CN111749723A - 放顶煤控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种放顶煤控制方法及系统，其包括：实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征，所述三维空间几何特征包括：空间高度；根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度；获取放顶煤的工艺参数；根据未放落顶煤的高度和工艺参数控制放顶煤口的开闭，以实现放顶煤。利用本申请直接测量放顶煤厚度的实时动态变化，根据顶煤厚度变化量自动调整放顶煤口开闭时间，可以准确地控制放顶煤过程，提高煤质和回收率。
Description
技术领域
本申请涉及煤矿技术领域，具体涉及一种放顶煤控制方法及系统。
背景技术
目前，智能化放顶煤应用的越来越广泛。智能化放顶煤具体为：将激光三维扫描装置安装在液压支架尾梁下方并对准放顶煤口，激光三维装置扫描放顶煤口的煤流表面三维几何信息，来测算放顶煤量和煤流速度，根据已放顶煤量控制放顶煤口的开闭，从而实现放顶煤。发明人在实现本申请的过程中发现，现有的智能化放顶煤方法只能对已经放落的顶煤进行实时计量，很难准确地反映出顶煤的剩余量，导致很难准确地控制放顶煤过程，煤质和资源回收率低。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种放顶煤控制方法及系统，以解决上述技术问题。
本申请提供一种放顶煤控制方法，其包括：实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征，所述三维空间几何特征包括：空间高度；
根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度；
获取放顶煤的工艺参数；
根据未放落顶煤的高度和工艺参数控制放顶煤口的开闭，以实现放顶煤。
可选地，根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度包括：
实时向放顶煤煤层发射第一扫描信号，并接收第一扫描信号被所述放顶煤煤层反射后的反射信号，根据所述反射信号得到煤岩信号；
根据所述煤岩信号得到煤层与岩石的分界数据；
根据分界数据计算放顶煤的顶板高度；
将顶板高度与空间高度作差得到未放落顶煤的高度。
可选地，实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征包括：
实时向三维空间发射第二扫描信号；
接收第二扫描信号被三维空间周围的煤岩反射的反馈信号；
根据所述反馈信号获取所述三维空间的三维空间几何特征。
可选地，所述第一扫描信号和第二扫描信号的频率均为1-50GHz。
本申请还提供一种基于如上所述的放顶煤控制方法的放顶煤控制系统，其包括：
三维扫描装置，置于未放顶煤煤层下方，用于实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征，所述三维空间几何特征包括：空间高度；
计算机处理模块，用于根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度；
放顶煤工艺获取模块，用于获取放顶煤的工艺参数；
电液控制器，用于根据未放落顶煤的高度和工艺参数控制放顶煤口的开闭，以实现放顶煤。
可选地，还包括煤岩雷达监测装置，用于实时向放顶煤煤层发射第一扫描信号，并接收第一扫描信号被所述放顶煤煤层反射后的反射信号，根据所述反射信号得到煤岩信号，并将煤岩信号发送至计算机处理模块；
计算机处理模块根据所述煤岩信号得到煤层与岩石的分界数据；根据分界数据计算放顶煤的顶板高度；将顶板高度与空间高度作差得到未放落顶煤的高度。
可选地，煤岩雷达监测装置安装在液压支架顶梁上。
可选地，所述三维扫描装置安设在液压支架顶梁和掩护梁结合处。
可选地，所述三维扫描装置包括发射装置、接收装置和控制机；
发射装置用于向放顶煤煤层发射第一扫描信号；
接收装置用于接收反馈信号；
控制机根据反馈信号实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征。
可选地，所述三维扫描装置为三维雷达扫描探头。
本申请与现有技术相比具有如下优点：
(1)本申请通过直接测量放顶煤厚度的实时动态变化，根据顶煤厚度变化量自动调整放顶煤口开闭时间，可以准确地控制放顶煤过程，提高了煤质和回收率。
(2)本申请提供的基于顶煤厚度变化量实时监测的放顶煤控制方法，在获得放顶煤口在各个放顶煤阶段中最佳开闭时间后，经由电液控制器向液压支架电液控制系统发出指令，关闭和开启放顶煤口，可实现在整个放顶煤开闭过程无需人工干预，实现自动化放顶煤。
附图说明
图1是本申请的放顶煤控制方法的流程图。
图2是本申请的放顶煤控制系统的结构示意图。
图3是本申请的放顶煤控制系统的安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1示出了本申请的放顶煤控制方法的流程图，如图1所示，本申请提供的放顶煤控制方法，其包括：
S100，实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征；
其中，三维空间几何特征包括：空间高度。其中，高度以巷道地板进行测定的。
S200，根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度；
S300，获取放顶煤的工艺参数；
放顶煤的工艺参数可由工作人员根据放顶煤的实际情况进行制定。
S400，根据未放落顶煤的高度和工艺参数控制放顶煤口的开闭，以实现放顶煤。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明通过直接测量放顶煤厚度的实时动态变化，根据顶煤厚度变化量自动调整放顶煤口开闭时间，可以准确地控制放顶煤过程，提高煤质和回收率。
(2)本发明提供的基于顶煤厚度变化量实时监测的放顶煤控制方法，本申请提供的基于顶煤厚度变化量实时监测的放顶煤控制方法，在获得放顶煤口在各个放顶煤阶段中最佳开闭时间后，经由电液控制器向液压支架电液控制系统发出指令，关闭和开启放顶煤口，可实现在整个放顶煤开闭过程无需人工干预，实现自动化放顶煤。
优选地，S200，根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度包括：
S201，实时向放顶煤煤层发射第一扫描信号，并接收第一扫描信号被所述放顶煤煤层反射后的反射信号，根据所述反射信号得到煤岩信号；
在本实施例中，所述第一扫描信号的频率为1-50GHz。
S202，根据所述煤岩信号得到煤层与岩石的分界数据；
S203，根据分界数据计算放顶煤的顶板高度；
S204，将顶板高度与空间高度作差得到未放落顶煤的高度。
通过发射第一扫描信号识别煤岩界限，能够精确计算放顶煤的顶板高度，从而精确计算未放落顶煤的高度，更好地控制放顶煤口的开闭。
优选地，S100，实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征包括：
S101，实时向三维空间发射第二扫描信号；
在本实施例中，第二扫描信号的频率为1-50GHz。
S102，接收第二扫描信号被三维空间周围的煤岩反射的反馈信号；
S103，根据所述反馈信号获取所述三维空间的三维空间几何特征。
根据反馈信号能够识别三维空间的边界，从而围成三维空间。
通过发射扫描信号圈定三维空间7后，再获取三维空间几何特征，可提高三维空间几何特征的获取精度，更好地计算未放顶煤高度。
基于如上所述的放顶煤控制方法，本申请还提供一种放顶煤控制系统，如图2-3所示，其包括：
三维扫描装置1，置于未放顶煤煤层下方，用于实时获取放顶煤后形成的三维空间7，并获取所述三维空间7的三维空间几何特征，所述三维空间几何特征包括：空间高度。
在本实施例中，将三维扫描装置1安装在液压支架顶梁和掩护梁结合处。
计算机处理模块2，用于根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度；
放顶煤工艺获取模块3，用于获取放顶煤的工艺参数；
电液控制器4，用于根据未放落顶煤的高度和工艺参数控制放顶煤口的开闭，以实现放顶煤。
电液控制器4根据未放落顶煤的高度和工艺参数进行决策，发出控制指令，控制放顶煤液压支架设备放顶煤，实现自动化放顶煤。
进一步地，放顶煤控制系统还包括煤岩雷达监测装置5，用于实时向放顶煤煤层发射第一扫描信号，并接收第一扫描信号被所述放顶煤煤层反射后的反射信号，根据所述反射信号得到煤岩信号，并将煤岩信号发送至计算机处理模块2；
计算机处理模块2根据所述煤岩信号得到煤层与岩石的分界数据；根据分界数据计算放顶煤的顶板高度；将顶板高度与空间高度作差得到未放落顶煤的高度。
在本实施例中，煤岩雷达监测装置5安装在液压支架顶梁上。
在一个具体实施例中，所述三维扫描装置1包括发射装置、接收装置和控制机；发射装置用于向放顶煤煤层发射第一扫描信号；接收装置用于接收反馈信号；控制机根据反馈信号实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征。
通过将三维扫描装置1设置为发射装置、接收装置和控制机，能够使发射装置和接收装置区分，避免发射信号和接收信号产生干扰，提高信号接收能力。
优选地，所述三维扫描装置1可采用三维雷达扫描探头，以降低成本。
以上，结合具体实施例对本申请的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本申请的思想。本领域技术人员在本申请具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本申请保护范围之内。
Claims (10)
1.一种放顶煤控制方法，其特征在于，包括：
实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征，所述三维空间几何特征包括：空间高度；
根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度；
获取放顶煤的工艺参数；
根据未放落顶煤的高度和工艺参数控制放顶煤口的开闭，以实现放顶煤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度包括：
实时向放顶煤煤层发射第一扫描信号，并接收第一扫描信号被所述放顶煤煤层反射后的反射信号，根据所述反射信号得到煤岩信号；
根据所述煤岩信号得到煤层与岩石的分界数据；
根据分界数据计算放顶煤的顶板高度；
将顶板高度与空间高度作差得到未放落顶煤的高度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征包括：
实时向三维空间发射第二扫描信号；
接收第二扫描信号被三维空间周围的煤岩反射的反馈信号；
根据所述反馈信号获取所述三维空间的三维空间几何特征。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一扫描信号和第二扫描信号的频率均为1-50GHz。
5.一种基于权利要求1-4任一所述的放顶煤控制方法的放顶煤控制系统，其特征在于，包括：
三维扫描装置，置于未放顶煤煤层下方，用于实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征，所述三维空间几何特征包括：空间高度；
计算机处理模块，用于根据所述空间高度计算未放落顶煤的高度；
放顶煤工艺获取模块，用于获取放顶煤的工艺参数；
电液控制器，用于根据未放落顶煤的高度和工艺参数控制放顶煤口的开闭，以实现放顶煤。
6.如权利要求5所述的放顶煤控制系统，其特征在于，还包括煤岩雷达监测装置，用于实时向放顶煤煤层发射第一扫描信号，并接收第一扫描信号被所述放顶煤煤层反射后的反射信号，根据所述反射信号得到煤岩信号，并将煤岩信号发送至计算机处理模块；
计算机处理模块根据所述煤岩信号得到煤层与岩石的分界数据；根据分界数据计算放顶煤的顶板高度；将顶板高度与空间高度作差得到未放落顶煤的高度。
7.如权利要求6所述的放顶煤控制系统，其特征在于，煤岩雷达监测装置安装在液压支架顶梁上。
8.如权利要求6所述的放顶煤控制系统，其特征在于，所述三维扫描装置安设在液压支架顶梁和掩护梁结合处。
9.如权利要求8所述的放顶煤控制系统，其特征在于，所述三维扫描装置包括发射装置、接收装置和控制机；
发射装置用于向放顶煤煤层发射第一扫描信号；
接收装置用于接收反馈信号；
控制机根据反馈信号实时获取放顶煤后形成的三维空间，并获取所述三维空间的三维空间几何特征。
10.如权利要求9所述的放顶煤控制系统，其特征在于，所述三维扫描装置为三维雷达扫描探头。
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