[发明专利]机器学习的自动化放煤控制系统和方法

说明书

本发明实施例公开了一种机器学习的自动化放煤控制系统和方法。所述系统包括：放顶煤支架，所述放顶煤支架上连接有支架控制器；用于检测支架数据的第一传感器组；用于检测顶煤数据的第二传感器组；监控主机，所述监控主机与所述支架控制器通信连接，所述监控主机根据所述支架数据和所述顶煤数据确定放煤参数，根据所述放煤参数向所述支架控制器发送控制指令，所述支架控制器根据所述控制指令控制所述放顶煤支架动作，完成自动化放煤。所述方法采用上述系统来实现自动化放煤。采用本发明实施例所提供的系统和方法，整个放煤过程无需人工干预，可基于大数据的机器学习实现工作面自动放煤，提高了放煤效率，降低了工人的劳动强度。

技术领域

本发明涉及煤矿井下放顶煤工作面自动化开采技术领域，特别是涉及一种机器学习的自动化放煤控制系统和方法。

背景技术

目前，对于地下开采中的放顶煤工作面，在放顶煤工作面的前端由采煤机、液压支架和刮板输送机进行采煤；采煤机使用记忆割煤的方式实现自动割煤；液压支架采用液压支架电液控制系统，实现跟机自动控制，从而实现了工作面自动化控制。在液压支架后部的放煤系统，由于放煤过程与顶煤裂隙发育程度、顶煤厚度、顶板压力、采放比、液压支架姿态、尾梁摆动幅度、放煤口插板伸缩幅度等因素相关，矸识别技术不成熟，没有很好的方法实现放煤过程的自动控制，基本上还是采用手动控制放煤过程，井下工人的劳动强度大、工作环境恶劣，放煤效率低。操作工人在进行放煤控制时需要观察放煤口落煤情况，由于粉尘较大、放煤口落煤情况也很难精细判断，操作人员还需要靠听声音来识别是否落下岩石。鉴于此，为了提高放煤效率，降低工人的劳动强度，急需解决自动放煤的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种机器学习的自动化放煤控制系统和方法，旨在解决现有技术中存在的上述问题。

本发明实施例所提供的机器学习的自动化放煤控制系统包括：放顶煤支架，所述放顶煤支架上连接有支架控制器；用于检测支架数据的第一传感器组，所述支架数据包括支架支撑力和尾梁插板行程；用于检测顶煤数据的第二传感器组，所述顶煤数据包括顶煤厚度、顶煤放出重量和顶煤放出含矸率；监控主机，所述监控主机与所述支架控制器通信连接，所述监控主机根据所述支架数据和所述顶煤数据确定放煤参数，根据所述放煤参数向所述支架控制器发送控制指令；其中，所述监控主机基于所述支架数据和所述顶煤数据建立关联数学模型，根据所述关联数学模型确定所述放煤参数；所述关联数学模型是以顶煤放出重量、顶煤放出含矸率为目标函数，以顶煤厚度、支架支撑力和尾梁插板行程为输入条件；所述支架控制器根据所述控制指令控制所述放顶煤支架动作，完成自动化放煤。

进一步，所述第一传感器组包括：至少两个与所述支架控制器通信连接的压力传感器，其中一个所述压力传感器安装在所述放顶煤支架的立柱下腔，用于检测支架支撑力，并通过所述支架控制器发送到所述监控主机；另一个所述压力传感器安装在所述放顶煤支架的尾梁千斤顶上，用于检测支架尾梁支撑压力，并通过所述支架控制器发送到所述监控主机。

进一步，所述第一传感器组还包括与所述支架控制器通信连接的倾角传感器，所述倾角传感器安装在所述放顶煤支架的尾梁上，用于检测支架尾梁摆角，并通过支架控制器发送到所述监控主机。

进一步，所述第一传感器组还包括与所述支架控制器通信连接的行程传感器，所述行程传感器安装在所述放顶煤支架的插板上，用于检测支架插板行程，并通过支架控制器发送到所述监控主机。

进一步，所述第二传感器组包括与所述支架控制器通信连接的高度传感器，所述高度传感器安装在所述放顶煤支架的顶梁上，用于检测支架顶板上方的顶煤厚度，并通过支架控制器发送到所述监控主机。

进一步，所述第二传感器组还包括重量采集器，所述重量采集器安装在顺槽皮带运输机上，用于检测顶煤放出重量，所述重量采集器与所述监控主机通信连接，将所述顶煤放出重量发送到所述监控主机。