本發(fā)明涉及一種智能放頂煤控制系統(tǒng)及方法，屬于煤礦生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

對于煤礦的綜合機械化放頂煤工作面來說，其作業(yè)內(nèi)容主要包括采煤與放煤，隨著電液控制系統(tǒng)在煤礦上的推廣與應(yīng)用，井下采煤作業(yè)的自動化程度越來越高，基本可以實現(xiàn)少人甚至無人作業(yè)，但是對于放煤作業(yè)，目前仍然需要依靠人工手動操作來完成，效率低下，勞動強度大，基于此，需要一種智能放頂煤控制系統(tǒng)及方法，用于實現(xiàn)綜合機械化放頂煤工作面的智能化放頂煤開采，替代人工放煤效率低、隨意性大、放煤不規(guī)范的特點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服綜放工作面放煤作業(yè)仍然依靠人工手動操作來完成，效率低下，勞動強度大的問題，本發(fā)明提供了一種智能放頂煤控制系統(tǒng)及方法，用于實現(xiàn)綜放工作面放煤作業(yè)的智能化，實現(xiàn)少人或者無人操作。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種智能放頂煤控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)傳輸和儲存裝置，還包括：

對工作面采煤機割煤工藝、割煤方向及采煤機位置進行識別的采煤工藝判別系統(tǒng)；

判定工作面是否來壓以及來壓位置的頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)；

對工作面頂煤冒放性作出評價的頂煤冒放實時評價系統(tǒng)；

通過智能放煤控制器接收頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)與頂煤冒放實時評價系統(tǒng)的信號輸出，再通過智能放煤控制器進行邏輯運算并向尾梁、插板、接近開關(guān)、角度傳感器發(fā)出控制指令，控制液壓支架進行放煤動作的放煤工藝決策系統(tǒng)；

通過接受采空區(qū)氣體含量、刮板機電流信號，并與所設(shè)定的閾值相比較，超過閾值后，向放煤工藝決策系統(tǒng)發(fā)出信號的智能信息反饋系統(tǒng)；

不斷采集頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)、頂煤冒放實時評價系統(tǒng)、放煤工藝決策系統(tǒng)、智能信息反饋系統(tǒng)的輸入與輸出信號，并通過設(shè)置于其內(nèi)的智能放煤邏輯單元不斷修正預(yù)先在放煤工藝決策系統(tǒng)中植入的邏輯關(guān)系，確保準(zhǔn)確地控制液壓支架進行放煤動作的智能放煤深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

進一步，作為上述技術(shù)方案的改進，所述采煤工藝判別系統(tǒng)包括紅外發(fā)射器、紅外接收器和采煤機運行識別裝置。

進一步，作為上述技術(shù)方案的改進，所述頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)包括壓力傳感器、壓力數(shù)據(jù)采集裝置和頂板壓力監(jiān)測預(yù)報裝置。

進一步，作為上述技術(shù)方案的改進，所述頂煤冒放實時評價系統(tǒng)包括冒放性數(shù)據(jù)采集裝置和頂煤冒放性信息處理器。

進一步，作為上述技術(shù)方案的改進，所述放煤工藝決策系統(tǒng)包括角度傳感器、接近開關(guān)和智能放煤控制器。

進一步，作為上述技術(shù)方案的改進，所述智能信息反饋系統(tǒng)包括智能信號采集裝置和包括智能信息處理器。

進一步，作為上述技術(shù)方案的改進，所述智能放煤深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括輸入裝置、輸出裝置和智能放煤邏輯單元。

一種上述智能放頂煤控制系統(tǒng)的放煤方法，包括以下步驟：

1）、采煤工藝判別系統(tǒng)對工作面采煤機割煤工藝、割煤方向及采煤機位置進行識別；

2）、頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)判定工作面是否來壓以及來壓位置；

3）、頂煤冒放實時評價系統(tǒng)對工作面頂煤冒放性作出評價；

4）、放煤工藝決策系統(tǒng)通過智能放煤控制器接收頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)與頂煤冒放實時評價系統(tǒng)的信號輸出，再通過智能放煤控制器進行邏輯運算并向尾梁、插板、接近開關(guān)、角度傳感器發(fā)出控制指令，控制液壓支架進行放煤動作；

5）、智能信息反饋系統(tǒng)通過智能信號采集裝置接受采空區(qū)氣體含量、刮板機電流信號，并與所設(shè)定的閾值相比較，超過閾值后，將向放煤工藝決策系統(tǒng)發(fā)出信號，放煤工藝決策系統(tǒng)再通過智能放煤控制器控制液壓支架尾梁和插板，調(diào)整放煤動作軌跡、放煤口大小或者關(guān)閉放煤口；

6）、智能放煤深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)通過輸入裝置不斷采集頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)、頂煤冒放實時評價系統(tǒng)、放煤工藝決策系統(tǒng)、智能信息反饋系統(tǒng)的輸入與輸出信號，并通過智能放煤邏輯單元不斷修正預(yù)先在放煤工藝決策系統(tǒng)中植入的邏輯關(guān)系，確保準(zhǔn)確地控制液壓支架進行放煤動作。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）不局限于放煤作業(yè)本身，而是將與放煤作業(yè)相關(guān)的因素，包括現(xiàn)場環(huán)境、裝備能力等全部考慮進去，并通過智能放煤深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)不斷修正放煤工藝決策系統(tǒng)中的放煤模型，確保智能放頂煤控制系統(tǒng)及方法的順利實施；

（2）通過該系統(tǒng)及方法的應(yīng)用，可以實現(xiàn)少人甚至無人化操作，不僅可以降低工人的勞動強度，還能避免人工操作的不規(guī)范性，大大提高頂煤回收率，節(jié)省煤炭資源；

（3）本發(fā)明充分考慮了現(xiàn)有電液控制系統(tǒng)的特點及功能，可以實現(xiàn)與現(xiàn)有電液控系統(tǒng)進行融合對接，可以利用現(xiàn)有電液控系統(tǒng)已有的個別傳感器進行數(shù)據(jù)交換，大大節(jié)省了本發(fā)明在電液控工作面的應(yīng)用成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的智能放頂煤控制系統(tǒng)原理簡圖；

圖2為本發(fā)明使用時綜放工作面設(shè)備布置簡圖；

圖3為本發(fā)明使用時綜放工作面液壓支架結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例1

如圖1圖2圖3所示的一種智能放頂煤控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)傳輸和儲存裝置，還包括：

采煤工藝判別系統(tǒng)1，包括紅外發(fā)射器1-1、紅外接收器1-3、采煤機運行識別裝置1-2，紅外發(fā)射器1-1和紅外接收器1-3用來收集采煤機8的運動和位置信息并輸入至采煤機運行識別裝置1-2中進行識別；

頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)2，包括壓力傳感器2-1、壓力數(shù)據(jù)采集裝置2-2、頂板壓力監(jiān)測預(yù)報裝置2-3，用來采集工作面是否來壓和來壓位置，并進行壓力預(yù)報；

頂煤冒放實時評價系統(tǒng)3，包括冒放性數(shù)據(jù)采集裝置3-1、頂煤冒放性信息處理器3-2。

放煤工藝決策系統(tǒng)4，包括角度傳感器4-1、接近開關(guān)4-2，智能放煤控制器4-3，角度傳感器4-1和接近開關(guān)4-2設(shè)置于液壓支架7上。

智能信息反饋系統(tǒng)5，包括智能信號采集裝置5-1、智能信息處理器5-2。

智能放煤深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)6，包括輸入裝置6-1、輸出裝置6-2、智能放煤邏輯單元6-3。

實施例2

如圖1圖2圖3所示，一種智能放頂煤控制系統(tǒng)的放煤方法，包括以下步驟：

1）采煤工藝判別系統(tǒng)1對工作面采煤機8的割煤工藝、割煤方向及采煤機8位置進行識別；

2）頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)2判定工作面是否來壓以及來壓位置；

3）頂煤冒放實時評價系統(tǒng)3對工作面頂煤冒放性作出評價；

4）放煤工藝決策系統(tǒng)4通過智能放煤控制器4-3接收頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)2與頂煤冒放實時評價系統(tǒng)3的信號輸出，再通過智能放煤控制器4-3進行邏輯運算并向尾梁9、插板10、接近開關(guān)4-2、角度傳感器4-1發(fā)出控制指令，控制液壓支架7進行放煤動作。

5）智能信息反饋系統(tǒng)5通過智能信號采集裝置5-1接受采空區(qū)氣體含量、刮板機11電流信號，并與所設(shè)定的閾值相比較，超過閾值后，將向放煤工藝決策系統(tǒng)4發(fā)出信號，放煤工藝決策系統(tǒng)4再通過智能放煤控制器4-3控制液壓支架7尾梁9和插板10，調(diào)整放煤動作軌跡、放煤口大小或者關(guān)閉放煤口。

6）智能放煤深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)6通過輸入裝置6-1不斷采集頂板壓力監(jiān)控預(yù)測系統(tǒng)2、頂煤冒放實時評價系統(tǒng)3、放煤工藝決策系統(tǒng)4、智能信息反饋系統(tǒng)5的輸入與輸出信號，并通過智能放煤邏輯單元6-3不斷修正預(yù)先在放煤工藝決策系統(tǒng)4中植入的邏輯關(guān)系，確保更加準(zhǔn)確地控制液壓支架7進行放煤動作。

本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。