架的宽度为0.5米，按照支架的架号依次划分出50个采集区间，每个采集区间的宽度为0.5米。或者按照连续预设数量个支架的宽度，划分采集区间。本公开对此不作限制。
35.步骤102，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值。
36.本公开中，受复杂的煤矿地质条件，或者传感器损坏等因素的影响，可能导致获取的当前刀煤的采高限值不正确。因此，可以利用历史刀煤中各采集区间的采高限值和当前刀煤中各采集区间的采高限值，对当前刀煤中各采集区间的采高限值进行修正，以去除异常采高限值，从而提高确定的采高限值的准确性。
37.本公开中，对于层状煤层，从纵向角度来说，相邻刀煤的同一采集区间对应的采高限值相似。比如，相邻刀煤的同一采集区间对应的顶板岩层位置相似，相邻刀煤的同一采集区间对应的低板岩层位置相似。因此，可以根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值。比如，可以根据同一采集区间在历史刀煤中对应的顶板岩层位置，修正当前刀煤中同一采集区间对应的顶板岩层位置。可以根据同一采集区间在历史刀煤中对应的底板岩层位置，修正当前刀煤中同一采集区间对应的底板岩层位置。
38.可选的，可以利用同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值的均值或者加权和，对当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值进行修正。
39.步骤103，对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线。
40.本公开中，可以将当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值，输入预设的平滑处理函数中，获取该平滑处理函数输出的当前刀煤中每个采集区间对应平滑后的采高限值，以去除异常采高限值。之后，对当前刀煤中每个采集区间对应平滑后的采高限值进行线性拟合，以获取当前刀煤的采高曲线。从而提高当前刀煤的采高曲线的准确性。
41.本公开中，可以对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的顶板岩层位置进行平滑处理，以确定当前刀煤对应的顶板采高曲线。或者，对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的底板岩层位置进行平滑处理，以确定当前刀煤对应的底板采高曲线。
42.此外，本公开仅对当前刀煤的各采集区间的采高限值进行了修正及平滑处理，降低了确定采高曲线方法的复杂度，从而有利于提高确定采集曲线的效率。
43.可选的，可以将当前刀煤的采高曲线保存在系统中，防止因系统故障等原因，导致采高曲线数据的丢失。
44.步骤104，根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。
45.本公开中，由于煤层赋存的形态特征，当前刀煤的分布形态与当前刀煤的下一刀煤的分布形态接近。因此，可以根据每个采集区间的顺序及长度，从采高曲线中确定下一刀煤中每个采集区间的采高限值。之后，可以根据下一刀煤中每个采集区间的采高限值，控制采煤机在每个采集区间内的滚筒的采煤高度，以完成下一刀煤的截割。
46.可选的，当只需要采集下一刀煤中指定采集区间中的煤层时，可以根据采高曲线，确定该指定采集区间对应的采高限值，并根据该指定采集区间对应的采高限值，完成该指定采集区间的煤层的截割。或者，通过上述步骤102-步骤103，只确定下一刀煤中指定采集
区间对应的采高曲线，并根据该采高曲线控制采煤机截割该指定采集区间的煤层。
47.本公开中，在获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值后，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值，并对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线，之后，根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。由此，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，对当前刀煤中同一采集区间的采高限值进行修正，并对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，确定当前刀煤的采高曲线，以根据该采高曲线确定下一刀煤的采高限值。从而提高了当前刀煤的采高曲线的准确性，进而提高了采煤机截割的可靠性。
48.图2为本公开实施例提供的一种采煤机采高的控制方法的流程示意图。
49.如图2所示，该采煤机采高的控制方法包括：
50.步骤201，获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值。
51.步骤202，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值。
52.本公开中，步骤201-步骤202的具体实现过程，可参见本公开任一实施例的详细描述，在此不再赘述。
53.步骤203，确定当前刀煤中每个采集区间的相邻第二预设数量个采集区间的采高限值的均值。
54.本公开中，计算当前刀煤中每个采集区间的相邻第二预设数量个采集区间的采高限值的均值，以根据每个采集区间对应的均值确定该采集区间对应的采高限值是否异常。
55.步骤204，在当前刀煤中的任一采集区间对应的采高限值与对应的均值的差值大于第一阈值的情况下，利用任一采集区间对应的均值更新任一采集区间对应的采高限值。
56.本公开中，当当前刀煤中的任一采集区间对应的采高限值与对应的均值的差值大于第一阈值时，说明该任一采集区间对应的采高限值异常。此时，可以利用该任一采集区间对应的均值更新该任一采集区间对应的采高限值。以去除当前刀煤的各采集区间对应的异常采高限值，从而提高了当前刀煤的各采集区间对应的采高限值的准确性。
57.步骤205，根据当前刀煤中更新后的各采集区间对应的采高限值，确定当前刀煤的采高曲线。
58.本公开中，可以对当前刀煤更新后的各采集区间对应的采高限值依次进行平滑连接，从而获取当前刀煤的采高曲线。
59.步骤206，根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。
60.本公开中，步骤206的具体实现过程，可参见本公开任一实施例的详细描述，在此不再赘述。
61.本公开中，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，对当前刀煤中同一采集区间的采高限值进行修正，并对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，确定当前刀煤的采高曲线，以根据该采高曲线确定下一刀煤的采高限值。从而
提高了当前刀煤的采高曲线的准确性，进而提高了采煤机截割的可靠性。
62.图3为本公开实施例提供的一种采煤机采高的控制方法的流程示意图。
63.如图3所示，该采煤机采高的控制方法包括：
64.步骤301，获取采煤机在当前刀煤中各采集区间中的多个参考采高限值。
65.本公开中，当采煤机在当前刀煤的各采集区间进行截割煤层时，可以通过传感器在每个采集区间分别采集多个参考采高限值。
66.步骤302，分别对当前刀煤中每个采集区间中的多个参考采高限值进行预处理，确定当前刀煤中每个采集区间对应的采高限值。
67.本公开中，可以将当前刀煤每个采集区间中的多个参考采高限值的均值，确定为当前刀煤每个采集区间对应的采高限值。
68.或者，当采高限值为顶板岩层位置时，可以将每个采集区间中的最大的参考采高限值，确定为每个采集区间对应的采高限值。当采高限值为底板岩层位置时，可以将每个采集区间中的最小的参考采高限值，确定为每个采集区间对应的采高限值。
69.可选的，还可以通过加权平均，高斯滤波，正态提取等方法，分别对当前刀煤每个采集区间中的多个参考采高限值进行预处理，确定当前刀煤每个采集区间对应的采高限值。
70.步骤303，将当前刀煤中各采集区间对应的采高限值存储在系统中。
71.本公开中，将当前刀煤各采集区间对应的采高限值存储在系统中，以便于基于当前刀煤各采集区间对应的采高限值，确定下一刀煤的采高曲线。
72.可选的，当获取当前刀煤的任一采集区间中的参考采高限值失败时，可以将任一采集区间相邻第三预设数量个采集区间中的参考采高限值的均值，确定为该任一采集区间的采高限值。以保障数据的完整性，从而保证采煤机截割的可靠性。
73.步骤304，获取采煤机在当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值。
74.步骤305，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值。
75.步骤306，对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线。
76.步骤307，根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。
77.本公开中，步骤304-步骤307的具体实现过程，可参见本公开任一实施例的详细描述，在此不再赘述。
78.本公开中，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，对当前刀煤中同一采集区间的采高限值进行修正，并对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，确定当前刀煤的采高曲线，以根据该采高曲线确定下一刀煤的采高限值。从而提高了当前刀煤的采高曲线的准确性，进而提高了采煤机截割的可靠性。
79.图4为本公开实施例提供的一种采煤机采高的控制方法的流程示意图。
80.如图4所示，该采煤机采高的控制方法包括：
81.步骤401，获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值。
82.步骤402，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值。
83.步骤403，对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线。
84.步骤404，根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。
85.本公开中，步骤401-步骤404的具体实现过程，可参见本公开任一实施例的详细描述，在此不再赘述。
86.步骤405，在根据采高曲线，控制下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度的过程中，获取下一刀煤各采集区间中的采煤机滚筒的截割状态参数。
87.通常，当煤层的赋存形态发生变化时，比如，煤层由层状形态变化为似层状和非层状时。由于似层状和非层状煤层的厚度变化大且无规律，依据已挖掘煤层中各采集区间对应的采高限值很难预测出似层状和非层状煤层的采高曲线。
88.本公开中，可以通过采集装置实时获取采煤机滚筒的截割状态参数，并根据采煤机滚筒的截割状态参数，确定当前截割的是否为煤层。在不是煤层的情况下，再对采高限值进行调整，以提高采煤机截割的准确性。其中，截割状态参数可以包括截割电流、振动频率或幅度、截割头粉尘浓度、声纹等，本公开对此不作限制。
89.步骤406，将截割状态参数与第二阈值进行对比，确定各采集区间的采高限值是否正确。
90.本公开中，截割煤层和截割岩石层时的截割状态参数不同。因此，可以将在下一刀煤的各采集区间中采集的截割状态参数与预设的第二阈值进行对比，确定在在各采集区间中截割的是煤层还是岩石层。比如，当截割电流大于预设的第二阈值时，确定截割的是岩石层。当截割电流小于预设的第二阈值时，确定截割的是煤层。当在任一采集区间中截割的是岩石层时，确定根据采高曲线确定的该任一采集区间对应的采高限值不正确。
91.可选的，还可以获取各采集区间对应的采高限值位置煤层的监控视频图像，并对监控视频图像中的煤层图像进行识别，确定在各采集区间中采集的是煤层还是岩石层，从而确定各采集区间的采高限值是否正确。
92.步骤407，响应于任一采集区间的采高限值不正确，根据预设的调整值或获取的调整指令中的调整值，调整任一采集区间对应的采高限值。
93.本公开中，可以在系统中预先设置用于调整采高限值的调整值，当采集区间对应的采高限值不正确时，可以根据调整值对采高限值进行调整。比如，当采高限值为顶板岩层位置时，可以将该顶板岩层位置向下降低调整值高度。当采高限值为底板岩层位置时，可以将该底板岩层位置向上提升调整值高度。如此，可以循环执行步骤405-步骤407操作，直至截割到煤层。
94.或者，采煤机操作人员还可以在采煤机进行下一刀煤的截割过程中，通过通信设备向控制装置发送包含调整值及待调整的采集区间的调整指令。之后，控制装置即可根据调整指令中的调整值对待调整的采集区间对应的采高限值进行调整。
95.可选的，还可以将当前刀煤的采高曲线发送给采煤机操作人员对应的客户端，采煤机操作人员可以在客户端中对该采高曲线进行调整，并通过客户端将调整后的采高曲线发送给控制装置。之后，控制装置可以根据调整后的采高曲线控制下一刀煤中采煤机滚筒
的截割高度。
96.本公开中，在根据当前刀煤的采高曲线截割下一刀煤时，可以根据在下一刀煤中各采集区间中采煤机滚筒的截割状态参数，确定各采集区间的采高限值是否正确。进一步提高了采煤机截割的可靠性。
97.为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种采煤机采高的控制装置。图5为本公开实施例提供的一种采煤机采高的控制的结构示意图。
98.如图5所示，该采煤机采高的控制装置500包括：
99.获取模块510，用于获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值；
100.修正模块520，用于根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值；
101.处理模块530，用于对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线；
102.控制模块540，用于根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。
103.在本公开实施例一种可能的实现方式中，上述处理模块530，还用于：
104.确定当前刀煤中每个采集区间的相邻第二预设数量个采集区间的采高限值的均值；
105.在当前刀煤中的任一采集区间对应的采高限值与对应的均值的差值大于第一阈值的情况下，利用任一采集区间对应的均值更新任一采集区间对应的采高限值；
106.根据当前刀煤中更新后的各采集区间对应的采高限值，确定当前刀煤的采高曲线。
107.在本公开实施例一种可能的实现方式中，上述装置还包括存储模块，用于：
108.获取采煤机在当前刀煤中各采集区间中的多个参考采高限值；
109.分别对当前刀煤中每个采集区间中的多个参考采高限值进行预处理，确定当前刀煤中每个采集区间对应的采高限值；
110.将当前刀煤中各采集区间对应的采高限值存储在系统中。
111.在本公开实施例一种可能的实现方式中，上述存储模块，还用于：
112.响应于获取当前刀煤中任一采集区间中的参考采高限值失败，根据任一采集区间相邻第三预设数量个采集区间中的参考采高限值，确定任一采集区间中的采高限值。
113.在本公开实施例一种可能的实现方式中，上述装置还包括调整模块，用于：
114.在根据采高曲线，控制下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度的过程中，获取下一刀煤各采集区间中的采煤机滚筒的截割状态参数；
115.将截割状态参数与第二阈值进行对比，确定各采集区间的采高限值是否正确；
116.响应于任一采集区间的采高限值不正确，根据预设的调整值或获取的调整指令中的调整值，调整任一采集区间对应的采高限值。
117.需要说明的是，上述对采煤机采高的控制方法实施例的解释说明，也适用于该实施例的采煤机采高的控制装置，故在此不再赘述。
118.本公开中，在获取采煤机在当前刀煤中每个采煤区间的采高限值，及当前刀煤之前第一预设数量的历史刀煤中的每个采集区间的采高限值后，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，修正当前刀煤中同一采集区间对应的采高限值，以获取当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值，并对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，以确定当前刀煤的采高曲线，之后，根据采高曲线，控制在当前刀煤的下一刀煤中采煤机滚筒的截割高度。由此，根据同一采集区间在历史刀煤中对应的采高限值，对当前刀煤中同一采集区间的采高限值进行修正，并对当前刀煤中每个采集区间对应的修正后的采高限值进行平滑处理，确定当前刀煤的采高曲线，以根据该采高曲线确定下一刀煤的采高限值。从而提高了当前刀煤的采高曲线的准确性，进而提高了采煤机截割的可靠性。
119.为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种计算机设备，包括处理器和存储器；
120.其中，处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上述实施例的采煤机采高的控制方法。
121.为了实现上述实施例，本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例的采煤机采高的控制方法。
122.尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。