[发明专利]综采工作面可视化控制系统和方法

说明书

本申请提供的综采工作面可视化控制系统和方法，该系统包括顺槽监控中心以及与所述顺槽监控中心连接的混合可视化展示单元、视频监控单元和传感器检测单元。混合可视化展示单元、视频监控单元和传感器检测单元将数据和影像统一传输至顺槽监控中心进行数据融合，加权计算，系统根据混合可视化展示单元进行截割指导基线的绘制和标记，通过视频监控单元和传感器传感器检测单元进行实际截割效果的测量和验证，混合可视化展示单元根据实际截割结果反馈，进行下一步截割基线的迭代绘制，并将最终指导基线绘制于视频模型上展示在顺槽监控中心内。本方法可以实现实现综采工作面顶底板在复杂起伏的复杂地质条件下综采工作面无需人工操控的目的。

技术领域

本申请涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种综采工作面可视化控制系统和方法。

背景技术

综采工作面即为综合机械化回采工作面，是指以拥有液压支架、大功率刮板输送机、双滚筒采煤机的回采工作面。其工序包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理、两端头的特殊支护等大部为机械化。其实质为一种长壁采煤法综采工艺，涉及井工采煤，适于煤层稳定、顶板坚硬、无断层缓倾中厚煤层及厚煤层分层长壁法开采。在长壁综采工作面布置液压支架、刮板输送机、滚筒采煤机，在运输巷布置顺槽转载机、可伸缩带式输送机等。综采工作面采用超长布置，即面长按两个综采面长度布置。采煤机用两台，骑在同一部刮板输送机上，分别截割上半个面和下半个面的煤壁。也可在超长综采面中部布置中间巷作运输巷；在综采面的上半和下半工作面各布置一部刮板输送机相向运输，形成对拉综采工作面。

现阶段绝大多数综采工作面实际开采中，仍依靠工作面常驻操作人员进行人为鉴别和近距离控制设备开采。煤矿开采工作面，环境存在，有害气体含量高、高噪音、高粉尘、空间狭小、煤岩碎块飞溅、人员所处大型设备频繁移动、不定期的冒顶、地鼓、片帮及周期来压等安全隐患。存在工作环境恶劣、安全隐患较多问题。

为解决上述问题，综采工作面的主流建设中大多使用记忆截割技术，该技术主要以学习人工操作的第一刀截割策略，按照人为设定反复截割煤壁。但是由于井下地质条件变化无法预测、设备检测传感器精度不足等条件限制，仍需各主要设备操作人员驻留开采工作面现场，控制开采。

发明内容

本申请提供的综采工作面可视化控制系统，以实现综采工作面顶底板在复杂起伏的复杂地质条件下综采工作面无需人工操控的目的。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

综采工作面可视化控制系统，包括顺槽监控中心以及与所述顺槽监控中心连接的混合可视化展示单元、视频监控单元和传感器检测单元；

所述混合可视化展示单元，用于提供工作面截割现场各类数据融合计算后，进行开采策略关键指导线标记，并将结果传输至所述顺槽监控中心；

所述视频监控单元，用于提供工作面截割现场实际视频影像，视频数据融合处理，设备追踪，视频模型转换建立，并将结果信息传输至所述顺槽监控中心；

所述传感器检测单元，用于对工作面截割现场进行实际截割效果的测量验证，并将验证结果以及相关过程传输至所述顺槽监控中心；

所述顺槽监控中心，用于根据混合可视化展示单元进行截割指导基线的绘制和标记，通过视频监控单元和传感器检测单元进行实际截割效果的测量和验证，接收混合可视化展示单元的实际截割结果，并根据所述结果进行下一步截割基线的迭代绘制，并将最终指导基线绘制于视频模型上展示在顺槽监控中心内。

可选的，所述顺槽监控中心包括与所述顺槽监控中心中主控计算机连接的电液控制设备、采煤机、刮板运输机、转载机、皮带机以及集成供液装置。

可选的，所述混合可视化展示单元包括地质数据、采煤工艺、设备姿态以及运行轨迹的分析展示。

可选的，所述传感器检测单元包括多线雷达或惯性导航仪器。