[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

说明书

本发明公开了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，所述方法包括：获取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地质模型；获取上一刀割煤顶部和底部实际截割线数据并转换为基于统一坐标系的数据；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；优化计算未来N刀的采煤机前滚筒和后滚筒高度调整值；根据上一刀割煤顶部和底部实际截割线、下一刀采煤机前滚筒和后滚筒高度调整值计算得到下一刀的采煤机顶部和底部预测截割线；根据下一刀的预测截割线，约束采煤机完成一刀自主割煤，重复上述步骤。本发明实现了上一刀实际截割线与未来N刀煤层空间形态变化的动态关联，提供了更优的预测截割线计算方法。

技术领域

本发明涉及煤矿智能开采技术领域，具体而言，涉及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。

背景技术

出于能源安全和多元化发展的考虑，煤炭依然是全球最重要的基础能源之一。随着物联网技术的发展，以人为本观念的深入，健康绿色智能化开采成为了目前煤炭行业的主流趋势。煤矿智能开采技术的发展，使煤矿井下综采工作面将向少人甚至无人化发展，这不仅将大大提高了煤矿企业的生产效率，而且大幅降低了安全事故的发生几率，让煤矿工人也享受到了科技发展的红利。不过，采煤机精确定位、煤岩层识别、采煤机割煤精准控制等问题仍然制约着煤矿智能开采技术的发展。

目前，针对约束采煤机自动化运行路径的方法主要以记忆割煤为主，或以参考当前回采工作面的煤层顶底板线来设计和规划。记忆割煤是通过记住上一刀的采煤机运行数据来约束当前刀的采煤机的运行，若当前刀的煤层空间形态与上一刀相比发生变化时，需要人工手动调整进行更新记忆，因此，记忆割煤方法缺乏在当前回采工作面对采煤机前方煤层空间形态的预测；而基于虚拟轨迹控制的采煤机自适应截割方法是利用当前回采工作面的煤层顶底板线来约束采煤机运行路径，该方法只是考虑了当前回采工作面煤层顶底板线对采煤机运行路径的约束，未考虑上一刀割煤顶部实际截割线与当前回采工作面煤层顶底板线的关系，也未考虑根据基于最新生产信息动态修正得到的煤层高精度透明化三维动态地质模型生成的未来N刀的煤层空间形态的变化，使得当前智能割煤技术的实用性受限很大的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供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，以克服现有技术的不足。

本发明第一方面提供一种煤矿回采工作面智能开采预测截割线的生成方法，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。

可选地，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：