[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

说明书

本发明公开了一种智能判定放顶煤液压支架放煤口关闭的方法，该方法包括以下步骤：一、煤矸识别模块的安装；二、放煤口块体速度数据的采集及判断；三、块体图像的采集及判断；四、放煤口的关闭判断。本发明方法步骤简单，设计合理，提高煤矸识别准确度，同时确定放煤口放出矸石的质量，及时关闭放煤口，提高经济效益，便于后续智能无人化放顶煤开采。

技术领域

本发明属于采矿工程技术领域，尤其是涉及一种智能判定放顶煤液压支架放煤口关闭的方法。

背景技术

我国是世界上煤炭生产和消费大国，煤炭在我国能源结构中具有举足轻重的关键作用。我国的煤炭储量中，厚煤层(厚度≥3.5m)的储量约占全部煤炭储量的44％，厚煤层的产量也占总产量的45％左右。综采放顶煤是一种高产、高效的厚煤层开采方式，如何根据煤炭放落程度确定放煤口关闭是综采放顶煤开采过程中遇到的难题，目前顶煤放落全部是靠人工目测来判断关闭。人工目测会造成过放或欠放的问题，同时放顶煤过程中产生的有毒有害的气体和灰尘也会对工人的身体造成一定的影响。

现有的放顶煤主要有基于声波的放顶煤开采，还有通过测量放煤口放出煤矸流中一些天然放射性物质所发出的γ射线量来确定含矸石等。基于声波的放顶煤开采煤矸识别技术受工作面噪声影响较大。基于γ射线的煤矸识别技术适应性差，技术复杂，抗干扰能力差。

因此，需要一种智能判定放顶煤液压支架放煤口关闭的方法，提高煤矸识别准确度，同时确定放煤口放出矸石的质量而及时关闭放煤口，提高经济效益，便于后续智能无人化放顶煤开采。

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，提供一种智能判定放顶煤液压支架放煤口关闭的方法，其方法步骤简单，设计合理，提高煤矸识别准确度，同时确定放煤口放出矸石的质量，及时关闭放煤口，提高经济效益，且便于后续智能无人化放顶煤开采。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：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：

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，并在液压支架靠近煤壁侧安装前刮板运输机，在液压支架靠近采空区安装后刮板运输机；其中，前刮板运输机上安装采煤机，液压支架的总数为m；

步骤102、各个液压支架的掩护梁靠近采空区的端部设置掩护板；其中，各个所述掩护板平行布设，且所述掩护板的延长线与后刮板运输机相交，第i个液压支架中的掩护板和采空区之间的空隙形成第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、激光测速雷达、摄像机和数据处理器，所述数据处理器输出端接有报警器；

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；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、数据处理器将通过第i个放煤口的第j个块体的速度V_jⁱ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V_ji大于第一矸石速度阈值V₁时，数据处理器控制报警器报警提示，同时，摄像机采集通过第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；