CN113279758A - 用于长壁采煤机的冲击传感器和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了监测和控制长壁开采系统的方法和系统。一种系统包括采煤机，所述采煤机包括切割机滚筒和安装到所述采煤机的传感器。所述系统还包括电子控制器，所述电子控制器包括处理器和存储器，所述电子控制器以通信方式耦合到所述传感器。所述电子控制器被配置为从所述传感器接收振动数据并基于所述振动数据确定与所述采煤机相关联的当前振动水平。所述电子控制器还被配置为将所述当前振动水平与振动阈值进行比较。所述电子控制器还被配置为响应于所述当前振动水平超过所述振动阈值，调整所述采煤机的所述切割机滚筒的切割参数。所述电子控制器还被配置为用调整后的切割参数控制所述切割机滚筒。

Description

用于长壁采煤机的冲击传感器和控制系统

技术领域

本文所描述的实施例涉及长壁开采系统，并且更具体地，涉及基于振动数据控制和监测长壁开采系统。

背景技术

长壁开采开始于标识待开采的材料煤层，然后通过在每个矿层周围挖掘巷道将煤层“堵塞”成矿层。在挖掘煤层(例如，提取煤炭)期间，可在相邻矿层之间保留未挖掘的选定材料柱，以帮助支撑上覆地质层。材料矿层由长壁开采系统挖掘，所述系统包括如自动电动液压顶板支撑件、材料剪切机(即，长壁采煤机)和平行于材料面的装甲输送机(“AFC”)等部件。当采煤机在材料面的宽度上行进以去除材料层或材料网时，控制顶板支撑件前进，以支撑地质层的新暴露部分的顶板。然后，AFC由顶板支撑件朝向材料面前进一段距离，所述距离等于先前由采煤机去除的材料层的深度。以这类方式使AFC朝向材料面前进，允许采煤机与材料面接合并继续从材料面上剪除材料。

发明内容

长壁开采系统可用来开采或提取材料或矿物，如煤炭或矿石。然而，在一些应用中，长壁开采系统可能会遇到或被用来提取硬质材料或石头。举例来说，采煤机可切割煤层中、煤层附近或其组合中的硬质材料侵入体。切割硬质材料可导致对采煤机的切割机滚筒的损坏，如一个或多个切割镐、切割镐支架等。当切割机滚筒受到损坏时，切割机滚筒会向采煤机施加较大的振动，这可能会导致附加损坏。这些振动在更快的速度下往往会变得更糟。举例来说，支撑采煤机的切割机滚筒的大型轴承中的大振动(也称为冲击负载或事件)的实例可致使那些轴承(例如，轴承的硬化)、摇臂切割机齿轮箱、采煤机的另一部件或其组合的故障。

为了解决这些和其它问题，本文所描述的实施例提供了用于基于振动数据监测和控制长壁开采系统的方法和系统。本文所描述的实施例检测和监测振动数据和冲击事件，以改善长壁开采系统的可靠性、操作、报告、维护等。了解采煤机经历的冲击和振动(例如，发生冲击事件的时间、发生冲击事件的位置、冲击事件的大小等)可改善长壁开采系统的可靠性、操作和维护。另选地或附加地，当远程操作采煤机时，操作员会发现难以准确且有效地标识采煤机何时开始在煤层外切割。当采煤机在煤层外切割时，采煤机可能会开始切割不同的材料，从而经历振动的变化。因此，通过分析和监测采煤机经历的振动水平，操作员(或长壁控制系统)可能能够更准确且有效地标识采煤机何时在煤层外切割以及如何调整切割参数，使得采煤机返回到在煤层中切割。

因此，本文所描述的实施例尤其提供了通过控制采煤机的切割参数、检测冲击事件、提供采煤机的冲击事件记录、将切割滚筒维持在目标材料煤层内或其组合而基于振动数据监测和控制长壁开采系统。

举例来说，一个实施例提供了一种长壁开采系统。所述系统包括采煤机，所述采煤机包括切割机滚筒和安装到采煤机的传感器。所述系统还包括电子控制器，所述电子控制器包括处理器和存储器，所述电子控制器以通信方式耦合到传感器。电子控制器配置为从传感器接收振动数据并基于振动数据确定与采煤机相关联的当前振动水平。电子控制器还被配置为将当前振动水平与振动阈值进行比较。电子控制器还被配置为响应于当前振动水平超过振动阈值，调整采煤机的切割机滚筒的切割参数。电子控制器还被配置为用调整后的切割参数控制切割机滚筒。

另一个实施例提供了一种控制长壁开采系统的方法。所述方法包括用电子控制器从安装到采煤机的传感器接收振动数据。所述方法还包括用电子控制器基于振动数据确定与采煤机相关联的当前振动水平。所述方法还包括用电子控制器将当前振动水平与振动阈值进行比较。所述方法还包括响应于当前振动水平超过振动阈值，用电子控制器调整采煤机的切割机滚筒的切割参数。所述方法还包括用电子控制器而用调整后的切割参数控制切割机滚筒。

又一个实施例提供了一种长壁开采系统。所述系统包括采煤机，所述采煤机包括切割机滚筒和安装到采煤机的传感器。所述系统还包括电子控制器，所述电子控制器包括处理器和存储器，所述电子控制器以通信方式耦合到传感器。电子控制器被配置为从传感器接收振动数据并基于振动数据确定采煤机的切割机滚筒经历的当前振动水平。电子控制器还被配置为将当前振动水平与振动阈值进行比较。电子控制器还被配置为基于所述比较检测与采煤机的切割机滚筒相关联的冲击事件，并且生成与冲击事件相关联的冲击事件指示。

又一个实施例提供了一种监测长壁开采系统的方法。所述方法包括从电子控制器接收来自安装到采煤机的传感器的振动数据。所述方法还包括用电子控制器基于振动数据确定采煤机的切割机滚筒经历的当前振动水平。所述方法还包括用电子控制器将当前振动水平与振动阈值进行比较。所述方法还包括用电子控制器基于所述比较检测与采煤机的切割机滚筒相关联的冲击事件。所述方法还包括用电子控制器生成与冲击事件相关联的冲击事件指示。

又一个实施例提供了一种长壁开采系统。所述系统包括采煤机，所述采煤机包括切割机滚筒和安装到采煤机的传感器。所述系统还包括电子控制器，所述电子控制器包括处理器和存储器，所述电子控制器以通信方式耦合到传感器。电子控制器被配置为接收与切割机滚筒的冲击事件相关联的冲击事件指示，所述冲击事件指示基于传感器收集的振动数据。电子控制器还被配置为检索与冲击事件指示相关联的附加数据，并且将附加数据与冲击事件指示的振动数据链接。电子控制器还被配置为创建冲击事件记录，所述冲击事件记录包括振动数据和附加数据。电子控制器还被配置为存储冲击事件记录，并且响应于接收到维护请求，导出冲击事件记录以供显示。

又一个实施例提供了一种监测长壁开采系统的方法。所述方法包括用电子控制器接收与采煤机的切割机滚筒的冲击事件相关联的冲击事件指示，所述冲击事件指示基于由安装到采煤机的传感器收集的振动数据。所述方法还包括用电子控制器检索与冲击事件指示相关联的附加数据。所述方法还包括用电子控制器将附加数据与冲击事件指示的振动数据链接。所述方法还包括用电子控制器创建冲击事件记录，所述冲击事件记录包括振动数据和附加数据。所述方法还包括用电子控制器存储冲击事件记录。所述方法还包括响应于接收到维护请求，用电子控制器导出冲击事件记录以供显示。

又一个实施例提供了一种长壁开采系统。所述系统包括采煤机，所述采煤机包括切割机滚筒和安装到采煤机的传感器。所述系统还包括电子控制器，所述电子控制器包括处理器和存储器，所述电子控制器以通信方式耦合到传感器。电子控制器被配置为从传感器接收振动数据并基于振动数据确定切割机滚筒经历的当前振动水平。电子控制器还被配置为将当前振动水平与与目标材料煤层相关联的目标振动阈值进行比较。电子控制器还被配置为当当前振动水平超过目标振动阈值时，向长壁开采系统的操作员提供视觉输出，其中当采煤机的切割机滚筒在目标材料煤层之外切割时，当前振动水平超过目标振动阈值。

又一个实施例提供了一种监测长壁开采系统的方法。所述方法包括用电子控制器从安装到采煤机的传感器接收振动数据。所述方法还包括用电子控制器基于振动数据确定采煤机的切割机滚筒经历的当前振动水平。所述方法还包括用电子控制器将当前振动水平与与目标材料煤层相关联的目标振动阈值进行比较。所述方法还包括当当前振动水平超过目标振动阈值时，用电子控制器向长壁开采系统的操作员提供视觉输出，其中当采煤机的切割机滚筒在目标材料煤层之外切割时，当前振动水平超过目标振动阈值。

通过考虑详细描述和附图，实施例的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1图示了根据一些实施例的提取系统。

图2A-2B图示了根据一些实施例的图1的提取系统的长壁开采系统。

图3图示了根据一些实施例的当从材料煤层去除材料时地质层的塌陷。

图4图示了根据一些实施例的图2A-2B的长壁开采系统的顶板支撑件。

图5A-5B图示了根据一些实施例的图2A-2B的长壁开采系统的采煤机。

图6A-6B图示了根据一些实施例的穿过材料煤层的图5A-5B的采煤机。

图7图示了根据一些实施例的地下长壁控制系统。

图8图示了根据一些实施例的图5A-5B的采煤机的一个或多个传感器的大致位置。

图9为根据一些实施例的使用图7的地下长壁控制系统控制长壁开采系统的方法的流程图。

图10为根据一些实施例的使用图7的地下长壁控制系统监测长壁开采系统的方法的流程图。

图11为根据一些实施例的使用图7的地下长壁控制系统监测长壁开采系统的另一种方法的流程图。

图12为根据一些实施例的使用图7的地下长壁控制系统监测长壁开采系统的另一种方法的流程图。

图13图示了根据一些实施例的视觉输出。

具体实施方式

本申请包括对各种实施例的描述，这些实施例包括在以下描述和附图中阐述的部件的构造和布置的细节。然而，本文所描述和示出的实施例的特定构造和布置为示例构造和布置，并且本申请涵盖实施例的附加构造和布置以及实践和实行实施例的附加方式。

而且，应当理解，本文使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。术语“安装”、“连接”和“联接”被广泛地使用，并且包括直接和间接安装、连接和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，并且可包括直接或间接的电连接或联接。而且，电子通信和通知可使用任何已知的手段来执行，包括直接连接、无线连接等。

可利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件来实施本文所描述的实施例。另外，本文所描述的实施例可包括硬件、软件和电子部件或模块，出于论述的目的，它们可被图示和描述为如同大多数部件仅在硬件中实施。然而，本领域的普通技术人员并基于对此详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施例中，本文所描述的实施例的基于电子的方面可用软件实施(例如，存储在非暂时性计算机可读介质上)，所述软件可由一个或多个处理器执行。由此，应当注意，可利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件来实施本文所描述的实施例。举例来说，说明书中所描述的“移动设备”、“计算设备”和“服务器”可包括一个或多个电子处理器、一个或多个包括非暂时性计算机可读介质的存储模块、一个或多个输入/输出接口以及连接部件的各种连接(例如，系统总线)。

图1图示了提取系统100。提取系统100包括长壁开采系统105和矿井监测系统110。提取系统100被配置为以有效的方式从矿井中提取材料或产物(例如，煤炭、矿石或另一种矿物)。长壁开采系统105物理上从地下矿井中提取材料。矿井监测系统110监测长壁开采系统105的操作，以例如确保材料的提取保持有效，检测装备问题等。矿井监测系统110可包括一个或多个计算机系统(例如，个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等)，其可位于矿井本地(无论是地下还是地上)，一个或多个计算机系统可位于远离矿井的地方，或者两者的组合。矿井监测系统110可经由包括一个或多个有线和无线部分的通信网络与长壁开采系统105通信。通信网络可包括短程网络，例如，

网络、Wi-Fi网络等，以在本地网络上提供长壁开采系统105和矿井监测系统110之间的连接。在一些实施例中，长壁开采机经由短程网络与远程网络或广域网(例如，互联网、蜂窝网络(例如，3G、长期演进(LTE)、5G)等)的网络基础设施(例如，路由器、集线器等)通信，并且矿井监测系统110类似地具有到远程网络或广域网的网络连接。在一些实施例中，矿井监测系统110包括一个或多个基于云的服务器，其与位于矿井本地、远离矿井或两者兼有的矿井操作人员的客户端设备(例如，个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等)通信(例如，经由互联网或另一广域网)。如上所述，长壁开采开始于标识待提取的材料煤层，然后通过在每个矿层周围挖掘巷道将煤层“堵塞”成矿层。在挖掘煤层(即，提取煤炭)期间，可在相邻材料矿层之间保留未挖掘的选定材料柱，以帮助支撑上覆地质层。材料矿层由长壁开采系统105挖掘，并且将提取的材料运输到矿井的表面。

如图2A和图2B所示，长壁开采系统105包括顶板支撑件115、采煤机120和装甲工作面输送机(“AFC”)125。长壁开采系统105一般被定位成平行于材料面126(见图3)。顶板支撑件115通过电气和液压连接而平行于材料面126(见图3)互连。此外，顶板支撑件115将采煤机120与上覆地质层127屏蔽开(见图3)。长壁开采系统105中使用的顶板支撑件115的数量取决于正在开采的材料面126的宽度，因为顶板支撑件115旨在保护材料面126的整个宽度不受地质层127的影响。在一些实施例中，顶板支撑件可各自具有相关联的数量(例如，1至N个总顶板支撑件)，并且顶板支撑件可用来标识沿材料面126的特定横向位置(例如，顶板支撑件N/2可在沿材料面126的大致中点处)。

采煤机120通过AFC 125沿材料面126的线传播，AFC 125包括用于平行于材料面126运行的采煤机120的专用轨道。采煤机轨道位于材料面126本身和顶板支撑件115之间。随着采煤机120行进材料面126的宽度而去除了材料层，顶板支撑件115自动前进，以支撑地质层127的新暴露部分的顶板。

图3图示了当采煤机120从材料面126去除材料时，前进通过材料煤层128的长壁开采系统105。图3所示的材料面126从所述图的平面垂直延伸。随着长壁开采系统105前进通过材料煤层128(图3中向右)，地质层127被允许塌陷在长壁开采系统105的后面，从而形成了采空区129。长壁开采系统105继续向前前进并剪切更多的材料，直到到达材料煤层128的末端。

当采煤机120沿材料面126的侧面行进时，提取的材料落到包括在AFC 125中的平行于采煤机轨道的输送机上。材料被输送机从材料面126运走。然后，AFC 125由顶板支撑件115朝向材料面126前进一段距离，所述距离等于先前由采煤机120去除的材料层的深度。AFC 125的前进允许下一次采煤机经过时挖掘的材料落到输送机上，并且还允许采煤机120与材料面126接合并继续将材料剪除。AFC 125的输送机和轨道由位于AFC 125的远端处的主闸门135和下闸门140处的AFC驱动器130驱动，如图2A-2B所见。AFC驱动器130允许输送机朝向主闸门135(图2A的左侧)连续输送材料，并且允许采煤机120沿AFC 125的轨道被双向地拉过材料面126。

长壁开采系统105还包括垂直布置在AFC 125的主闸门末端处的梁式分级装载机(“BSL”)145。图2B图示了长壁开采系统105的透视图和BSL 145的放大图。当由AFC 125牵引的提取材料到达主闸门135时，材料通过90°转弯被传送到BSL 145上。在一些情况下，BSL145以非直角90°与AFC 125对接。然后，BSL 145准备并将材料装载到主闸门输送机(未示出)上，所述主闸门输送机将材料输送至地面。材料准备由破碎机150装载，所述破碎机将材料破碎以改善到主闸门输送机上的装载。类似于AFC 125的输送机，BSL 145的输送机由BSL驱动器155驱动。

图4图示了沿材料面126的线观察的长壁开采系统105。顶板支撑件115被示出为通过顶板支撑件115的悬垂顶篷400将采煤机120与上覆地质层127屏蔽开。顶篷400通过液压支腿405、410(图4中仅示出其中之一)竖直地移位(即，朝向和远离地质地层127移动)。顶篷400从而通过向液压支腿405、410施加不同的压力而在地质地层127上施加一定范围的向上的力。安装到顶篷400的面端的为偏转器或楔块415，其被示出为处于面部支撑位置。然而，楔块415也可通过楔块臂420完全延伸，如图4中的虚线所示。当材料层被剪切掉时，附接到基座430的前进夯锤425允许将顶板支撑件115拉向材料面126。

图5A-5B图示了采煤机120。采煤机120具有细长的中心控制壳体500，所述中心控制壳体存储采煤机120的操作控制。滑靴505和捕集靴510(见图5B)在控制壳体500下方延伸。滑靴505在AFC 125的面部侧(即，最靠近材料面126的一侧)上支撑采煤机120，而捕集靴510在AFC 125的采空侧上支撑采煤机120。具体而言，捕集靴510和运输链轮接合AFC 125的齿条，以允许采煤机120沿AFC 125和材料面126推进。右摇臂515和左摇臂520分别从控制壳体500横向延伸，使得中心控制壳体500位于右摇臂515和左摇臂520之间。右摇臂515和左摇臂520通过附接到摇臂515、520和控制壳体500的液压缸升高和降低。液压缸为被配置为使右摇臂515铰接的右臂液压系统和被配置为使左摇臂520铰接的左臂液压系统的一部分。

在右摇臂515的远端(相对于控制壳体500)为右切割机滚筒525，并且在左摇臂520的远端为左切割机滚筒530。切割机滚筒525、530中的每一个具有多个开采钻头545(例如，切割镐)，当切割机滚筒525、530旋转时，这些开采钻头研磨材料面126，从而切掉材料。开采钻头545还伴随有在开采过程期间喷射流体的喷嘴，以分散在挖掘现场产生的有害气体和/或可燃气体，抑制粉尘并增强冷却。每个切割机滚筒525、530由电动马达535、540(例如，右切割机马达535和左切割机马达540)经由摇臂515、520内的齿轮系驱动。右臂和左臂液压系统被配置为分别竖直地移动右摇臂515和左摇臂520，这分别改变了右切割机滚筒525和左切割机滚筒530的竖直位置。

切割机滚筒525、530的竖直位置为摇臂515、520相对于控制壳体500的角度的函数。改变摇臂515、520相对于控制壳体500的角度相应地增加或减少了切割机滚筒525、530的竖直位置。举例来说，当左摇臂520从水平位置升高到20°(即，从采煤机120的纵向轴线532升高到20°)时，左切割机滚筒530可经历例如0.5m的竖直位置的正变化，而当左摇臂520从水平位置降低到-20°时，左切割机滚筒530可经历例如-0.5m的竖直位置的负变化。因此，切割机滚筒525、530的竖直位置可基于摇臂515、520相对于水平位置的角度来测量和控制。

采煤机120以双向方式沿材料面126横向地移位，尽管采煤机120不必双向地切割材料。举例来说，在一些开采操作中，采煤机120能够沿材料面126双向拉动，但是仅当在一个方向上行进时才剪切材料。举例来说，可操作采煤机120以在材料面126的宽度上的第一向前经过的过程中切割材料，但是在其返回经过时不切割材料。另选地，采煤机120可被配置为在前进和返回经过期间均切割材料，从而执行双向切割操作。图6A-6B图示了当采煤机120从面端视图经过材料面126时的情况。如图6A-6B所示，左切割机滚筒530和右切割机滚筒525交错排列，以增加在采煤机120的每次经过中被切割的材料面126的面积。特别地，当采煤机120沿AFC 125水平移位时，左切割机滚筒530被示出为从材料面126的下半部(例如，下部)剪除材料，并且在本文可被称为底板切割机，右切割机滚筒525被示出为从材料面126的上半部(例如，上部)剪除材料。右切割机滚筒525在本文中可被称为顶板切割机。应当理解，在一些实施例中，左切割机滚筒530切割材料面126的上部，而右切割机滚筒525切割材料面126的下部。

图7图示了根据一些实施例的用于控制和监测长壁开采系统105的地下长壁控制系统800。如图7所示，系统800包括电子控制器805、右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815、多个振动传感器817(在本文中统称为“振动传感器817”，并且单独称为“振动传感器817”)、右切割机马达535、左切割机马达540以及与采煤机120相关联的其它传感器819。在一些实施例中，系统800在各种配置中包括比图7中图示的部件更少、更多或不同的部件，并且可执行比本文所描述的功能性更多的功能性。举例来说，在一些实施例中，系统800包括与采煤机120相关联的其它部件，如一个或多个致动器、马达、泵等。在一些实施例中，系统800位于采煤机120上。在一些实施例中，系统800包括不位于采煤机120上的部件。举例来说，在一些实施例中，控制器805或其一部分位于与采煤机120通信的另一计算机系统上。举例来说，电子处理器820和存储器825的至少一些处理步骤和存储器存储功能可由采煤机120上的电子处理器和存储器执行，并且电子处理器820和存储器825的至少一些处理步骤和存储器存储功能可由与采煤机120通信的电子处理器和存储器执行。

在图7所示的示例中，控制器805包括电子处理器820(例如，微处理器、专用集成电路或另一合适的电子设备)、存储器825(例如，一个或多个非暂时性计算机可读存储介质)和通信接口830。电子处理器820、存储器825和通信接口830通过一个或多个数据连接或总线或其组合进行通信。图7中图示的控制器805表示一个示例，并且在一些实施例中，控制器805包括比图7中示出的不同配置中更少、更多或不同的部件。而且，在一些实施例中，控制器805执行除了本文所描述的功能性之外的功能性。

电子处理器820被配置为从存储器825检索指令并执行指令以执行一组功能，包括本文所描述的方法。举例来说，在一些实施例中，电子处理器820执行用于控制采煤机120的切割参数、检测冲击事件、提供采煤机120的冲击事件记录、将切割机滚筒525、530维持在目标材料煤层内或其组合的指令。存储器825可包括不同类型的存储器的组合，如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)或另一非暂时性计算机可读介质。如上所述，存储器825存储由电子处理器820执行的指令。存储器825还可存储数据，如由振动传感器817收集的振动数据、由其它传感器819收集的附加数据等。存储器825还可存储固件、一个或多个应用程序、程序数据、过滤器、规则、一个或多个程序模块以及其它可执行指令或数据。

通信接口830允许控制器805与控制器805外部的设备通信(例如，直接或间接地从控制器805外部的设备接收输入并向其提供输出)。在一个示例中，控制器805通过通信接口830与右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815、振动传感器817中的一个或多个、右切割机马达535、左切割机马达540、其它传感器819或其组合通信。在一些实施例中，通信接口830包括用于接收与右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815、振动传感器817中的一个或多个、右切割机马达535、左切割机马达540、其它传感器819或其组合的有线连接的端口。另选地或附加地，通信接口830包括用于建立与右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815、一个或多个振动传感器600、右切割机马达535、左切割机马达540、其它传感器819或其组合的无线连接的收发器。另选地或附加地，通信接口830与通信总线(例如，控制器局域网(“CAN”))通信，以与例如右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815、振动传感器817中的一个或多个、右切割机马达535、左切割机马达540、其它传感器819或其组合间接地通信。

通信接口830还允许控制器805与矿井监测系统110通信。举例来说，通信接口830还包括用于接收有线连接(有线接口)的端口或用于建立无线连接(无线接口)的收发器，所述无线连接用于与矿井监测系统110直接或间接(例如，经由前述通信网络中的一种)通信。

振动传感器817提供关于采煤机120或其部件(如切割机滚筒525、530或摇臂515、520)经历的振动或冲击的信息。因此，振动传感器817收集与采煤机120或其部件相关联的振动数据。举例来说，每个振动传感器817可为加速度计。在一些实施例中，振动数据整体上与采煤机120相关联。另选地或附加地，在其它实施例中，振动数据与采煤机120的一个或多个部件相关联，如切割机滚筒525、530、摇臂515、520等。在这类实施例中，系统800可包括两个或更多个振动传感器817，其中每个振动传感器817与采煤机120的特定部件、系统或部分相关联。举例来说，第一振动传感器817可与右切割机滚筒525相关联并被配置为收集与右切割机滚筒525相关联的振动数据，而第二振动传感器817可与左切割机滚筒530相关联并被配置为收集与左切割机滚筒530相关联的振动数据。因此，在一些实施例中，振动数据可包括多组或多集合的振动数据(即，第一组振动数据、第二组振动数据等)，其中每组振动数据可与采煤机120的特定部件、系统或部分相关联。

如图8所示，振动传感器817安装在采煤机120上。在图8所示的示例中，三个振动传感器817(示出为817A、817B和817C)安装在采煤机120上。如图8所见，第一振动传感器817A安装在采煤机120的控制壳体500中。第一振动传感器817A整体上检测与采煤机120相关联或由其经历的振动数据。在一些实施例中，多个振动传感器817安装在控制壳体500内。在这类实施例中，每个振动传感器817可与采煤机120的不同部件、系统或部分相关联，如切割机滚筒525、530、摇臂515、520等。另外，如图8所见，第二振动传感器817B和第三振动传感器817C分别安装到右摇臂515和左摇臂520。第二振动传感器817B检测与右摇臂515、右切割机滚筒525或其组合相关联或由其经历的振动数据。第三振动传感器817C检测与左摇臂520、左切割机滚筒530或其组合相关联或由其经历的振动数据。

返回图7，系统800还包括其它传感器819。其它传感器819可包括例如左摇臂角度传感器、右摇臂角度传感器、左牵引齿轮传感器、右牵引齿轮传感器、俯仰角和侧倾角传感器等。其它传感器819收集与采煤机120相关联的附加数据。与采煤机120相关联的附加数据可包括例如一天中的时间、地理位置、操作员特性或标识、操作状态、切割参数、采煤机的顶板支撑位置、切割序列内的位置等。其它传感器819可向控制器805发送附加数据，以存储在存储器825中，用于数据处理或分析等。

系统800还包括右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815、右切割机马达535和左切割机马达540。右摇臂液压系统810和左摇臂液压系统815被配置为分别使右摇臂515和左摇臂520竖直移动，这分别改变右切割机滚筒525和左切割机滚筒530的竖直位置(即，切割高度)。右切割机马达535和左切割机马达540被配置为经由摇臂515、520内的齿轮系驱动切割机滚筒525、530。控制器805被配置为控制右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815、右切割机马达535和左切割机马达540。

如上所述，在一些实施例中，控制器805的电子处理器820执行用于控制长壁开采系统105的指令。举例来说，图9为根据一些实施例的用于通过控制采煤机120的切割参数来控制长壁开采系统105的方法900的流程图。如图9所示，方法900包括用电子处理器820从安装到采煤机120的传感器接收振动数据(在框905)。如上所述，电子处理器820可从振动传感器817中的一个或多个接收振动数据。在一些实施例中，电子处理器820可从多个振动传感器817中的一个以上接收多组或多集合的振动数据。振动数据可包括由振动传感器817收集的单个振动读数。然而，在一些实施例中，振动数据可包括由振动传感器817收集的振动读数的集合。振动读数的集合可指由振动传感器817中的一个或多个收集的多个振动读数。

电子处理器820可在采煤机120的操作期间实时(或接近实时)连续地接收振动数据。另选地或附加地，在一些实施例中，电子处理器820周期性地接收振动数据。举例来说，电子处理器820可基于时间表或预定时间段(如每五分钟或三十秒)接收振动数据。另选地或附加地，电子处理器可基于采煤机120的操作状态或情况接收振动数据。举例来说，电子处理器820可在沿材料面126每次经过之后、在沿材料面前进预定距离之后(例如，每两英尺一次)、在操作参数改变之后(例如，当操作员改变切割速度时)等接收振动数据。

在接收到振动数据之后，电子处理器820基于振动数据确定与采煤机120相关联的当前振动水平(在框910)。当前振动水平表示采煤机120、采煤机120的一个或多个部件(例如，右摇臂515、左摇臂520、右切割机滚筒525、左切割机滚筒530等)或其组合当前正经历的振动量。在一些实施例中，电子处理器820基于振动数据的单个振动读数来确定当前振动水平。举例来说，振动数据可包括来自振动传感器817的模拟信号，所述模拟信号与从振动传感器817的瞬时振动读数感测到的振动成比例。然而，在其它实施例中，电子处理器820基于振动数据的振动读数的集合来确定当前振动水平。在这类实施例中，电子处理器820可通过确定振动数据的振动读数的集合的平均值、中值或平均值来确定当前振动水平。换句话说，电子处理器820可将当前振动水平确定为振动读数的集合的平均值、中值或平均值。

如图9所见，电子处理器820将当前振动水平与振动阈值进行比较(在框915)。在一些实施例中，电子处理器820基于待开采的目标材料煤层的特性来设置或定义振动阈值。举例来说，电子处理器820可基于目标材料煤层的振动水平来设置振动阈值。目标材料煤层的振动水平可表示与目标材料煤层的材料相关联的已知或预期的振动水平。另选地或附加地，电子处理器820可基于采煤机120的特性来设置或定义振动阈值。举例来说，电子处理器820可基于采煤机120的振动极限来设置振动阈值，其中超过采煤机120的振动极限的振动水平可导致对采煤机120或其部件的损坏。采煤机120的振动极限可为采煤机120作为整体或其部件(如摇臂515、520或切割机滚筒525、530)的振动极限，。另选地或附加地，电子处理器820可基于采煤机120的操作特性来设置或定义振动阈值。举例来说，在采煤机120的操作期间，电子处理器820可基于采煤机120的当前切割速度、摇臂515、520的当前高度或沿材料煤层的位置来调整振动阈值。作为另一示例，电子处理器820可基于采煤机120的年龄来调整振动阈值(例如，当采煤机120较旧时降低振动阈值，或者当采煤机120较新时增加振动阈值)。因此，在一些实施例中，电子处理器820可基于特定采煤机安装的正常或预期振动水平来设置或定义振动阈值。

电子处理器820将当前振动水平与振动阈值进行比较，以确定当前振动水平是否超过振动阈值。如本文所用，“超过(exceeds)”或“超过(exceeding)”意指大于或者意指大于或等于，“不超过(does not exceed)”意指小于或者意指小于或等于。当当前振动水平超过振动阈值时，电子处理器820调整采煤机120的切割参数(在框920)，并且用调整后的切割参数控制采煤机120(在框925)。采煤机120的切割参数可包括例如切割机滚筒525、530中的一个或多个的切割速度、切割高度、另一切割参数或其组合。在一些实施例中，分别在框920和925中，电子处理器820调整采煤机120的一个或多个切割参数(例如，第一切割参数、第二切割参数、第三切割参数等)，并且用调整后的切割参数控制采煤机120。举例来说，电子处理器820可调整左切割机滚筒530的第一切割参数和右切割机滚筒525的第二切割参数。作为另一个示例，电子处理器820可调整左切割机滚筒530的第一切割参数，如切割速度，以及左切割机滚筒530的第二切割参数，如切割高度。在一些实施例中，电子处理器820继续调整一个或多个切割参数，直到当前振动水平不超过振动阈值。换句话说，电子处理器820可对照振动阈值连续地监测当前振动水平，并且连续地调整切割参数中的一个或多个，直到当前振动水平不再超过振动阈值。

在一些实施例中，电子处理器820通过调整切割机滚筒525、530中的一个或多个的切割速度来调整采煤机120的切割参数。电子处理器820可通过降低切割速度或增加切割速度来调整切割机滚筒525、530中的一个或多个的切割速度。在这类实施例中，电子处理器820可向右切割机马达535、左切割机马达540或其组合发送控制信号。举例来说，当电子处理器820确定右切割机滚筒525经历的当前振动水平超过振动阈值时，电子处理器820可向右切割机马达535发送用于调整切割速度的控制信号。响应于接收到控制信号，右切割机马达535可按调整后的切割速度(如降低的切割速度)驱动右切割机滚筒525。

另选地或附加地，在一些实施例中，电子处理器820通过调整切割机滚筒525、530中的一个或多个的切割高度来调整采煤机120的切割参数。。电子处理器820可通过降低切割高度或增加切割高度来调整切割机滚筒525、530中的一个或多个的切割高度。在这类实施例中，电子处理器820可向右摇臂液压系统810、左摇臂液压系统815或它们的组合发送控制信号。举例来说，当电子处理器820确定左切割机滚筒530经历的当前振动水平超过振动阈值时，电子处理器820可向左摇臂液压系统815发送用于调整高度(或位置)的控制信号。响应于接收到控制信号，左摇臂液压系统815可控制左摇臂520以调整左切割机滚筒530的切割高度，使得左切割机滚筒530以例如降低的切割高度切割。

在一些实施例中，如前所述，提供振动传感器，如振动传感器817A，以整体感测采煤机120的振动，而不是感测特定于采煤机120的左侧或右侧的振动。在这类实施例中，在框920中，对右切割机滚筒525、左切割机滚筒530的切割参数进行调整。举例来说，右切割机滚筒525、左切割机滚筒530两者的速度均可降低；底板切割机滚筒(例如，滚筒525)可升高，并且天花板切割机滚筒(例如，滚筒530)可降低；或其组合。在一些实施例中，如前所述，振动传感器(如振动传感器817B和817C)被设置为分别感测特定于采煤机120的左侧和右侧的振动。在这类实施例中，在框920中，对采煤机120的检测到过度振动的每一侧的切割参数进行调整。举例来说，在步骤905-915中，当电子处理器820确定由振动传感器817B感测到的振动超过振动阈值时，在框920中调整右切割机滚筒525的切割参数(例如，调整右切割机滚筒525的速度、高度或速度和高度两者)。同样，在步骤905-915中，当电子处理器820确定由振动传感器817C感测到的振动超过振动阈值时，在框920中为左切割机滚筒530调整切割参数(例如，调整右切割机滚筒530的速度、高度或速度和高度两者)。最后，在步骤905-915中，当电子处理器820确定由振动传感器817B和振动传感器817C感测到的振动均超过振动阈值时，在框920中为右切割机滚筒525、左切割机滚筒530两者调整切割参数。

在一些实施例中，在步骤925中用调整后的切割参数控制切割机滚筒525、530之后，电子处理器810继续基于来自一个或多个振动传感器817的振动数据监测采煤机的振动，并且继续对切割参数进行进一步调整。举例来说，当接收到进一步的振动数据时，电子处理器810基于新的振动数据确定当前振动水平，并且将当前振动水平与振动阈值进行比较。当当前振动水平超过振动阈值时(再次)，电子处理器810进一步调整切割参数(例如，进一步降低速度、进一步降低高度、进一步提高速度，或者进一步提高切割机滚筒525、530中的一个或两个的高度)。另外，在一些实施例中，当当前振动水平不再超过振动阈值时，或者当当前振动水平下降到低于先前在步骤915中使用的振动阈值的第二振动阈值时，电子处理器810被配置为调整切割参数以至少部分地逆转先前的调整。举例来说，当切割参数的初始调整降低了切割机滚筒525、530的速度时，电子处理器810增加切割机滚筒525、530的速度以至少部分地逆转先前的调整。类似地，当切割参数的初始调整降低了切割机滚筒525、530中的一个的高度时，电子处理器810增加切割机滚筒525、530的高度以至少部分地逆转先前的调整。

在一些实施例中，电子处理器820向采煤机120的操作员发送控制指令。操作员可能正在使用例如构成与长壁开采系统105通信的矿井监测系统110的一个或多个计算机设备，或者可能正在使用与长壁开采系统105直接或间接有线或无线通信的本地采煤机专用控制面板形式的计算机设备。无论如何，计算机设备(也称为操作员远程设备)包括具有输出设备(例如，显示屏、扬声器、触觉反馈设备中的一个或多个)、输入设备(例如，触摸屏、键盘、鼠标、拨盘、按钮中的一个或多个)或其组合(例如，触摸显示器)的用户界面。电子处理器820可基于当前振动水平和振动阈值的比较来发送控制指令。当当前振动水平不超过振动阈值时，电子处理器820可向操作员计算机设备发送控制指令，所述控制指令指示操作员不要为了维持采煤机在煤层中切割而调整切割参数。控制指令可经由计算机设备显示、可听地输出或以其它方式输出给操作员。当当前振动水平超过振动阈值时，电子处理器820可发送控制指令，所述控制指令指示操作员调整采煤机120的切割参数，以便使采煤机返回到在煤层中切割。举例来说，控制指令可包括针对切割机滚筒525、530中的一个或多个降低切割速度、增加切割速度、降低切割高度、增加切割高度或其组合的指令。

如上所述，控制器805的电子处理器820可执行用于监测长壁开采系统105的指令。举例来说，图10为根据一些实施例的用于通过检测冲击事件来监测长壁开采系统105的方法1000的流程图。如图10所见，方法1000包括用电子处理器820从安装到采煤机120的传感器接收振动数据(在框1005)，用电子处理器820基于振动数据确定与采煤机120相关联的当前振动水平(在框1010)，以及用电子处理器820将当前振动水平与振动阈值进行比较(在框1015)。关于方法1000，电子处理器820可按类似于上文关于图9所示的方法900的框905-915所描述的方式来执行框1005-1015。

如图10所示，方法1000还包括用电子处理器820基于所述比较检测与采煤机120相关联的冲击事件(在框1020)。当采煤机120(或其部件)经受异常负载或振动(即，异常高的振动水平)时，发生冲击事件。由于采煤机120的误用，采煤机120可能经历冲击事件。举例来说，当在推荐操作参数之外操作时，如以高于采煤机120的推荐切割速度的切割速度操作时，采煤机120可能经历冲击事件。另选地或附加地，采煤机120可能由于困难的开采条件(如待开采材料的硬度)而经历冲击事件。因此，在一些实施例中，当当前振动阈值超过振动阈值时，电子处理器820检测与采煤机120相关联的冲击事件。

响应于检测到冲击事件，电子处理器820可生成与冲击事件相关联的冲击事件指示(在框1025)。在一些实施例中，电子处理器820将冲击事件指示存储在控制器805的存储器825中。另选地或附加地，电子处理器820向采煤机120外部的设备发送冲击事件指示，在所述设备中，冲击事件指示可被存储、显示或其组合。在一些实施例中，电子处理器820基于冲击事件指示来生成控制指令并将其发送到采煤机120的操作员。控制指令可包括例如调整切割机滚筒525、530中的一个或多个的切割参数的指令，如降低切割速度、降低切割高度等。

这类控制指令使操作员和其它矿井人员能够更好地被通知关于长壁开采系统105的操作，并且响应于这类控制指令采取纠正措施。没有这类监测或通知，操作员和其它矿井人员可能不会意识到采煤机120正遇到硬质材料或石头，或者以其它方式经历可缩短开采装备的寿命或降低开采装备的效率的冲击。举例来说，对于操作员而言，可能难以感知或确定长壁开采系统105经历的振动何时从采煤机120被设计为经历的典型振动变为可能损坏采煤机120的过度振动。然而，如关于方法1000所描述，自动振动感测和冲击事件检测可改善对冲击事件的标识。此外，可更好地通知矿井主管人员，以标识更可能遇到这类冲击事件的操作员，并且向这些操作员提供附加培训，以减少长壁开采系统105上的磨损。方法1000还提供了进一步的优点和益处，并且本文不再论述。

图11为根据一些实施例的通过提供采煤机120的冲击事件记录来监测长壁开采系统105的方法1100的流程图。如图11所示，方法1100包括用电子处理器820接收与采煤机120的冲击事件相关联的冲击事件指示(在框1105)。冲击事件指示可基于由安装到采煤机120的振动传感器817中的一个或多个收集的振动数据。因此，在一些实施例中，冲击事件指示包括由电子处理器820用来检测与冲击事件指示相关联的冲击事件的振动数据。在一些实施例中，电子处理器820以类似于关于图10的方法1000所描述的方式来生成冲击事件指示。

响应于接收到冲击事件指示，电子处理器820检索与冲击事件指示相关联的附加数据(在框1110)。附加数据可提供与冲击事件有关的附加信息或细节。举例来说，附加数据可包括发生冲击事件的一天中的时间、发生冲击事件时的采煤机120的地理位置、发生冲击事件时的操作员特性(例如，操作员标识)、发生冲击事件时采煤机120的状态、发生冲击事件时采煤机120的切割参数、发生冲击事件时切割序列内的位置、发生冲击事件时沿墙的顶板支撑位置(例如，当切割机滚筒位于N个总顶板支撑件115的顶板支撑件X处时发生冲击事件)，等等。在一些实施例中，电子处理器820从控制器805的存储器825中检索附加数据。举例来说，附加数据可(由电子处理器820)从其它传感器819中的一个或多个接收，并且存储在存储器825中。另选地或附加地，电子处理器820可从与采煤机120相关联的其它部件或系统中检索附加数据。

电子处理器820可将附加数据与冲击事件指示的振动数据链接(或相关联)(在框1115)，并且创建冲击事件记录(在框1120)。因此，在一些实施例中，冲击事件记录包括链接的振动数据和附加数据。另选地或附加地，在一些实施例中，冲击事件记录包括冲击事件的严重性等级。在创建冲击事件记录(在框1120)之后，电子处理器820可存储冲击事件记录(在框1125)。电子处理器820可将冲击事件记录存储在控制器805的存储器825中。

在一些实施例中，电子处理器820将冲击事件记录存储(或添加)到存储在控制器805的存储器825中的冲击事件数据库。冲击事件数据库可包括多个冲击事件记录(作为冲击事件数据库的各个条目)。因此，在一些实施例中，当电子处理器820接收到新的冲击事件指示时，电子处理器820创建新的冲击事件记录(包括相关联的振动数据和附加数据)，并且将新的冲击事件记录添加到存储在存储器825中的冲击事件数据库。每个冲击事件记录可包括相关联的标识符(例如，序列号、字母数字值、日期时间戳或其它唯一标识符)，以能够在记录之间进行区分。

在存储冲击事件记录之后，电子处理器820可导出冲击事件记录以供显示(在框1130)。在一些实施例中，电子处理器820响应于接收到请求(如维护请求)而导出冲击事件记录。电子处理器820可从采煤机120外部的设备(例如，操作员远程设备或矿井监测系统110的计算机设备)接收请求。响应于接收到冲击事件记录，采煤机120外部的设备可经由显示设备显示冲击事件记录，或者以其它方式使冲击事件记录对用户可用。在一些实施例中，电子处理器820可导出多个冲击事件记录(例如，直到预定数量(例如5、10或25)的最近冲击记录、来自特定时间段(例如，12小时、24小时、1周或1个月)的每个冲击事件)，或者可导出存储在冲击事件数据库中的每个冲击事件记录。

这类事件记录使操作员和其它矿井人员能够更好地被通知关于长壁开采系统105的操作，并且响应于这类控制指令采取纠正措施。没有这类监测或通知，操作员和其它矿井人员可能不会意识到采煤机120正遇到硬质材料或石头，或者以其它方式经历可缩短开采装备的寿命或降低开采装备的效率的冲击。举例来说，对于操作员而言，可能难以感知或确定长壁开采系统105经历的振动何时从采煤机120被设计为经历的典型振动变为可能损坏采煤机120的过度振动。然而，如关于方法1000所描述，自动振动感测和冲击事件检测可改善对冲击事件的标识。此外，可更好地通知矿井主管人员，以标识更可能遇到这类冲击事件的操作员，并且向这些操作员提供附加培训，以减少长壁开采系统105上的磨损。另外，通过将冲击事件链接到附加信息，事件记录可提供对矿井的进一步深入了解(例如，与煤层的质量或组成有关的信息)、矿井操作员(例如，操作员的技能水平或积极性)、采煤机120的磨损和预期寿命(例如，采煤机120是否经历了许多冲击事件且可能比另外预期更早地需要维护)，以及采煤机120的潜在滥用操作，这可能与保修确定有关。否则，这类信息将难以检测、记录和分析。方法1100还提供了进一步的优点和益处，并且本文不再论述。

图12为根据一些实施例的通过将切割机滚筒525、530维持在目标材料煤层内来监测长壁开采系统105的方法1200的流程图。如图12所见，方法1200包括用电子处理器820从安装到采煤机120的传感器接收振动数据(在框1205)，用电子处理器820基于振动数据确定与采煤机120相关联的当前振动水平(在框1210)。关于方法1200，电子处理器820可按类似于上文关于图9所示的方法900的框905-910所描述的方式来执行框1205-1210。

如图12所示，方法1200还包括用电子处理器820将当前振动水平与与目标材料煤层相关联的目标振动阈值进行比较(在框1215)。目标振动阈值可为与待开采的材料相关联的已知或预期振动水平。因此，电子处理器820可基于与将由采煤机120开采的目标材料煤层的材料相关联的已知或预期振动水平来设置或定义目标振动阈值。

电子处理器820将当前振动水平与目标振动阈值进行比较，以确定当前振动水平是否超过目标振动阈值。当当前振动水平超过目标振动阈值时，电子处理器820向长壁开采系统105的操作员提供视觉输出(在框1220)。选择目标振动阈值，使得至少在一般情况下，当采煤机(即，切割机滚筒525、530)在目标材料煤层之外切割时，当前振动水平超过目标振动阈值。在一些实施例中，电子处理器820在长壁开采系统105(即，采煤机120)的操作期间实时(或接近实时)向操作员提供视觉输出。在这类实施例中，电子处理器820可将视觉输出发送(或提供)到采煤机120外部的设备，如操作员用来控制长壁开采系统105(即，采煤机120)的操作员远程设备。视觉输出可经由远程设备的显示设备显示给操作员。

因此，在一些实施例中，视觉输出提供当前振动水平相对于目标振动阈值的图形表示。举例来说，图13图示了根据一些实施例的示例性视觉输出1300。在图13所示的示例中，视觉输出1300以条形图形式提供当前振动水平相对于目标振动阈值的图形表示。视觉输出1300指示右切割机滚筒525的当前振动水平和左切割机滚筒530的当前振动水平。如图13所示，右切割机滚筒525和左切割机滚筒530的当前振动水平分别由第一条1305和第二条1310在视觉上描绘，其中第一条1305和第二条1310的高度分别表示右切割机滚筒525和左切割机滚筒530的当前振动水平。另选地或附加地，右切割机滚筒525和左切割机滚筒530的当前振动水平可通过分别与第一条1305和第二条1310相关联的当前振动水平指示(如数值)来描绘。举例来说，如图13所示，右切割机滚筒525经历的当前振动水平可位于视觉输出1300的第一条1305内(在图13中表示为“Vib_Right”)。类似地，左切割机滚筒530经历的当前振动水平可位于视觉输出1300的第二条1310内(在图13中表示为“Vib_Left”)。

视觉输出1300还提供振动阈值(或目标振动阈值)的视觉指示。举例来说，如图13所示，将振动阈值描绘为虚线1315。另选地或附加地，视觉输出1300可包括振动阈值作为数值。举例来说，如图13所示，视觉输出1300包括与虚线1315相关联的振动阈值作为数值(在图13中表示为“Vib_Thresh”)。

在一些实施例中，视觉输出1300指示当前振动水平和振动阈值之间的差异。举例来说，如图13所示，视觉输出1300包括右切割机滚筒525的第一差异指示1320(在图13中表示为“Diff_Right”)和左切割机滚筒530的第二差异指示1325(在图13中表示为“Diff_Left”)。如图13所见，第一差异指示1320指示右切割机滚筒525的当前振动水平和振动阈值之间的差异为Diff_Right。因此，第一差异指示1320指示右切割机滚筒525经历的当前振动水平超过振动阈值Diff_Right。还如图13所见，第二差异指示1325指示左切割机滚筒530的当前振动水平和振动阈值之间的差异为Diff_Left。因此，第二差异指示1325指示左切割机滚筒530经历的当前振动水平低于振动阈值Diff_Left。

在一些实施例中，视觉输出1300通过修改视觉输出1300的特性来指示采煤机120的部件是在煤层中切割、在煤层外切割、接近煤层还是其组合。举例来说，第一条1305可为第一颜色(例如，红色)以指示右切割机滚筒525正在煤层外切割，而第二条1310可为第二颜色(例如，绿色)以指示左切割机滚筒530正在煤层中切割。然而，当左切割机滚筒530经历的当前振动水平接近振动阈值时，第二条1310可变为第三颜色(例如，黄色)以指示左切割机滚筒530正在接近煤层。作为另一个示例，第一条1305可执行动画，如闪光或脉冲，以指示右切割机滚筒525正在煤层外切割。

视觉输出1300可指示切割机滚筒525、530中的一个或多个(或采煤机120的另一部件)正在目标材料煤层之外切割(即，正在煤层外切割)。举例来说，如图13所示，视觉输出1300包括警告指示1350，所述警告指示指示右切割机滚筒525正在煤层外切割。在一些实施例中，视觉输出1300包括用于调整切割机滚筒525、530的切割参数中的一个或多个的指令，用于在目标材料煤层内切割。换句话说，视觉输出1300指示操作员关于如何使采煤机120返回到在煤层中切割。举例来说，视觉输出1300可包括降低或增加切割机滚筒525、530的切割速度、降低或增加切割机滚筒的切割高度或其组合的指令。如图13所见，视觉输出1300包括指令1355，以降低右切割机滚筒525的切割高度。在一些实施例中，包括在视觉输出1300中的指令可包括用于控制采煤机120的特定切割参数值，如建议的切割速度值或建议的切割高度值。

另选地或附加地，在一些实施例中，当当前振动水平不超过目标振动阈值时，电子处理器820向长壁开采系统105的操作员提供附加视觉输出。当采煤机120的切割机滚筒525、530在目标材料煤层内切割时，当前振动水平不超过目标振动阈值。在这类实施例中，附加视觉输出指示采煤机120(即，切割机滚筒525、530)在目标材料煤层内切割。在一些实施例中，附加视觉输出包括在视觉输出1300内。举例来说，如图13所示，视觉输出1300包括附加视觉输出1370。如图13所见，附加视觉输出1370指示左切割机滚筒530正在煤层中切割。

上述各种方法被描述为包括由电子处理器810执行的一个或多个功能。这些功能也可描述为由电子控制器805实行，所述电子控制器包括电子处理器810和存储器825以及其它部件。

因此，本文所描述的实施例尤其提供了用于基于振动数据控制和监测长壁开采系统的系统和方法。在以下权利要求中阐述了本文所描述的实施例的各种特征和优点。

Claims (21)

1.一种长壁开采系统，所述系统包含：

采煤机，其包括切割机滚筒；

传感器，其安装到所述采煤机；和

电子控制器，其包括处理器和存储器，所述电子控制器以通信方式耦合到所述传感器，并且所述电子控制器被配置为

从所述传感器接收振动数据，

基于所述振动数据确定与所述采煤机相关联的当前振动水平，

将所述当前振动水平与振动阈值进行比较，

响应于所述当前振动水平超过所述振动阈值，调整所述采煤机的所述切割机滚筒的切割参数，以及

用调整后的切割参数控制所述切割机滚筒。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器安装到所述切割机滚筒的摇臂。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器安装在位于所述采煤机的右摇臂和左摇臂之间的所述采煤机的控制壳体内。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制器被配置为基于将由所述采煤机开采的目标材料煤层的特性来设置所述振动阈值。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述切割参数包括选自由所述切割机滚筒的切割速度和所述切割机滚筒的切割高度组成的群组中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制器被配置为通过降低所述切割机滚筒的切割速度来调整所述切割参数。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制器被配置为通过调整所述切割机滚筒的切割高度来调整所述切割参数。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器为安装到所述采煤机的左摇臂的第一振动传感器，并且所述切割滚筒为所述采煤机的左切割滚筒，并且所述系统还包含：

所述采煤机的右摇臂的右切割滚筒；和

第二振动传感器，其安装到所述采煤机的所述右摇臂，

其中所述电子控制器还被配置为：

从所述第二振动传感器接收第二振动数据，

基于所述第二振动数据确定与所述采煤机相关联的第二当前振动水平，

将所述第二当前振动水平与所述振动阈值进行比较，

响应于所述第二当前振动水平超过所述振动阈值，调整所述采煤机的所述右切割机滚筒的第二切割参数，以及

用第二调整后的切割参数控制所述右切割机滚筒。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制器被配置为向所述长壁开采系统的操作员发送控制指令，并且其中所述控制指令包括对选自由降低所述切割机滚筒的切割速度和调整所述切割机滚筒的切割高度组成的群组中的至少一个的指令。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制器被配置为继续调整所述切割参数，直到所述当前振动水平不超过所述振动阈值。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述用所述调整后的切割参数控制所述切割机滚筒会将所述切割机滚筒维持在目标材料煤层内。

12.一种控制长壁开采系统的方法，所述方法包含：

用电子控制器从安装到采煤机的传感器接收振动数据；

用所述电子控制器基于所述振动数据确定与所述采煤机相关联的当前振动水平；

用所述电子控制器将所述当前振动水平与振动阈值进行比较；

响应于所述当前振动水平超过所述振动阈值，用所述电子控制器调整所述采煤机的切割机滚筒的切割参数；和

用所述电子控制器而用调整后的切割参数控制所述切割机滚筒。

13.根据权利要求12所述的方法，其中从所述传感器接收所述振动数据包括从安装到所述切割机滚筒的摇臂的传感器接收所述振动数据。

14.根据权利要求12所述的方法，其中从所述传感器接收所述振动数据包括从安装在所述采煤机的控制壳体内的传感器接收所述振动数据，所述采煤机的所述控制壳体位于所述采煤机的右摇臂和左摇臂之间。

15.根据权利要求12所述的方法，其还包含：

基于将由所述采煤机开采的目标材料煤层的特性来设置所述振动阈值。

16.根据权利要求12所述的方法，其中调整所述切割参数包括调整所述切割机滚筒的切割速度。

17.根据权利要求12所述的方法，其中调整所述切割参数包括调整所述切割机滚筒的切割高度。

18.根据权利要求12所述的方法，其中所述传感器为安装到所述采煤机的左摇臂的第一振动传感器，并且所述切割滚筒为所述采煤机的左切割机滚筒，并且所述方法还包含：

从安装在所述采煤机的右摇臂上的第二振动传感器接收第二振动数据，所述右摇臂包括右切割机滚筒；

基于所述第二振动数据确定与所述采煤机相关联的第二当前振动水平；

将所述第二当前振动水平与所述振动阈值进行比较；

响应于所述第二当前振动水平超过所述振动阈值，调整所述采煤机的所述右切割机滚筒的第二切割参数；和

用第二调整后的切割参数控制所述右切割机滚筒。

19.根据权利要求12所述的方法，其还包含：

向所述长壁开采系统的操作员输出控制指令，其中向所述操作员输出所述控制指令包括输出对选自由降低所述切割机滚筒的切割速度和调整所述切割机滚筒的切割高度组成的群组中的至少一个的指令。

20.根据权利要求12所述的方法，其中调整所述切割参数包括调整所述切割参数，直到所述当前振动水平不超过所述振动阈值。

21.根据权利要求12所述的方法，其中所述用所述调整后的切割参数控制所述切割机滚筒会将所述切割机滚筒维持在目标材料煤层内。

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