本發(fā)明涉及一種基于采煤機(jī)和支架協(xié)同控制的記憶割煤控制方法，尤其涉及一種依據(jù)采煤工藝，設(shè)置機(jī)架協(xié)同點(diǎn)和記憶割煤階段，在不同機(jī)架協(xié)同點(diǎn)對(duì)記憶割煤階段進(jìn)行控制，進(jìn)而調(diào)整采煤機(jī)和液壓支架的協(xié)同控制方法。

背景技術(shù)：

目前煤礦開(kāi)采大多使用電牽引式采煤機(jī)，具備記憶截割的自動(dòng)化功能，即由采煤機(jī)司機(jī)操作采煤機(jī)沿工作面煤層人工進(jìn)行一個(gè)循環(huán)采煤的工作流程即為示范刀(或叫基準(zhǔn)刀)，采煤機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)分析處理示范刀的數(shù)據(jù)形成采煤機(jī)截割軌跡，并記錄在采煤機(jī)存儲(chǔ)器中，為采煤機(jī)自動(dòng)截割提供依據(jù)。全工作面液壓支架在采煤機(jī)記憶割煤過(guò)程中跟隨采煤機(jī)運(yùn)行而進(jìn)行自動(dòng)控制，即在綜采工作面，液壓支架能按照相關(guān)采煤工藝要求進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)作不需要人工參與；如液壓支架自動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)移架、自動(dòng)推溜等動(dòng)作。由于綜采工作面的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，不同的地質(zhì)環(huán)境需要不同的采煤機(jī)工藝，支架動(dòng)作數(shù)量、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性等一系列問(wèn)題，需要采煤機(jī)在記憶割煤控制過(guò)程中協(xié)同液壓支架控制系統(tǒng)工作，如何找到一種液壓支架系統(tǒng)與采煤機(jī)記憶割煤系統(tǒng)協(xié)同的自動(dòng)控制方法是目前綜采工作面全工作面連續(xù)自動(dòng)化開(kāi)采急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，CN201210265864公開(kāi)了一種采煤機(jī)自動(dòng)截割控制系統(tǒng)及自動(dòng)截割控制方法，所采用的控制系統(tǒng)包括控制器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、采煤機(jī)工況檢測(cè)裝置和控制主機(jī)；采煤機(jī)工況檢測(cè)裝置包括行走位移檢測(cè)單元、檢測(cè)右搖臂擺動(dòng)角度的角度檢測(cè)單元一、檢測(cè)工作面傾角的角度檢測(cè)單元二、檢測(cè)左搖臂擺動(dòng)角度的角度檢測(cè)單元三和檢測(cè)采煤機(jī)仰采或俯采角度的角度檢測(cè)單元四，左調(diào)高油缸和右調(diào)高油缸均由控制器控制；其控制方法包括步驟：(1)學(xué)習(xí)并記憶當(dāng)前所開(kāi)采煤層的截割軌跡；(2)根據(jù)記憶軌跡完成自動(dòng)割煤，并實(shí)時(shí)調(diào)整記憶軌跡；(3)重復(fù)步驟二，直至完成當(dāng)前所開(kāi)采煤層的全部開(kāi)采過(guò)程。本發(fā)明系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且控制方法簡(jiǎn)便、使用效果好，能實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自動(dòng)截割控制。能實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自動(dòng)截割控制。但其僅能學(xué)習(xí)記憶固定的搖臂截割軌跡和采煤機(jī)的速率，無(wú)法根據(jù)工作面液壓支架跟機(jī)效果進(jìn)行對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行協(xié)同干預(yù)控制。系統(tǒng)定制程度高，缺乏階段性記憶區(qū)間劃分，無(wú)法滿(mǎn)足三角煤跟機(jī)區(qū)域的復(fù)雜工藝生產(chǎn)過(guò)程。

CN201510020533公開(kāi)了一種基于關(guān)鍵點(diǎn)和跟機(jī)階段的工作面端頭三角煤區(qū)域工作面液壓支架自動(dòng)控制方法，在工作面端頭三角煤區(qū)域以液壓支架為基本單位設(shè)置若干關(guān)鍵點(diǎn)，通過(guò)所述關(guān)鍵點(diǎn)和采煤工藝的時(shí)間差異將整個(gè)跟機(jī)動(dòng)作過(guò)程劃分為不同的跟機(jī)階段；各支架控制器接收采煤機(jī)的位置狀態(tài)信息，當(dāng)判斷采煤機(jī)達(dá)到某一關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，結(jié)合液壓支架的以往動(dòng)作判斷液壓支架的跟機(jī)階段，從而控制液壓支架自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)跟機(jī)階段的跟機(jī)動(dòng)作。本發(fā)明依據(jù)采煤工藝需要確定并設(shè)置關(guān)鍵點(diǎn)，能夠適應(yīng)于各種綜采工作面不同采煤工藝要求，具有良好的適應(yīng)性，有利于推廣應(yīng)用；通過(guò)設(shè)置關(guān)鍵點(diǎn)將整個(gè)跟機(jī)動(dòng)作控制過(guò)程劃分為幾個(gè)階段，在各個(gè)階段液壓支架動(dòng)作清晰明確，支架控制器軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。但其僅對(duì)全工作面采煤工藝過(guò)程中支架控制方法進(jìn)行描述，未結(jié)合采煤機(jī)記憶割煤進(jìn)行協(xié)同控制，自動(dòng)化生產(chǎn)效率有限。

CN201410226816公開(kāi)了一種綜采工作面跟機(jī)視頻動(dòng)態(tài)切換監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于采煤機(jī)位置檢測(cè)的煤機(jī)位置檢測(cè)裝置；用于采集采煤機(jī)工作狀態(tài)視頻的攝像機(jī)系統(tǒng)；用于傳輸攝像機(jī)系統(tǒng)視頻信號(hào)的無(wú)線以太網(wǎng)信號(hào)發(fā)射接收裝置；用于處理位置檢測(cè)裝置檢測(cè)信息和控制采煤機(jī)和攝像機(jī)的控制系統(tǒng)；本發(fā)明的有益效果是采用激光測(cè)距和無(wú)線傳輸系統(tǒng)，對(duì)采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精確控制。但其僅對(duì)采煤機(jī)位置及狀態(tài)信息檢測(cè)進(jìn)行了描述，未闡述結(jié)合上述信息用何種方法對(duì)采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精確控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為提升工作面自動(dòng)化開(kāi)采程度及開(kāi)采效率，提高設(shè)備子系統(tǒng)相互協(xié)同工作的安全性，本發(fā)明提出一種基于采煤機(jī)和支架協(xié)同控制的記憶割煤控制方法，保障了綜采工作面的安全高效自動(dòng)化開(kāi)采。

一種基于采煤機(jī)和支架協(xié)同控制的記憶割煤控制方法，其相關(guān)系統(tǒng)主要包括工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)、采煤機(jī)控制系統(tǒng)、智能協(xié)同控制系統(tǒng)三大部分組成。

本發(fā)明基于采煤機(jī)控制系統(tǒng)和液壓支架控制系統(tǒng)信息交互基礎(chǔ)，智能協(xié)同控制系統(tǒng)采用自動(dòng)系統(tǒng)控制方法用于工作面自動(dòng)化開(kāi)采，其執(zhí)行設(shè)備包括采煤機(jī)機(jī)及其控制系統(tǒng)、液壓支架、支架控制器及其控制系統(tǒng)。采煤機(jī)控制系統(tǒng)與智能協(xié)同控制系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)用通訊線進(jìn)行傳輸采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。支架電液控制系統(tǒng)與智能協(xié)同控制系統(tǒng)部署在同一主機(jī)中，兩個(gè)系統(tǒng)共享液壓支架傳感數(shù)據(jù)和采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)傳感數(shù)據(jù)。智能協(xié)同控制系統(tǒng)可將采煤機(jī)記憶割煤劃分為對(duì)應(yīng)的階段記憶，分別通過(guò)采煤機(jī)控制系統(tǒng)和液壓支架控制系統(tǒng)對(duì)采煤機(jī)和支架進(jìn)行動(dòng)作控制。

采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)傳感器分別安裝在采煤機(jī)機(jī)身和液壓支架立柱上，其中采煤機(jī)機(jī)身上安裝采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)傳感器的發(fā)送裝置，其中每個(gè)液壓支架立柱上安裝一個(gè)采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)傳感器的接收裝置。當(dāng)采煤機(jī)依據(jù)采煤工藝自動(dòng)運(yùn)行采煤時(shí)，采煤機(jī)機(jī)身上的發(fā)送裝置發(fā)送有范圍限制的紅外線信號(hào)，在此發(fā)送范圍內(nèi)的液壓支架立柱上的接收裝置收到該信號(hào)后，將這些信息報(bào)送給支架控制器，支架控制器根據(jù)這些信息判斷采煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

依據(jù)采煤工藝確定并設(shè)置機(jī)架協(xié)同點(diǎn)，機(jī)架協(xié)同點(diǎn)以液壓支架為基本單位，即依據(jù)采煤工藝選取工作面上的一個(gè)或多個(gè)液壓支架所在范圍作為對(duì)應(yīng)的一個(gè)機(jī)架協(xié)同點(diǎn)。結(jié)合采煤工藝中采煤機(jī)在工作面不同運(yùn)行方向和跟機(jī)階段，智能協(xié)同系統(tǒng)將采煤機(jī)記憶割煤劃分為對(duì)應(yīng)的階段記憶，對(duì)采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和支架跟機(jī)動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行判斷，完成采煤機(jī)和支架協(xié)同控制過(guò)程。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明所述基于采煤機(jī)和支架協(xié)同控制的記憶割煤控制系統(tǒng)連接簡(jiǎn)圖。

附圖2為本發(fā)明所述關(guān)鍵記憶割煤階段和機(jī)架協(xié)同點(diǎn)布置圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施步驟為：

①依據(jù)采煤工藝確定并設(shè)置機(jī)架協(xié)同點(diǎn)參數(shù)；

②啟動(dòng)采煤機(jī)控制系統(tǒng)、電液控制系統(tǒng)、智能協(xié)同系統(tǒng)；

③啟動(dòng)采煤機(jī)，開(kāi)始按相關(guān)采煤工藝進(jìn)行采煤工作；

④啟動(dòng)液壓支架控制系統(tǒng)工作面自動(dòng)跟機(jī)功能；

⑤智能系統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)采煤機(jī)控制系統(tǒng)、液壓支架控制系統(tǒng)對(duì)采煤機(jī)和支架進(jìn)行協(xié)同控制，根據(jù)不同區(qū)域支架狀態(tài)向采煤機(jī)發(fā)出下一階段運(yùn)行狀態(tài)控制指令。

下面結(jié)合具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明機(jī)架協(xié)同點(diǎn)的設(shè)置和控制方式：

參見(jiàn)附圖2，假設(shè)采煤工藝可劃分為22個(gè)階段，以上行割煤為例，在第2、3、5、6、7、8、11階段設(shè)置機(jī)架協(xié)同點(diǎn)，與本發(fā)明相關(guān)的機(jī)架協(xié)同點(diǎn)及智能協(xié)同系統(tǒng)判斷依據(jù)如下：

階段2中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，小號(hào)端頭支架執(zhí)行自動(dòng)移架過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中小號(hào)端頭支架區(qū)域1～N號(hào)范圍內(nèi)支架行程值全部小于R₁時(shí)，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第3階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待端頭支架動(dòng)作完成。

階段3中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，小號(hào)端頭支架執(zhí)行推溜過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中小號(hào)端頭支架區(qū)域1～N號(hào)范圍內(nèi)支架行程值全部大于R₂時(shí)，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第4階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待端頭支架動(dòng)作完成。

階段5中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，跟機(jī)移架范圍內(nèi)和上行彎曲段內(nèi)支架補(bǔ)充移架過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中該范圍內(nèi)支架行程值全部小于R₁時(shí)，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第6階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待該范圍內(nèi)支架動(dòng)作完成。

階段6中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，清浮煤過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷是否清浮煤階段結(jié)束，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第7階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)重復(fù)執(zhí)行清浮煤記憶階段。

階段7中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，上行彎曲段形成過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中彎曲段范圍內(nèi)支架是否全部動(dòng)作完成，如果完成，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第8階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待彎曲段范圍內(nèi)支架動(dòng)作完成。

階段8中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，上行彎曲段至大號(hào)端頭范圍內(nèi)支架推溜過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中彎曲段范圍內(nèi)支架行程值全部大于R₂，如果滿(mǎn)足，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第9階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待該范圍內(nèi)支架動(dòng)作完成。

階段11中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，跟機(jī)工藝切換過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中上行跟機(jī)工藝是否完成，如果完成，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第12階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待相關(guān)支架動(dòng)作完成。

以下行割煤為例，在第13、14、16、17、18、19、22階段設(shè)置機(jī)架協(xié)同點(diǎn)，與本發(fā)明相關(guān)的機(jī)架協(xié)同點(diǎn)及智能協(xié)同系統(tǒng)判斷依據(jù)如下：

階段13中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，大號(hào)端頭支架執(zhí)行自動(dòng)移架過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中大號(hào)端頭支架區(qū)域即M號(hào)至大號(hào)端頭架范圍內(nèi)支架行程值全部小于R₁時(shí)，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第14階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待端頭支架動(dòng)作完成。

階段14中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，大號(hào)端頭支架執(zhí)行推溜過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中大號(hào)端頭支架區(qū)域即M號(hào)至大號(hào)端頭架范圍內(nèi)支架行程值全部大于R₂時(shí)，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第15階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待端頭支架動(dòng)作完成。

階段16中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，跟機(jī)移架范圍內(nèi)和下行彎曲段內(nèi)支架補(bǔ)充移架過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中該范圍內(nèi)支架行程值全部小于R₁時(shí)，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第17階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待該范圍內(nèi)支架動(dòng)作完成。

階段17中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，清浮煤過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷是否清浮煤階段結(jié)束，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第18階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)重復(fù)執(zhí)行清浮煤記憶階段。

階段18中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，下行彎曲段形成過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中彎曲段范圍內(nèi)支架是否全部動(dòng)作完成，如果完成，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第19階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待彎曲段范圍內(nèi)支架動(dòng)作完成。

階段19中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，下行彎曲段至小號(hào)端頭范圍內(nèi)支架推溜過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中彎曲段范圍內(nèi)支架行程值全部大于R₂，如果滿(mǎn)足，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第20階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待該范圍內(nèi)支架動(dòng)作完成。

階段22中協(xié)同點(diǎn)：在此協(xié)同點(diǎn)，跟機(jī)工藝切換過(guò)程，智能協(xié)同系統(tǒng)判斷電液控制系統(tǒng)中下行跟機(jī)工藝是否完成，如果完成，向采煤機(jī)發(fā)送繼續(xù)執(zhí)行第1階段記憶割煤指令；否則，采煤機(jī)暫停記憶截割，等待相關(guān)支架動(dòng)作完成。

以上所述，僅為本發(fā)明專(zhuān)利較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專(zhuān)利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍之內(nèi)。