本發(fā)明涉及煤礦智能化，特別涉及一種割煤控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、采煤機(jī)是綜采工作面的核心裝備，其智能高效截割是實(shí)現(xiàn)綜采工作面智能化無人開采的基礎(chǔ)保障。在進(jìn)行綜采作業(yè)時(shí)，采煤機(jī)利用液壓系統(tǒng)對搖臂及滾筒高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同厚度煤層的開采要求。調(diào)節(jié)過高或過低都存在問題，如機(jī)械損傷或煤炭資源浪費(fèi)。

2、目前解決該問題還會依靠現(xiàn)場操作人員及時(shí)停機(jī)調(diào)整采掘頭的位置解決，工人的勞動強(qiáng)度和危險(xiǎn)性較大。

3、為解決上述問題，這里提出一種割煤控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的第一方面，提供一種割煤控制方法，所述控制方法包括：

2、獲取至少一個(gè)雷達(dá)探測器在目標(biāo)區(qū)域的反射數(shù)據(jù)，所述反射數(shù)據(jù)包括所述目標(biāo)區(qū)域的雷達(dá)反射強(qiáng)度；

3、基于所述反射數(shù)據(jù)，計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)域的分層信息，所述分層信息包括所述目標(biāo)區(qū)域的煤層、巖層的輪廓信息；

4、根據(jù)所述分層信息對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行煤層、巖層定位，得到所述目標(biāo)區(qū)域的割煤信息，所述割煤信息包括所述目標(biāo)區(qū)域的煤層、巖層的三維空間位置坐標(biāo)；

5、根據(jù)所述割煤信息控制采煤機(jī)對所述目標(biāo)區(qū)域割煤。

6、結(jié)合第一方面，所述基于所述反射數(shù)據(jù)，計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)域的分層信息包括：

7、基于所述反射數(shù)據(jù)，計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)域的介電常數(shù)；

8、根據(jù)所述介電常數(shù)對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行分層，得到所述目標(biāo)區(qū)域的煤層、巖層的輪廓信息。

9、結(jié)合第一方面，所述方法還包括：

10、對所述計(jì)算得到的介電常數(shù)進(jìn)行隨機(jī)梯度下降篩選，得到目標(biāo)介電常數(shù)；

11、根據(jù)所述目標(biāo)介電常數(shù)對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行分層。

12、結(jié)合第一方面，所述對所述計(jì)算得到的介電常數(shù)進(jìn)行隨機(jī)梯度下降篩選包括利用如下公式進(jìn)行迭代：

13、，

14、其中，下角標(biāo)為迭代次數(shù)，為搜索權(quán)重，為隨機(jī)梯度，中的元素為[0,1]之間的隨機(jī)數(shù)，為迭代后的所有子個(gè)體，為當(dāng)前迭代時(shí)的所有子個(gè)體；

15、，

16、其中，為層的搜索權(quán)重，層介電常數(shù)最大值為，層介電常數(shù)最小值為，的取值范圍為[1，n]，n為所述目標(biāo)區(qū)域的層數(shù)。

17、結(jié)合第一方面，所述根據(jù)所述分層信息對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行煤層、巖層定位包括對煤層、巖層初步定位，所述初步定位包括：

18、基于所述分層信息中所述目標(biāo)區(qū)域的煤層的輪廓信息，利用如下公式計(jì)算煤層的樣點(diǎn)數(shù)，

19、，

20、其中，為所述目標(biāo)區(qū)域的煤層的初始輪廓信息的樣點(diǎn)數(shù)，為雷達(dá)天線懸空高度；為采樣時(shí)窗；為采樣率；為電磁波在空氣中的傳播速度；

21、基于所述分層信息中所述目標(biāo)區(qū)域的巖層的輪廓信息，利用如下公式計(jì)算巖層的樣點(diǎn)數(shù)，

22、，

23、其中，為煤層高度；為電磁波在煤層中的傳播速度；

24、根據(jù)所述煤層所有樣點(diǎn)數(shù)及所述巖層所有樣點(diǎn)數(shù)的位置，對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行煤層、巖層定位。

25、結(jié)合第一方面，所述方法還包括對煤層、巖層二次定位，所述二次定位包括：

26、搭建誤差模型；

27、根據(jù)所述誤差模型生成誤差二維圖譜；

28、在所述每個(gè)誤差二維圖譜中設(shè)定其煤層厚度閾值erm，篩選煤層厚度er1小于所述煤層厚度閾值erm的區(qū)域，并做交集運(yùn)算，得到煤層、巖層的樣點(diǎn)數(shù)及位置。

29、結(jié)合第一方面，所述誤差模型設(shè)置在二維網(wǎng)格單元上，所述二維網(wǎng)格單元長度和寬度相等，時(shí)窗小于或等于15ns，子波中心頻率小于或等于1.2ghz。

30、本公開的第二方面，提供一種割煤控制裝置，所述控制裝置包括：

31、采煤機(jī)及設(shè)置于所述采煤機(jī)的割煤單元，所述割煤單元包括液壓組件、搖臂和滾筒，所述液壓組件用于根據(jù)煤層厚度調(diào)整所述搖臂和滾筒的高度；

32、檢測單元，包括雷達(dá)探測器，用于獲取目標(biāo)區(qū)域的反射數(shù)據(jù)；

33、計(jì)算單元，根據(jù)所述反射數(shù)據(jù)計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)域的分層信息，所述分層信息包括所述目標(biāo)區(qū)域的煤層、巖層的輪廓信息；

34、定位單元，根據(jù)所述分層信息對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行煤層、巖層定位，得到所述目標(biāo)區(qū)域的割煤信息，所述割煤信息包括所述目標(biāo)區(qū)域的煤層、巖層的三維空間位置坐標(biāo)；

35、割煤控制單元，用于根據(jù)所述割煤信息控制所述采煤機(jī)對所述目標(biāo)區(qū)域割煤。

36、本公開的第三方面，提供一種電子設(shè)備，包括：

37、一個(gè)或多個(gè)處理器；

38、存儲單元，用于存儲一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，能使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)上述中任一項(xiàng)割煤控制方法。

39、本公開的第四方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)上述中任一項(xiàng)割煤控制方法。

40、本公開提供的一種割煤控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，通過利用雷達(dá)傳感器獲取工作面的地質(zhì)信息，并利用地質(zhì)信息實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)條件的智能識別和預(yù)測，進(jìn)而優(yōu)化采煤機(jī)的工作參數(shù)進(jìn)行割煤。通過實(shí)施該方案，能夠精準(zhǔn)識別煤層和巖層的邊界和特性，自動調(diào)整采煤機(jī)的割煤路徑和速度，減少了設(shè)備損耗，降低了故障率和維護(hù)成本，提高了割煤效率，延長了設(shè)備使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種割煤控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述反射數(shù)據(jù)，計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)域的分層信息包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述對所述計(jì)算得到的介電常數(shù)進(jìn)行隨機(jī)梯度下降篩選包括利用如下公式進(jìn)行迭代：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述分層信息對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行煤層、巖層定位包括對煤層、巖層初步定位，所述初步定位包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述方法還包括對煤層、巖層二次定位，所述二次定位包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述誤差模型設(shè)置在二維網(wǎng)格單元上，所述二維網(wǎng)格單元尺寸為長度和寬度相等，時(shí)窗小于或等于15ns，子波中心頻率小于或等于1.2ghz。

8.一種割煤控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述割煤控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種割煤控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，所述控制方法包括：獲取至少一個(gè)雷達(dá)探測器在目標(biāo)區(qū)域的反射數(shù)據(jù)，所述反射數(shù)據(jù)包括所述目標(biāo)區(qū)域的雷達(dá)反射強(qiáng)度；基于所述反射數(shù)據(jù)，計(jì)算所述目標(biāo)區(qū)域的分層信息，所述分層信息包括所述目標(biāo)區(qū)域的煤層、巖層的輪廓信息；根據(jù)所述分層信息對所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行煤層、巖層定位，得到所述目標(biāo)區(qū)域的割煤信息，所述割煤信息包括所述目標(biāo)區(qū)域的煤層、巖層的三維空間位置坐標(biāo)；根據(jù)所述割煤信息控制采煤機(jī)對所述目標(biāo)區(qū)域割煤。

技術(shù)研發(fā)人員：唐守鋒,王一寧,王志強(qiáng),童敏明,程德強(qiáng),劉海
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18