[发明专利]一种采煤机截割控制方法

说明书

本发明公开了一种采煤机截割控制方法。本发明通过将拍摄的图像信息输送至数据处理模块，数据处理模块进行处理和规划轨迹后将信息作为输入信号输送至PLC控制系统；PLC控制系统能够通过电液比例控制阀控制滚筒调高液压部件运转，对滚筒的高度进行调节。可以实时精确判断待截割工作面的煤岩分布情况，并根据煤岩分布情况规划出截割路径、截割滚筒可以自适应调高，采煤机滚筒按照规划出的截割路径行走截割可有效避免采煤机截割到顶板，避免了滚筒截齿碰到岩石后被磨损和破坏，提高了使用寿命；由于截割的煤炭中不会混入矸石、有效提升了采煤品质。

技术领域

本发明涉及一种采煤机截割控制方法，属于自动化采煤装备技术领域。

背景技术

煤炭是我国的基础能源产业，保证基础支柱产业的稳定运行才能为经济建设奠定良好的基础。在采煤作业中，采煤机滚筒的自动调高控制是发展智能无人开采技术的重要一环，现采用的多为人工调节，即采煤机司机根据视力观察和采煤机的工作噪声判断截齿是否截割到岩石，然后进行调节。由于工作面的能见度低、噪声大，操作人员无法及时准确地判断滚筒的截割状态，导致人工调节方式容易截割到顶部岩石，加大了滚筒截齿工作磨损，影响截齿寿命；截割的煤炭中混入矸石后还会降低煤炭品质；对于高瓦斯矿井，易导致爆炸事故的发生；对待截割工作面的煤岩分布不了解还会导致欠截割，欠截割会造成煤炭资源的浪费，不能得到较大回采率，影响经济效益；人工操作易导致顶底板表面不平整，影响液压支架的移架和推溜。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种采煤机截割控制方法，能够实时精确判断待截割工作面的煤岩分布，并根据煤岩分布情况规划出合理的滚筒截割路径，可有效避免采煤机截割到顶板、减少滚筒截齿的磨损和破坏，提升采煤品质；能够避免煤炭资源的浪费，保证顶底板表面平整。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种采煤机截割控制方法，按以下步骤A和B依次进行：

A、采煤机截割轨迹规划：

第一步、在未截割前对大量的可作为学习样本的待截割面的煤岩图像分别进行雾尘图像复原处理并去噪，对灰度共生矩阵的纹理统计量进行提取，然后利用支持向量机训练区分煤岩；

第二步、采煤机运行过程中，利用图像获取模块实时获取待截割面上的煤岩图像并输送至数据处理模块，数据处理模块对CCD摄像机拍摄的图像进行雾尘图像复原处理并去噪，然后将图像横向划分成若干区域，将每个区域灰度共生矩阵的纹理统计量输入支持向量机进行分类，识别出每个区域的煤岩状况，并在此基础上，区分判断出待截割面上的煤壁与顶岩；

第三步、对待截割面建立坐标系，利用每个CCD摄像机拍摄的图像所判断出的顶板与煤层的分界点绘制平滑连线，并进行平移即可作为滚筒中心的移动路径。

B、PLC控制系统根据规划的移动路径调节滚筒的高度进行截割：

将上述规划的移动路径作为输入信号输入至滚筒高度控制模块的PLC控制系统，在采煤机主体沿待截割面行进过程中PLC控制系统即可通过电液比例控制阀控制滚筒调高液压部件运转，对滚筒的高度进行调节，使滚筒根据规划的轨迹移动、对待截割面进行截割。

优选的，所述第一步中对煤岩图像分别进行雾尘图像复原处理并去噪的具体步骤如下：

a)求取暗原色图像，进行大气光值估计

根据暗原色先验知识，对清晰无雾图像J求取其相应的暗原色图像

式中,J_dark为J的暗原色且其值很低接近于0；Ω(x,y)为以(x,y)为中心的一块方形区域；J^C为某个颜色通道；