阅读说明：本技术 一种基于离散控制的自动化割煤方法 (Automatic coal cutting method based on discrete control ) 是由 李�东 王海军 孙卓 尹灵通 刘晖 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及煤矿自动化领域,具体是应用于煤矿井下基于离散控制的自动化割煤方法。本发明将连续的工作面离散化,分成很多小区间,根据采煤机的位置将采煤工艺离散化,将采煤工艺分解成多个与采煤机位置一一对应的工步,多个工步按照固定顺序执行,执行到最后一个工步后返回第一个工步,循环执行；不同工步按照不同顺序组合,可以实现各种采煤工艺。本发明基于离散控制的自动化割煤方法随机变化的工作面得到简化,容易建模；复杂、无规律的人工割煤过程被简化为一系列与采煤机位置一一对应的工步,只要确定了采煤机所处的离散化区间与当前工步,就可以得出采煤机的动作,从而可以用数字化控制器,编写固定的程序来实现自动化割煤；灵活性强。(The invention relates to the field of coal mine automation, in particular to an automatic coal cutting method based on discrete control and applied to underground coal mines. The method comprises the steps of discretizing a continuous working surface, dividing the continuous working surface into a plurality of small areas, discretizing a coal mining process according to the position of a coal mining machine, decomposing the coal mining process into a plurality of working steps corresponding to the positions of the coal mining machine one by one, executing the plurality of working steps according to a fixed sequence, returning to the first working step after the last working step is executed, and performing in a circulating manner; different steps are combined according to different sequences, and various coal mining processes can be realized. The working surface of the automatic coal cutting method based on discrete control, which changes randomly, is simplified and is easy to model; the complex and irregular manual coal cutting process is simplified into a series of working steps corresponding to the positions of the coal cutter one by one, and the action of the coal cutter can be obtained as long as the discretization interval where the coal cutter is located and the current working step are determined, so that a fixed program can be written by a digital controller to realize automatic coal cutting; the flexibility is strong.)

一种基于离散控制的自动化割煤方法

技术领域

本发明涉及煤矿自动化领域，具体是应用于煤矿井下基于离散控制的自动化割煤方法。

背景技术

在煤矿中，煤层的形状受地质条件的影响不断变化，因此煤矿采掘工作面的顶板、底板轮廓线是连续变化的，不利于实现自动化割煤；同时，煤矿工人操作采煤设备采煤时，会根据煤层地质条件控制采煤机的运动，采煤速度、效率、质量均受到操作人员的技术水平、经验的影响，而且没有明确的、固定的、可简单重复执行的规律，很难实现自动化割煤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于离散控制的自动化割煤方法，将连续、随机变化的工作面离散化后合理简化，同时将采煤工艺、采煤方法、采煤经验离散化后，分解、抽象成许多简单的、固定的、重复性的工步，从而实现自动化割煤。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于离散控制的自动化割煤方法，具体实现步骤为：

(1)将工作面离散化，分成多个离散化区间；

(2)根据采煤机的位置将采煤工艺离散化，将采煤工艺分解成多个与采煤机位置一一对应的工步，每个工步执行的动作是固定的；

(3)根据采煤机所处位置以及当前工步，确定采煤机的动作；

(4)重复执行设定好的一系列工步，实现自动化割煤。

所述具体实现步骤(1)中，可以根据采煤机的尺寸来确定离散化区间长度，每个离散化区间的长度不超过采煤机滚筒直径的1/3。

在所述离散化区间内，工作面的变化可以忽略不计，可以合理的假定在该区间内工作面顶板、底板都不发生变化，或者按照明斜率为0的正比例函数关系发生变化。

所述具体实现步骤(2)中，将采煤工艺离散化，可以分解、抽象成12个工步。

所述12个工步为：

第1步 机头到机尾区间，根据记忆采高卧底调整摇臂高度；

第2步 机尾割透点，停牵引，滚筒换向；

第3步 机尾割透点到机尾三角煤折返点，进煤窝，根据设定采高调整前摇臂；

第4步 机尾三角煤折返点，停牵引，滚筒换向；

第5步 机尾三角煤折返点到机尾割透点，根据记忆采高卧底调整摇臂高度；

第6步 机尾割透点，停牵引，滚筒换向；

第7步 机尾到机头区间，根据记忆采高卧底调整摇臂高度；

第8步 机头割透点停牵引，滚筒换向；

第9步 机头割透点到机头三角煤折返点，进煤窝，根据设定采高调整前摇臂；

第10步 机头三角煤折返点，停牵引，滚筒换向；

第11步 机头三角煤折返点到机头割透点，根据记忆采高卧底调整摇臂；

第12步 机头割透点，停牵引，滚筒换向。

所述具体实现步骤(3)中，根据采煤机所处位置以及当前工步，确定采煤机的动作的方式，可以利用采煤机上安装的D齿轮传感器或编码器，计算采煤机当前的位置，根据采煤机所处位置，确定采煤机当前工步，控制采煤机执行规定的动作。

所述具体实现步骤(4)中，重复执行设定好的一系列工步是指，将多个工步按照固定顺序执行，执行到最后一个工步后返回第一个工步，循环执行。

所述不同工步按照不同顺序组合，可以实现各种采煤工艺。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)随机变化的工作面得到简化，容易建模；

(2)复杂、无规律的人工割煤过程被简化为一系列与采煤机位置一一对应的工步，只要确定了采煤机所处的离散化区间与当前工步，就可以得出采煤机的动作，从而可以用数字化控制器，编写固定的程序来实现自动化割煤；

(3)不同工步按照不同顺序组合，可以实现各种采煤工艺；

(4)离散化后可以用数字化控制器，编写固定的程序来实现自动化割煤；

(5)设定好程序后，采煤速度、效率、质量不受操作人员的经验、技术水平限制。

附图说明

图1为本发明一种基于离散控制的自动化割煤方法中的工步图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，实现过程如下：

(1)将综采工作面离散化，分成许多小区间。对于300米宽、平均采高为3米的综采工作面，将工作面离散化为1500个小区间，每个区间的宽度为0.2米。在该区间内，可以认为工作面顶板、底板都是水平的，不发生变化，或者说按照斜率为0的正比例函数发生变化；

(2)根据采煤工艺要求，将人工实现的采煤过程离散化，分解、抽象成12个工步，说明见表1。

表1:12个工步及动作

工步	采煤机位置	动作
			第1步	机头到机尾区间	根据记忆采高卧底调整摇臂高度。
第2步	机尾割透点	停牵引，滚筒换向。
			第3步	机尾割透点到机尾三角煤折返点	进煤窝，根据设定采高调整前摇臂。
第4步	机尾三角煤折返点	停牵引，滚筒换向。
			第5步	机尾三角煤折返点到机尾割透点	根据记忆采高卧底调整摇臂高度。
第6步	机尾割透点	停牵引，滚筒换向。
			第7步	机尾到机头区间	根据记忆采高卧底调整摇臂高度
第8步	机头割透点	停牵引，滚筒换向。
			第9步	机头割透点到机头三角煤折返点	进煤窝，根据设定采高调整前摇臂。
第10步	机头三角煤折返点	停牵引，滚筒换向。
			第11步	机头三角煤折返点到机头割透点	根据记忆采高卧底调整摇臂。
第12步	机头割透点	停牵引，滚筒换向。

(3)利用采煤机上安装的D齿轮传感器或编码器，计算采煤机当前的位置，根据采煤机所处位置，确定采煤机当前工步，控制采煤机执行规定的动作；

(4)重复表1的工步及动作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。