[发明专利]一种智能判定放顶煤液压支架放煤口关闭的方法

权利要求书

1.一种智能判定放顶煤液压支架放煤口关闭的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、煤矸识别模块的安装：

步骤101、沿采煤工作布设多个液压支架(1)，并在液压支架(1)靠近煤壁侧安装前刮板运输机(9)，在液压支架(1)靠近采空区(7)安装后刮板运输机(6)；其中，前刮板运输机(9)上安装采煤机(10)，液压支架(1)的总数为m；

步骤102、各个液压支架(1)的掩护梁(1-4)靠近采空区(7)的端部设置掩护板(1-5)；其中，各个所述掩护板(1-5)平行布设，且所述掩护板(1-5)的延长线与后刮板运输机(6)相交，第i个液压支架(1)中的掩护板(1-5)和采空区(7)之间的空隙形成第i个放煤口，i和m均为正整数，且1≤i≤m，m个放煤口连通形成放煤通道；

步骤103、各个放煤口均安装矸石识别模块，且各个放煤口安装矸石识别模块的方法均相同，其中，第i个放煤口安装矸石识别模块，矸石识别模块包括照明灯(11)、激光测速雷达(4)、摄像机(3)和数据处理器(2-1)，所述数据处理器(2-1)输出端接有报警器(2-2)；

步骤二、放煤口块体速度数据的采集及判断：

各个放煤口的块体速度数据的采集及判断均相同，其中，第i个放煤口的速度数据的采集及判断，具体过程如下：

步骤201、当前测量时刻激光测速雷达(4)对通过第i个放煤口的各个块体的速度进行扫描检测，并将检测到的各个块体的速度发送至数据处理器(2-1)，数据处理器(2-1)将通过第i个放煤口的第j个块体的速度记作其中，j为正整数；

步骤202、在第i个放煤口放顶煤的过程中，当第i个放煤口的放顶煤总量小于放顶煤量设定值时，执行步骤203，否则，执行步骤204；

步骤203、数据处理器(2-1)将通过第i个放煤口的第j个块体的速度和第一矸石速度阈值V₁进行比较，当第i个放煤口的第j个块体的速度大于第一矸石速度阈值V₁时，数据处理器(2-1)控制报警器(2-2)报警提示，同时，摄像机(3)采集通过第i个放煤口的块体图像，并将采集到的通过第i个放煤口的块体图像发送至数据处理器(2-1)；

步骤204、当第i个放煤口的放顶煤总量大于放顶煤量设定值时，数据处理器(2-1)将通过第i个放煤口的第j个块体的速度和第二矸石速度阈值V₂进行比较，当通过第i个放煤口的第j个块体的速度大于第二矸石速度阈值V₂时，数据处理器(2-1)控制报警器(2-2)报警提示，同时，摄像机(3)采集通过第i个放煤口的块体图像，并将采集到的通过第i个放煤口的块体图像发送至数据处理器(2-1)；

步骤三、块体图像的采集及判断：

步骤301、数据处理器(2-1)对通过第i个放煤口的块体图像进行处理，得到通过第i个放煤口的块体图像中矸石的总体积V_z；

步骤302、采用所述数据处理器(2-1)根据公式m′＝ρV_z，得到通过第i个放煤口的矸石质量m′；其中，ρ表示矸石的密度；

步骤四、放煤口的关闭判断：

步骤401、在第i个放煤口放顶煤的过程中，重复步骤二和步骤三，进行下一个测量时刻的判断，从而完成第i个放煤口各个测量时刻的判断，得到通过第i个放煤口的矸石总质量，采用所述数据处理器(2-1)将第i个放煤口的矸石总质量和矸石设定量进行比较；

步骤402、当通过第i个放煤口的矸石总质量大于矸石设定量时，各个液压支架(1)的掩护板(1-5)移动，直至各个液压支架(1)的掩护板(1-5)与采空区(7)贴合，关闭第i个放煤口；

步骤203中第一矸石速度阈值V₁的获取如下：

根据公式得到第一矸石速度阈值V₁；其中，g表示重力加速度，h₁表示液压支架(1)的顶梁(1-2)与液压支架(1)的底部之间的间距，h₂表示放顶煤的厚度；

步骤204中第二矸石速度阈值V₂的获取如下：

根据公式得到第二矸石速度阈值V₂；其中，g表示重力加速度，μ₁表示煤块与煤块之间的摩擦系数，且μ₁的取值为0.6～0.7,θ表示顶煤滑落面与液压支架(1)的底部水平面之间的夹角，且θ的取值范围为45°～70°。