基于直接测距的采煤机端面距控制方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及煤矿开采，尤其涉及一种基于直接测距的采煤机端面距控制方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、在综采工作面开采过程中，端面距的大小直接影响工作面作业空间内顶煤及煤壁的稳定性，是保障安全高效开采的关键参数。

2、现有技术中，已有多种采煤机截割模板调控方法。一类是基于写实数据生成截割模板曲线，并在采煤过程中利用工作面视频数据对截割模板进行实时修正；另一类采用记忆截割技术，使采煤机记忆已截割煤壁的截割参数并自主修正；此外，还有基于地质模型及设备感知的自适应截割方法，通过惯性导航、雷达定位等感知技术修正开采模型。然而，上述方法由于修正变量单一，缺乏直接约束目标，难以从根本上保障作业空间的稳定性。

3、因此，如何通过控制端面距，安全、准确地调控采煤机截割操作，以确保液压支架与煤壁之间保持合理的安全空间关系，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于直接测距的采煤机端面距控制方法、装置及电子设备，用以解决现有技术中的上述缺陷，通过控制端面距，安全、准确地调控采煤机截割操作，以确保液压支架与煤壁之间保持合理的安全空间关系。

2、本发明提供一种基于直接测距的采煤机端面距控制方法，包括如下步骤。

3、利用测距设备，获取在目标时间步采煤机对应的目标端面距；所述目标端面距是根据所述采煤机配套的液压支架顶梁前端到煤壁之间的水平距离确定的；确定所述目标端面距超出端面距安全范围；根据所述目标端面距超出端面距安全范围的偏移量，调整所述采煤机的控制参数；基于调整后的所述控制参数，执行下一时间步的针对煤壁的切割操作，以使根据切割后的煤壁得到的端面距回归至所述端面距安全范围内。

4、根据本发明提供的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，所述控制参数包括牵引速度和滚筒高度；所述根据所述目标端面距超出端面距安全范围的偏移量，调整所述采煤机的控制参数，包括：若所述偏移量大于第一偏移量阈值，将所述牵引速度降至第一牵引速度；若所述偏移量大于第二偏移量阈值，将所述牵引速度降至第二牵引速度，并根据所述偏移量，调整所述滚筒高度；其中，所述第一偏移量阈值小于所述第二偏移量阈值，所述第一牵引速度大于所述第二牵引速度。

5、根据本发明提供的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，所述根据所述偏移量，调整所述滚筒高度，包括：确定所述目标端面距小于所述端面距安全范围；若当前工作面是仰采或水平煤层开采，升高所述滚筒高度，以使当前工作面的底板高度上升；若当前工作面是俯采，降低所述滚筒高度，以使当前工作面的底板高度下降。

6、根据本发明提供的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，所述根据所述偏移量，调整所述滚筒高度，包括：确定所述目标端面距大于所述端面距安全范围；若当前工作面是仰采或水平煤层开采，降低所述滚筒高度，以使当前工作面的底板高度下降；若当前工作面是俯采，升高所述滚筒高度，以使当前工作面的底板高度升高。

7、根据本发明提供的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，所述方法还包括：

8、获取历史截割数据；其中，所述历史截割数据包括多刀的历史端面距；确定所述目标时间步之前多刀的历史端面距均偏离所述端面距安全范围，且所述多刀的数目达到目标刀数；根据所述多刀的历史端面距与所述端面距安全范围之间的偏差，调整所述采煤机所采用的截割模板；基于调整后的截割模板，执行下一刀的针对煤壁的切割操作。

9、根据本发明提供的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，所述历史截割数据还包括各刀的实际截割轨迹与目标截割轨迹之间的偏差；所述根据所述多刀的历史端面距与所述端面距安全范围之间的偏差，调整所述采煤机所采用的截割模板，包括：根据所述多刀的历史端面距与所述端面距安全范围之间的偏差，确定各刀的历史端面距与所述端面距安全范围之间偏差的变化趋势；根据所述变化趋势，以及各刀的实际截割轨迹与目标截割轨迹之间的偏差，生成截割高度的修正量，以基于所述修正量使后续刀的端面距回归至所述端面距安全范围；基于所述截割高度的修正量，调整所述截割模板。

10、根据本发明提供的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，所述基于所述截割高度的修正量，调整所述截割模板，包括：

11、基于截割偏移限制量，将所述修正量分解为至少一个阶梯步长；根据各阶梯步长，调整后续至少一个刀的截割模板中的截割曲线。

12、本发明还提供一种基于直接测距的采煤机端面距控制装置，包括：

13、获取模块，用于利用测距设备，获取在目标时间步采煤机对应的目标端面距；所述目标端面距是根据所述采煤机配套的液压支架顶梁前端到煤壁之间的水平距离确定的；确定模块，用于确定所述目标端面距超出端面距安全范围；调整模块，用于根据所述目标端面距超出端面距安全范围的偏移量，调整所述采煤机的控制参数；执行模块，用于基于调整后的所述控制参数，执行下一时间步的针对煤壁的切割操作，以使根据切割后的煤壁得到的端面距回归至所述端面距安全范围内。

14、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述基于直接测距的采煤机端面距控制方法。

15、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于直接测距的采煤机端面距控制方法。

16、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于直接测距的采煤机端面距控制方法。

17、本发明提供的基于直接测距的采煤机端面距控制方法、装置及电子设备，利用测距设备，获取在目标时间步采煤机对应的目标端面距后，当确定目标端面距超出端面距安全范围时，根据目标端面距超出端面距安全范围的偏移量，调整采煤机的控制参数；基于调整后的控制参数，执行下一时间步的针对煤壁的切割操作，使切割后得到的端面距回归至安全范围内。通过直接测量得到的端面距，可以准确反映液压支架和煤壁之间的安全距离，从而可以基于该端面距，安全、准确地调控采煤机截割操作，以确保液压支架与煤壁之间保持合理的安全空间关系。

1.一种基于直接测距的采煤机端面距控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，其特征在于，所述控制参数包括牵引速度和滚筒高度；

3.根据权利要求2所述的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，其特征在于，所述根据所述偏移量，调整所述滚筒高度，包括：

4.根据权利要求2所述的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，其特征在于，所述根据所述偏移量，调整所述滚筒高度，包括：

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，其特征在于，所述历史截割数据还包括各刀的实际截割轨迹与目标截割轨迹之间的偏差；

7.根据权利要求6所述的基于直接测距的采煤机端面距控制方法，其特征在于，所述基于所述截割高度的修正量，调整所述截割模板，包括：

8.一种基于直接测距的采煤机端面距控制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于直接测距的采煤机端面距控制方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于直接测距的采煤机端面距控制方法。