[发明专利]一种煤矿回采工作面智能开采预测截割线生成方法及装置

权利要求书

1.一种煤矿回采工作面智能开采预测截割线的生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获取已经根据最新生产信息动态修正的基于统一坐标系的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型；

步骤2：获取上一刀的割煤顶部实际截割线和割煤底部实际截割线数据，并将其转换为与基于统一坐标系的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型相对应的坐标数据；

步骤3：基于获取的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型，以上一刀割煤成果断面为基准面，生成未来N刀的煤层顶板和煤层底板的N*(M+1)格网点阵数据；

步骤4：根据采煤机前滚筒和后滚筒的调整范围、所述上一刀的割煤顶部实际截割线和割煤底部实际截割线、所述N*(M+1)格网点阵数据，优化计算出采煤机前滚筒和后滚筒未来N刀的高度调整值；

步骤5：根据所述上一刀的割煤顶部实际截割线和下一刀的采煤机前滚筒的高度调整值计算得到下一刀的顶部预测截割线；根据所述上一刀的割煤底部实际截割线和下一刀的采煤机后滚筒的高度调整值计算得到下一刀的底部预测截割线；

步骤6：根据所述下一刀的顶部预测截割线以及所述下一刀的底部预测截割线，约束采煤机完成一刀自主割煤，完成一刀自主割煤后，重复步骤1至步骤5；

其中，所述生成未来N刀的煤层顶板和煤层底板的N*(M+1)格网点阵数据，包括：

基于获取的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型，以上一刀割煤成果断面为基准面，生成未来N刀的煤层剖切面，将所述煤层剖切面沿垂直于回采方向的方向分为M段，生成煤层顶板和煤层底板的N*(M+1)格网点阵数据，所述煤层剖切面与煤层顶板的交线为煤层顶板三维地质剖切线，所述煤层剖切面与煤层底板的交线为煤层底板三维地质剖切线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型，以上一刀割煤成果断面为基准面，生成未来N刀的煤层剖切面，包括：

沿回采工作面的回采方向，将上一刀割煤顶部实际截割线偏移N次，每次偏移的距离相等，沿着所述偏移的割煤顶部实际截割线，以垂直于回采方向的方向将所述回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型剖切N次，生成未来N刀的煤层剖切面，将所述煤层剖切面沿垂直于所述回采方向的方向分为M段。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化计算出采煤机前滚筒和后滚筒未来N刀的高度调整值，包括：

根据采煤机前滚筒和后滚筒的调整范围、所述上一刀割煤顶部实际截割线和割煤底部实际截割线、N*(M+1)格网点网阵中形成的N条煤层顶板和煤层底板三维地质剖切线，优化计算出采煤机前滚筒和后滚筒未来N刀每一刀中截割每一段的高度调整值。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述高度调整值包括正值和负值：

当所述高度调整值为正值时，表征：所述高度调整值对应的采煤机滚筒往上调整；

当所述高度调整值为负值时，表征：所述高度调整值对应的采煤机滚筒往下调整。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述统一坐标系采用以下坐标系中的任意一种：

国家2000高斯平面直角坐标系、西安80高斯平面直角坐标系、北京54高斯平面直角坐标系或用户自定义的平面直角坐标系，所述统一坐标系用于将所述回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型、上一刀的割煤顶部实际截割线和割煤底部实际截割线、下一刀的顶部预测截割线和底部预测截割线数据统一到同一坐标系中。

6.一种煤矿回采工作面智能开采预测截割线的生成装置，其特征在于，所述装置包括：

模型获取模块，用于执行步骤1：获取根据最新生产信息已经动态修正的基于统一坐标系的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型；

数据获取与转换模块，用于执行步骤2：获取上一刀的割煤顶部实际截割线和割煤底部实际截割线数据，并将其转换为与基于统一坐标系的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型相对应的坐标数据；

格网点阵生成模块，用于执行步骤3：基于获取的回采工作面煤层高精度透明化三维动态地质模型，以上一刀割煤成果断面为基准面，生成未来N刀的煤层顶板和煤层底板的N*(M+1)格网点阵数据；

高度调整值生成模块，用于执行步骤4：根据采煤机前滚筒和后滚筒的调整范围、所述上一刀的割煤顶部实际截割线和割煤底部实际截割线、所述N*(M+1)格网点阵数据，优化计算出采煤机前滚筒和后滚筒未来N刀的高度调整值；

预测截割线生成模块，用于执行步骤5：根据所述上一刀的割煤顶部实际截割线和下一刀的采煤机前滚筒的高度调整值计算得到下一刀的顶部预测截割线；根据所述上一刀的割煤底部实际截割线和下一刀的采煤机后滚筒的高度调整值计算得到下一刀的底部预测截割线；

执行模块，用于执行步骤6：根据所述下一刀的顶部预测截割线以及所述下一刀的底部预测截割线，约束采煤机完成一刀自主割煤，完成一刀自主割煤后，重复步骤1至步骤5。