CN109630110B - 一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法及电子设备，其主要控制流程为建立基于统一坐标系的煤岩层分界面地质预测模型与综采装备群三维空间位姿模型，获取采煤机的截割轨迹线，在采煤机截割煤层后采用视频图像识别技术进行煤岩层分界面识别，基于煤岩识别结果修正煤岩层分界面地质预测模型，基于修正的煤岩层分界面超前规划采煤机下一刀煤的截割路径，实现基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制。该项发明解决了现有钻孔、物探等探测技术瓶颈对采煤机自适应控制的制约，实现了综采工作面煤层赋存条件变化的自适应截割，为实现综采工作面智能化、无人化开采提供了一种技术途径。

Description

一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法及电子设备

技术领域

本发明涉及一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，尤其涉及一种基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割方法及电子设备。

背景技术

综采工作面煤层厚度自适应截割是实现综采工作面智能化、无人化开采的基础，采煤机智能调高控制是进行煤层厚度自适应截割的核心关键技术。虽然我国已经在黄陵一号煤矿、锦界煤矿等矿区实现了基于采煤机记忆截割的自动化开采，但相关技术难以应用于煤层厚度变化较大的矿区，且受制于煤岩界面识别技术的发展瓶颈，难以实现根据煤层厚度变化进行采煤机截割高度的智能调整，严重制约了综采工作面智能化开采技术的发展进步。

针对综采工作面煤层厚度自适应截割控制难题，河南理工大学申请号为CN201510193033.7名称为基于机器视觉用于采煤机的煤岩界面识别装置，提出了一种在采煤机机身上安装摄像头，通过机器视觉进行煤岩界面识别，但该项技术受制于井下采煤机截割环境，由于井下采煤机截割过程中会产生大量的煤尘，且采用喷雾降尘技术形成的水雾与煤尘均会严重影响摄像头的成像质量，难以对煤岩界面进行高效识别。北京天地玛珂电液控制系统有限公司申请号为CN201810207531.6名称为一种采煤机调高控制方法和系统，利用物探技术进行煤岩顶底板岩层的数字化建模，并利用里程计和陀螺仪进行采煤机位姿检测，但受制于物探技术的发展瓶颈，现有探测技术很难对煤岩分界面进行高精度探测，所以相关技术难以应用于工程实践。山东科技大学申请号为CN201610265198.5名称为一种用于无人化采煤工作面的截割路径规划方法，基于煤层的精准三维地质模型对工作面前方煤体进行切片，将每片煤体划分为若干刀，然后对采煤机的截割轨迹进行模拟，得出采煤机的进刀方案，此方法仍然需要提前建立煤岩体的精准地质模型，并基于精准地质模型对采煤机的截割路径进行提前规划。

基于上述分析，发现现有采煤机截割高度自动控制技术与装备存在如下问题：

（1）现有技术依赖于煤岩地质体的一次精准建模，如采用地质勘探、三维地震波检测、井下钻探、图像摄影地质测绘、激光扫描、电磁波探测等技术进行煤岩体的地质建模，但现有地质勘探技术均难以实现煤岩地质体的一次精准建模，且工作面前方煤岩分界面超前精准探测技术与装备尚存在技术瓶颈，短期内难以有效突破。

（2）现有技术需要在采煤机机身上布置煤岩识别装置，如基于视频图像的煤岩识别传感器、太赫兹煤岩识别装置、基于红热成像的煤岩识别装置等。首先，现有煤岩识别技术尚难以在高粉尘、低照度环境下对煤岩界面进行有效识别；其次，即使相关技术实现了对煤岩的实时精准识别，也难以实现对采煤机截割高度的即时调整，且受制于液压支架对顶板支护平整度的要求，采煤机截割高度调整还需要考虑截割后顶板的平整度和曲率；再者，采煤机对煤体进行截割过程中会产生大量的振动，从而导致机载式煤岩识别装置的识别精度下降、采煤机位姿监测精度下降等，影响采煤机截割高度的自动控制精度。

（3）现有技术并未对煤岩体地质建模的三维坐标与综采系统的三维定位坐标进行有效关联，导致采煤机的截割位姿信息与煤岩体地质模型的坐标信息脱节，从而难以实现对采煤机的精准控制。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，有效提高了采煤机截割高度控制对煤层厚度变化的适应性，为实现综采工作面智能化无人开采奠定了基础。

本发明提供一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，包括：建立基于统一坐标系的煤岩层分界面地质预测模型与综采装备群三维空间位姿模型，获取采煤机的截割轨迹线，在采煤机截割煤层后采用视频图像识别技术进行煤岩层分界面识别，基于煤岩识别结果修正煤岩层分界面地质预测模型，基于修正的煤岩层分界面超前规划采煤机下一刀煤的截割路径，实现基于多次实时地质建模修正、煤岩层界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制。

进一步的，所述基于统一坐标系的煤岩层分界面地质预测模型与综采装备群三维空间位姿模型，具体包括：

在巷道与工作面交叉位置向煤层底板岩层打基准点作为统一坐标系的坐标原点，基于巷道与切眼揭露煤层的实际情况，采用差值算法建立煤岩层分界面地质预测模型；

通过在刮板槽上布置高程传感器、三向倾角传感器，并基于刮板输送机的槽宽、槽长、高程监测结果、三向倾角监测结果计算获取刮板输送机的三维空间曲面，并基于采煤机与刮板输送机的相对位置监测结果，建立综采装备群三维空间位姿模型。

更进一步的，所述获取采煤机的截割轨迹线，具体包括：

通过采煤机相对于刮板输送机的精准位置、刮板输送机相对于煤层底板岩层的三维空间位置、采煤机的机身长度、采煤机的机身高度、采煤机左右两侧截割滚筒的安装位置、采煤机左右两侧摇臂的长度、采煤机左右两侧摇臂的旋转角度，便可以计算得出采煤机左右两侧滚筒的截割轨迹线。

再进一步的，所述煤岩层分界面识别，包括：

通过在刮板输送机的电缆槽上安装至少两个红外摄像头，待采煤机截割煤层后，且煤尘降低到一定程度时，对煤层与底板岩层、顶板岩层的分界面进行识别，获取采煤机截割煤层后的煤岩分界面识别结果。

再进一步的，所述修正煤岩层分界面地质预测模型，包括：

基于煤岩层分界面识别结果，对煤层与底板岩层分界面预测曲线、采煤机滚筒截割煤层底板的实际截割轨迹线、煤层与顶板岩层分界面预测曲线、采煤机滚筒截割煤层顶板的实际截割轨迹线进行对比分析，基于分析结果对煤岩层分界面地质预测模型进行修正，为采煤机下一刀煤的截割路径规划提供基础。

更进一步的，所述采煤机截割路径超前规划，包括：

基于修正后的煤岩层分界面地质预测模型，确定采煤机下一刀煤截割过程中不同坐标位置的截割滚筒摆动高度，提前规划出采煤机的截割轨迹线，实现采煤机对煤层的自适应截割控制。

本发明提供一种用于综采工作面煤层厚度自适应截割控制的电子设备，包括：

处理器、存储器、控制器、显示器、高程传感器、三向倾角传感器、无线定位接收器、无线定位发射器、红外摄像头，通过对工作面刮板输送机、采煤机、煤层与顶底板岩层分界面的空间位姿关系进行监测、分析与决策判断，对工作面煤层厚度自适应截割过程进行实时展示，实现工作面煤层厚度自适应截割自动控制。

进一步的，所述工作面煤层厚度自适应截割自动控制，具体包括以下步骤：

在工作面两侧巷道掘进与开切眼过程中对煤层实际揭露厚度进行统计分析，建立煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型；

在工作面建立坐标基准点，将地质预测模型的三维空间坐标与综采装备群的三维空间坐标进行统一；

获取刮板输送机铺设在底板岩层上形成的三维空间曲面，以及采煤机在三维空间曲面上截割煤层形成的截割轨迹线；

对采煤机截割后的煤层与顶板岩层、底板岩层分界面进行煤岩识别，基于识别结果对上述煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型进行修正；

基于地质预测模型修正结果，对采煤机下一刀煤的截割路径进行提前规划，实现基于煤层厚度自适应的采煤机自动截割控制；

重复上述步骤，实现基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制。

附图说明

图1为综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法的工作流程图；

图2为煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型图；

图3为刮板槽位姿监测传感器布置示意图；

图4为采煤机相对位置监测传感器布置示意图；

图5为煤岩识别传感器安装位置示意图；

图6为采煤机截割底板轨迹线与底板岩层地质预测曲线；

图7为采煤机截割顶板轨迹线与顶板岩层地质预测曲线；

图8为工作面煤层厚度自适应截割控制电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示为本发明一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法的工作流程图，包括：

步骤S101，在工作面两侧巷道掘进与开切眼过程中对煤层实际揭露厚度进行统计分析，建立煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型；

步骤S102，在工作面建立坐标基准点，将地质预测模型的三维空间坐标与综采装备群的三维空间坐标进行统一；

步骤S103，获取刮板输送机铺设在底板岩层上形成的三维空间曲面，以及采煤机在三维空间曲面上行走截割煤层形成的截割轨迹线；

步骤S104，对采煤机截割后的煤层与顶板岩层、底板岩层分界面进行煤岩识别，基于识别结果对上述煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型进行修正；

步骤S105，基于地质预测模型修正结果，对采煤机下一刀煤的截割路径进行提前规划，实现基于煤层厚度自适应的采煤机自动截割控制；

步骤S106，重复上述步骤S101～S105，实现基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制。

具体来说，通过工作面两侧巷道与切眼掘进过程中对煤层厚度的实际揭露情况进行分析，在巷道与工作面交叉点位置，向煤层底板岩层内打2m深的基准点，并将该基准点作为坐标原点，采用差值算法获得煤层与顶板岩层的分界面1、煤层与底板岩层的分界面2，建立煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型，如图2所示。由于切眼揭露的煤层厚度为真实的煤层厚度，且实现了对整个工作面（非局部点）煤层厚度的真实揭露，所以采用差值算法获取的工作面前方1m范围内的煤层与顶板岩层分界面、煤层与底板岩层分界面的精度能够满足采煤机自适应截割控制的要求，但工作面前方1m以外范围的煤层与顶板岩层分界面、煤层与底板岩层分界面则为插值计算预测结果，该结果难以满足采煤机对煤层进行自适应截割控制的精度要求，需要根据采煤机截割过程中对煤层与顶板岩层、底板岩层的实际揭露情况对分界面进行实时修正。

基于坐标基准点，建立综采工作面刮板输送机、采煤机、液压支架的三维空间位姿模型，将地质预测模型与刮板输送机、采煤机、液压支架的三维空间位姿模型进行坐标变换与坐标统一，实现综采装备群与煤层、顶板岩层、底板岩层相对空间位姿的统一数学表达。

如图3所示，在工作面刮板输送机的刮板槽两端安装高程传感器3，在刮板输送机的中间位置安装三向倾角传感器4，基于刮板输送机的槽宽、槽长、高程监测结果、三向倾角监测结果可以计算得出刮板输送机单个刮板槽铺设在煤层底板岩层上的三维空间坐标，通过对刮板输送机所有刮板槽连接后形成的三维空间坐标进行差值计算，便可以得到整个刮板输送机铺设在底板岩层上形成的三维空间曲面，由于采煤机是在刮板输送机上行走，所以该三维空间曲面同时也是采煤机行走的轨迹面。

如图4所示，在采煤机上安装无线定位发射器5，在刮板输送机的电缆槽内侧安装无线定位接收器6；其中，通过采煤机上安装的无线定位发射器5与刮板输送机电缆槽内侧安装的无线定位接收器6可以确定采煤机与刮板输送机的相对位置；由于采煤机是通过滑靴与行走齿轮在刮板输送机的销排上行走，通过对采煤机行走齿轮的转动圈数，也可以对采煤机的行走位置进行定位；将通过采煤机上无线定位发射器5与行走齿轮转动圈数确定的采煤机相对位置进行相互验证，从而确定采煤机相对于刮板输送机的精准位置。由于采煤机是在刮板输送机的销排轨道上行走，二者的连接方式为硬连接，因此，通过采煤机相对于刮板输送机的精准位置、刮板输送机相对于煤层底板岩层的三维空间位置、采煤机的机身长度、采煤机的机身高度、采煤机左右两侧截割滚筒的安装位置、采煤机左右两侧摇臂的长度、采煤机左右两侧摇臂的摆动角度，便可以计算得出采煤机左右两侧滚筒的截割轨迹线。

如图5所示，每间隔三节刮板输送槽，在刮板输送机的电缆槽上安装至少两个红外摄像头7，红外摄像头分别照向煤层底板与煤壁交界处、煤层顶板与煤壁交界处，当采煤机对煤层截割完成后，且煤尘降低到一定程度时，通过基于视频图像识别的煤岩识别技术对煤层与底板岩层、顶板岩层的分界面进行识别，获取采煤机截割煤层后的煤岩分界面识别结果。

如图6所示，基于采煤机每刀煤的截割深度，将煤层与底板岩层分界面地质预测模型进行切片，获取采煤机截割本刀煤后煤层与底板岩层分界面预测曲线；基于上述采煤机截割滚筒的截割轨迹线计算方法，通过对采煤机截割过程中截割滚筒的截割过程进行监测与计算，可以获取采煤机滚筒截割煤层底板的实际截割轨迹线；基于上述获取的采煤机截割煤层后的煤岩分界面识别结果，对上述煤层与底板岩层分界面地质预测模型进行修正，并基于地质预测模型修正结果对采煤机截割下一刀煤的底板侧煤层的截割路径进行超前规划，实现基于煤层厚度自适应的采煤机自动截割控制。

具体来说，基于红外摄像头对煤层与底板岩层截割分界面的识别结果，若截割后的煤炭中含有大量的底板岩层成分，则说明采煤机截割深度过大，需要适当减少采煤机截割滚筒的下摆量；若截割后的煤炭中不含有底板岩层成分，则说明采煤机的截割深度刚好合适或过小，需要适当增加采煤机截割滚筒的下摆量，从而来获取采煤机截割滚筒真实需要的截割量。其实际控制逻辑为，首先确定工作面采煤机截割深度过大的位置，并对比该截割曲线与地质预测模型切片曲线在该位置的空间关系，若截割曲线的高程坐标值大于地质预测模型切片曲线在该位置的高程坐标值，则需要适当减少采煤机截割滚筒的下摆量，为保证采煤机截割后底板的平整度，设定每次采煤机截割滚筒下摆量的减少幅度为50mm，并以采煤机截割滚筒下摆量减少后的值为地质预测模型的修正值；若截割曲线的高程坐标值小于地质预测模型切片曲线在该位置的高程坐标值，则有可能是由于采煤机截割滚筒的实际截割量过大导致，则以地质预测模型切片曲线的高程值为准，对后续采煤机截割滚筒的下摆量进行修正。对于煤岩识别结果未发生异常点，则需要增加采煤机截割滚筒的下摆量，验证煤层与底板岩层的分界面是否有向下走的趋势，每次截割滚筒下摆量增加的幅度为50mm，并以采煤机截割滚筒下摆量增加后的高程值对地质预测模型进行修正，并基于地质预测模型修正结果对采煤机截割下一刀煤的底板侧煤层的截割路径进行超前规划，即可以防止采煤机截割后底板平面不平整，也可以最大程度降低对底板岩层的截割，保证采煤机割煤后的煤质。

如图7所示，基于采煤机每刀煤的截割深度，将煤层与顶板岩层分界面地质预测模型进行切片，获取采煤机截割本刀煤后煤层与顶板岩层分界面预测曲线；基于上述采煤机截割滚筒的截割轨迹线计算方法，通过对采煤机截割过程中截割滚筒的截割过程进行监测与计算，可以获取采煤机滚筒截割煤层顶板的实际截割轨迹线；基于上述获取的采煤机截割煤层后的煤岩分界面识别结果，对上述煤层与顶板岩层分界面地质预测模型进行修正，并基于地质预测模型修正结果对采煤机截割下一刀煤的顶板侧煤层的截割路径进行超前规划，实现基于煤层厚度自适应的采煤机自动截割控制。

具体来说，基于红外摄像头对煤层与顶板岩层截割分界面的识别结果，首先确定工作面采煤机截割深度过大的位置（煤岩识别结果为顶板岩层的位置），并对比该截割曲线与地质预测模型切片曲线在该位置的空间关系，若截割曲线的高程坐标值小于等于地质预测模型切片曲线在该位置的高程坐标值，则需要适当减少采煤机截割滚筒的上摆量，为保证采煤机截割后顶板的平整度，设定每次采煤机截割滚筒上摆量的减少幅度为50mm，并以采煤机截割滚筒上摆量减少后的值为地质预测模型的修正值；若截割曲线的高程坐标值大于地质预测模型切片曲线在该位置的高程坐标值，则有可能是由于采煤机截割滚筒的实际截割量过大导致，则以地质预测模型切片曲线的高程值为准，对后续采煤机截割滚筒的上摆量进行修正。对于煤岩识别结果未发生异常点（煤岩识别结果为煤层的位置），则需要增加采煤机截割滚筒的上摆量，验证煤层与顶板岩层的分界面是否有向上走的趋势，每次截割滚筒上摆量增加的幅度为50mm，并以采煤机截割滚筒上摆量增加后的高程值对地质预测模型进行修正，并以修正的结果对采煤机下一刀煤的截割路径进行超前规划，即可以防止采煤机截割后顶板平面不平整，也可以最大程度降低对顶板岩层的截割，保证采煤机割煤后的煤质。

基于修正的煤岩分界面曲线，对采煤机截割下一刀煤过程中不同坐标位置的截割滚筒摆动高度进行设定，超前规划出下一刀煤的截割路径，实现采煤机对煤层的自适应智能截割。

如图8所示为本发明综采工作面煤层厚度自适应截割控制的电子设备的结构示意图，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可能被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行；

至少需要在每节刮板槽上布置两个高程传感器、一个三向倾角传感器、一个采煤机无线定位接收器，高程传感器与三向倾角传感器用于对刮板输送机的三维空间位姿进行监测，采煤机无线定位接收器用于确定采煤机与刮板输送机的相对位置；

至少需要在采煤机上布置一个无线定位发射器，与上述刮板槽上布置的无线定位接收器配对，实现对采煤机与刮板输送机的相对位置进行定位；

至少需要每间隔三节刮板输送槽布置两个红外摄像头，实现对截割后的煤岩界面进行动态识别；

图8中以一个处理器为例，电子设备还可以包括控制器和显示器。

处理器、存储器、控制器、显示器、高程传感器、三向倾角传感器、无线定位接收器、无线定位发射器、红外摄像头可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法的使用所创建的数据。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

显示装置可包括显示屏等显示设备，可以对采煤机截割过程、相关数据进行实时动态显示；控制器可以基于采煤机截割高度分析处理结果，实现对采煤机截割高度的自动调控。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器运行时，执行上述任意方法实施例中的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法。

在其中一个实施例中，所述综采工作面煤层厚度自适应截割控制步骤，具体包括：

在工作面两侧巷道掘进与开切眼过程中对煤层实际揭露厚度进行统计分析，建立煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型；

在工作面建立坐标基准点，将地质预测模型的三维空间坐标与综采装备群的三维空间坐标进行统一；

获取刮板输送机铺设在底板岩层上形成的三维空间曲面，以及采煤机在三维空间曲面上行走截割煤层形成的截割轨迹线；

对采煤机截割后的煤层与顶板岩层、底板岩层分界面进行煤岩识别，基于识别结果对上述煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型进行修正；

基于地质预测模型修正结果，对采煤机下一刀煤的截割路径进行提前规划，实现基于煤层厚度自适应的采煤机自动截割控制；

重复上述步骤，实现基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制。

本发明所提出的一种基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，利用采煤机每一刀煤截割后对煤层的揭露信息，对地质模型进行多次动态修正，解决了现有钻探、物探等探测精度限制导致无法实现采煤机自适应截割的难题；采用煤岩界面滞后识别技术，解决了现有机载式煤岩识别技术受制于煤尘、喷雾、振动等对煤岩识别效果差等问题，且滞后识别并不影响采煤机下一刀煤截割路径规划的时效性；采用基于多种监测曲线与煤岩识别综合判断结果的采煤机截割路径超前规划技术，实现了综采工作面煤层赋存条件变化的自适应截割，为实现综采工作面智能化、无人化开采提供了一种技术途径。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，其特征在于，包括：建立基于统一坐标系的煤岩层分界面地质预测模型与综采装备群三维空间位姿模型，获取采煤机的截割轨迹线，在采煤机截割煤层后采用视频图像识别技术进行煤岩层分界面识别，基于煤岩识别结果修正煤岩层分界面地质预测模型，基于修正的煤岩层分界面超前规划采煤机下一刀煤的截割路径，实现基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制；

通过在刮板输送机的电缆槽上安装至少两个红外摄像头，待采煤机截割煤层后，且煤尘降低到一定程度时，对煤层与底板岩层、顶板岩层的分界面进行识别，获取采煤机截割煤层后的煤岩分界面识别结果；

基于煤岩层分界面识别结果，对煤层与底板岩层分界面预测曲线、采煤机滚筒截割煤层底板的实际截割轨迹线、煤层与顶板岩层分界面预测曲线、采煤机滚筒截割煤层顶板的实际截割轨迹线进行对比分析，基于分析结果对煤岩层分界面地质预测模型进行修正，为规划采煤机下一刀煤的截割路径提供基础。

2.根据权利要求1所述的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，其特征在于，所述基于统一坐标系的煤岩层分界面地质预测模型与综采装备群三维空间位姿模型，具体包括：

在巷道与工作面交叉位置向煤层底板岩层打基准点作为统一坐标系的坐标原点，基于巷道与切眼揭露煤层的实际情况，采用差值算法建立煤岩层分界面地质预测模型；

通过在刮板槽上布置高程传感器、三向倾角传感器，并基于刮板输送机的槽宽、槽长、高程监测结果、三向倾角监测结果计算获取刮板输送机的三维空间曲面，并基于采煤机与刮板输送机的相对位置监测结果，建立综采装备群三维空间位姿模型。

3.根据权利要求1所述的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，其特征在于，所述获取采煤机的截割轨迹线，具体包括：

通过采煤机相对于刮板输送机的精准位置、刮板输送机相对于煤层底板岩层的三维空间位置、采煤机的机身长度、采煤机的机身高度、采煤机左右两侧截割滚筒的安装位置、采煤机左右两侧摇臂的长度、采煤机左右两侧摇臂的摆动角度，便可以计算得出采煤机左右两侧滚筒的截割轨迹线。

4.根据权利要求1所述的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法，其特征在于，所述采煤机截割路径超前规划，包括：

基于修正后的煤岩层分界面地质预测模型，确定采煤机下一刀煤截割过程中不同坐标位置的截割滚筒摆动高度，提前规划出采煤机的截割轨迹线，实现采煤机对煤层的自适应截割控制。

5.一种用于权利要求1-4任意一项所述的综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法的电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、控制器、显示器、高程传感器、三向倾角传感器、无线定位接收器、无线定位发射器、红外摄像头，通过对工作面刮板输送机、采煤机、煤层与顶底板岩层分界面之间的空间位姿关系进行监测、分析与决策判断，对工作面煤层厚度自适应截割过程进行智能控制与实时展示。

6.根据权利要求5所述的一种电子设备，其特征在于，所述工作面煤层厚度自适应截割自动控制，具体包括以下步骤：

在工作面两侧巷道掘进与开切眼过程中对煤层实际揭露厚度进行统计分析，建立煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型；

在工作面建立坐标基准点，将地质预测模型的三维空间坐标与综采装备群的三维空间坐标进行统一；

获取刮板输送机铺设在底板岩层上形成的三维空间曲面，以及采煤机在三维空间曲面上截割煤层形成的截割轨迹线；

对采煤机截割后的煤层与顶板岩层、底板岩层分界面进行煤岩识别，基于识别结果对上述煤层与顶板岩层、底板岩层分界面地质预测模型进行修正；

基于地质预测模型修正结果，对采煤机下一刀煤的截割路径进行提前规划，实现基于煤层厚度自适应的采煤机自动截割控制；

重复上述步骤，实现基于多次实时地质建模修正、煤岩界面滞后识别与采煤机截割路径超前规划的综采工作面煤层厚度自适应截割控制。

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