[发明专利]一种基于超前煤壁识别的滞后自动割煤方法

说明书

本发明公开了一种基于超前煤壁识别的滞后自动割煤方法，该方法包括以下步骤：一、综采工作面的通风；二、综采工作面的图像采集；三、综采工作面的图像拼接；四、超前煤壁识别；五、采煤机滞后自动割煤。本发明可以保护摄像头，而且图像采集效果好，因此能够更好地获得煤壁的信息，并能够准确指导采煤机进行采煤，因此实用性强，便于推广使用。

技术领域

本发明属于煤矿开采设备技术领域，具体涉及一种基于超前煤壁识别的滞后自动割煤方法。

背景技术

煤炭是我国重要的基础能源和原料，并且煤炭为主的能源结构在相当长的时间内还不会改变。随着安全事故的频发，煤炭的安全高效开采已经成为国内外学者重点研究的课题。其中,综采工作面作为煤炭开采中应用技术最为复杂，最能体现高效开采的环节之一。但是煤矿井下环境复杂，危险重重，因此实现三机联动的无人采煤或者少人采煤非常重要。

目前常见的识别煤壁界面方法主要存在以下问题：一、国内主要煤岩自然伽马射线辐射特性的NGR传感器法。该方法适用于高瓦斯矿，但是该方法必须是留一定厚度顶煤，这样降低了采出率；同时还要求顶底板围岩有放射性元素，导致对于砂岩顶板适应性极差。二、基于采煤机切割力响应的岩石界面识别传感器法。此方法用传感器拾取摇臂震动信号、滚筒轴扭矩信号及调高油缸压力信号进行识别。由于煤层复杂多变，且滚筒时刻都在旋转，导致方法获取到的信号存在较大误差。三、基于图像纹理的煤岩识别方法，该方法主要利用煤和岩石不同的纹理阔值来区分煤层和岩石，但由于采煤机在工作的时候粉尘、泥污特别大，导致采煤机上的摄像头拍摄的图像模糊度非常大，无法通过图像边缘灰度处理方法来准确判断岩石和煤壁的边缘, 因此很难将煤壁中的岩石和煤进行区分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于超前煤壁识别的滞后自动割煤方法，该方法图像采集效果好，因此能够更好地获得煤壁的信息，并能够准确指导采煤机进行采煤，因此实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于超前煤壁识别的滞后自动割煤方法，该方法采用的滞后自动割煤装置包括采煤机和与所述采煤机通信的超前煤壁识别机构，所述超前煤壁识别机构包括计算机和多个均与计算机连接的超前煤壁识别单元，所述超前煤壁识别单元的数量与液压支架的数量相等且一一对应，所述超前煤壁识别单元安装在液压支架的顶梁上，所述超前煤壁识别单元包括安装在顶梁的立板侧壁的液压油缸和与所述液压油缸的活塞杆连接的护筒，所述护筒远离液压油缸的一端安装有摄像头；

该方法包括以下步骤：

步骤一、综采工作面的通风：设定综采工作面通风时间阈值，对综采工作面进行通风；

步骤二、综采工作面的图像采集：在立板的侧壁上开设供护筒转向的滑槽，护筒靠近滑槽的一侧设置有多个均与滑槽配合的滑轮，控制液压支架工作，使得前梁向上翻转，再控制液压油缸工作，带动活塞杆伸长，活塞杆带动护筒沿滑槽的路径移动并使摄像头伸出顶梁，摄像头伸出到位后，计算机控制摄像头对煤壁进行图像采集，图像采集完毕后通过液压油缸使得活塞杆缩短，进而将护筒收回至顶梁内，最后控制液压支架工作，使得前梁向下收回复位；

步骤三、综采工作面的图像拼接：计算机将多个摄像头采集的各煤壁节段图像进行拼接，从而得到整个煤壁的图像；

步骤四、超前煤壁识别：计算机利用图像边缘处理方法对整个煤壁的图像进行图像处理，实现煤壁中岩石和煤的区分，识别下一刀的超前煤壁对应的煤壁上边缘曲线和煤壁下边缘曲线；

步骤五、采煤机滞后自动割煤：计算机将下一刀的超前煤壁对应的煤壁上边缘曲线和煤壁下边缘曲线数据传输至采煤机，采煤机根据下一刀的超前煤壁对应的煤壁上边缘曲线和煤壁下边缘曲线数据进行滞后自动割煤。

上述的一种基于超前煤壁识别的滞后自动割煤方法，其特征在于：所述摄像头通过数据线与所述计算机连接，所述采煤机与所述计算机通信。