综采工作面超前支护支护距离监测预警方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了综采工作面超前支护支护距离监测预警方法、装置及系统，该方法包括：获取端头区域图像；在端头区域图像中识别煤壁和单体液压支柱；在非移动状态下，根据识别出的煤壁和单体液压支柱，确定第一排单体液压支柱与煤壁间的实际绘制距离大于标准绘制距离时，发出告警信息。本发明专利技术通过对支护距离超标的违章行进行有效监测，起到了监测预警的作用，更加可靠、及时，提高了煤矿的安全管理水平，一旦工作人员不按规程规定作业，则必须发出告警信息，避免工作人员的伤亡情况发生。

Monitoring and early warning method, device and system of advance support distance in fully mechanized mining face

The embodiment of the invention discloses the monitoring and early warning method, device and system of the advance support distance of the comprehensive mining face, the method includes: obtaining the image of the end area; identifying the coal wall and the single hydraulic prop in the image of the end area; determining the actual drawing distance between the first row of single hydraulic prop and the coal wall in the non moving state according to the identified coal wall and the single hydraulic prop When the distance is greater than the standard drawing distance, an alarm message will be sent out. The invention has the function of monitoring and early warning by effectively monitoring the illegal line with the support distance exceeding the standard, which is more reliable and timely, and improves the safety management level of the coal mine. Once the staff does not operate according to the regulations, the alarm information must be sent to avoid the casualties of the staff.

【技术实现步骤摘要】
综采工作面超前支护支护距离监测预警方法、装置及系统
本专利技术实施例涉及煤矿安全
，具体涉及综采工作面超前支护支护距离监测预警方法、装置及系统。
技术介绍
综采工作面端头是综采工作面与回风巷道、运输巷道相连接的地方，即回采工作面与顺槽(顺槽一般包括运输顺槽和回风顺槽)交叉点处，此处区域特点为悬顶面积大，机械设备多，设备和人员出入频繁，特别是综采工作面端头处的顶板受采动影响压力集中，维护困难，易发生顶板事故。因此，综采工作面端头既是顶板管理的难点，也是顶板管理的重点。超前支护是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于开挖的辅助措施；目前，综采工作面端头超前支护主要有以下两种形式，液压支架、带帽式单体液压支柱。针对两端头采用单体液压支柱超前支护的综采工作面，具体支护方式是带帽单体液压支柱成排布置，每排m根，排距和间距各煤矿不同，随工作面设计及实际作业情况而定。《煤矿安全规程》第九十七条规定，采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m，即由煤壁向综采工作面回采方向不小于20m。单体液压支柱，是指利用液体压力产生工作阻力并实现升柱和卸载的单根可缩性支柱，供矿山支护用，由缸体、活柱、阀等零件组成，以专用油或高含水液压液(含乳化液)等为工作液。单体液压支柱回柱是指采煤机割煤前，需要将两端头本循环待割煤体处单体液压支柱回撤，为采煤机割煤创造作业空间，端头回柱必须保证先支后回，即顺着回采方向最后一排支柱先支设、而后靠近煤壁方向的支柱再回柱。超回柱是指未按规程规定回柱，一次性回撤一个班回采进尺的支柱，造成端头大面积、长时间空顶，容易导致两端头局部冒顶事故；此外，超前支护过程中，单体液压支柱距煤壁的支护距离同样需要在规定范围内，支护距离超标将会增加局部冒顶事故的发生概率，常规手段中，支护距离是否超标只能通过现场测量或者人眼观测的手段进行甄别，准确度低，对工人自觉规范作业要求较高。因此，在综采工作面超前支护作业中，对操作工人支护距离超标现象进行监测，并在不规范作业发生时，对其进行有效的报警，避免两端头局部冒顶事故对工作人员的生命安全构成威胁的情况发生，成为本申请所要解决的技术问题。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供综采工作面超前支护支护距离监测预警方法、装置及系统，以解决现有技术中无法实现当操作工人进行支护距离超标的违规操作时，无法对其进行有效的报警的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供了综采工作面超前支护支护距离监测预警方法，该方法包括：获取端头区域图像；在端头区域图像中识别煤壁和单体液压支柱；在非移动状态下，根据识别出的煤壁和单体液压支柱，确定第一排单体液压支柱与煤壁间的实际绘制距离大于标准绘制距离时，发出告警信息。进一步地，所述标准绘制距离的确定方法，包括：获取煤壁与第一排单体液压支柱的标准距离；通过所述标准距离与比例尺求得所述标准绘制距离。进一步地，所述比例尺的确定方法，包括：获取煤壁与第一排单体液压支柱的实际距离；通过所述实际距离与所述实际绘制距离求得比例尺。进一步地，所述非移动状态的确定方法，具体包括：将连续采集的所述端头区域图像进行比对，当采集到的第M+1帧图像中第一标识参数大于第M帧图像中所述第一标识参数，则判定液压支架处于移动状态；其中，M为大于1的正整数。进一步地，在确定所述非移动状态之前，还包括：按照预设规则从所述端头区域图像中提取预设数量的第一图像帧；识别所述预设数量的第一图像帧中煤壁对应的图像特征；并按照所述第一标识信息对所述煤壁进行标识；根据所述第一标识信息，获取所述第一标识参数。进一步地，所述非移动状态的确定方法，还包括：将连续采集的所述端头区域的图像进行比对，当采集到的第M+1帧图像中第二标识参数不等于第M帧图像中所述第二标识参数，则判定单体液压支架处于移动状态，其中，M为大于1的正整数。进一步地，在确定所述非移动状态之前，还包括：按照预设规则从所述端头区域图像中提取预设数量的第二图像帧；识别所述预设数量的第二图像帧中单体液压支柱对应的图像特征；并按照所述第二标识信息对所述单体液压支柱进行标识；根据所述第二标识信息，获取所述第二标识参数。根据本专利技术实施例的第二方面，提供了综采工作面超前支护支护距离监测预警装置，该装置包括：获取单元501、处理单元502。获取单元501，用于获取端头区域图像；处理单元502，用于在端头区域图像中识别煤壁和单体液压支柱；所述处理单元502还用于在非移动状态下，确定第一排单体液压支柱与煤壁间的实际绘制距离大于标准绘制距离时，发出告警信息。进一步地，所述处理单元还用于，输入煤壁与第一排单体液压支柱的标准距离；通过所述标准距离与比例尺求得所述标准绘制距离。进一步地，所述处理单元还用于，输入煤壁与第一排单体液压支柱的实际距离；通过所述实际距离与所述实际绘制距离求得比例尺。进一步地，所述处理单元还用于，将连续采集的所述端头区域的图像进行比对，当采集到的第M+1帧图像中第一标识参数大于第M帧图像中所述第一标识参数，则判定处于液压支架移动状态；其中，M为大于1的正整数。进一步地，所述处理单元还用于，按照预设规则从所述端头区域的图像中提取预设数量的图像；识别所述预设数量的图像中煤壁对应的图像特征；并按照所述第一标识信息对所述煤壁进行标识；根据所述第一标识信息，获取所述第一标识参数。进一步地，所述处理单元还用于，将连续采集的所述端头区域的图像进行比对，当采集到的第M+1帧图像中第二标识参数不等于第M帧图像中所述第二标识参数，则判定处于单体液压移动状态，其中，M为大于1的正整数。进一步地，所述处理单元还用于，按照预设规则从所述端头区域的图像中提取预设数量的图像；识别所述预设数量的图像中单体液压支柱对应的图像特征；并按照所述第二标识信息对所述单体液压支柱进行标识；根据所述第二标识信息，获取所述第二标识参数。根据本专利技术实施例的第三方面，提供了综采工作面超前支护支护距离监测预警系统，该系统包括：处理器、存储器和报警器；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如上述所述的方法。根据本专利技术实施例的第四方面，提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，一个或多个程序指令用于被综采工作面超前支护支护距离监测预警系统执行如上综采工作面超前支护支护距离监测预警方法中的任一方法步骤。本专利技术实施例具有如下优点：通过对综采工作面超前支护作业中，支护距离超标行为的监测，解决了煤矿综采工作面超前支护时工作人员不按规程规定作业，有效监测第一排单体液压支柱与煤壁距离是否超过规定的标准距离，从而避免端头大面积、长时间空顶，减少由此而导致的端头局部冒顶事故的发生概率。通过对支护距离超标的违章行进行有效监测，本专利方法起到了监测预警的作用，更加可靠、及时，提高了煤矿的安全管理水平，一旦工作人员不按规程规定作业，则必须发出告警信息，避免工作人员的伤亡情况发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.综采工作面超前支护支护距离监测预警方法，其特征在于，所述方法包括：获取端头区域图像；在端头区域图像中识别煤壁和单体液压支柱；在非移动状态下，根据识别出的煤壁和单体液压支柱，确定第一排单体液压支柱与煤壁间的实际绘制距离大于标准绘制距离时，发出告警信息。

【技术特征摘要】
1.综采工作面超前支护支护距离监测预警方法，其特征在于，所述方法包括：获取端头区域图像；在端头区域图像中识别煤壁和单体液压支柱；在非移动状态下，根据识别出的煤壁和单体液压支柱，确定第一排单体液压支柱与煤壁间的实际绘制距离大于标准绘制距离时，发出告警信息。2.根据权利要求1所述的综采工作面超前支护支护距离监测预警方法，其特征在于，所述标准绘制距离的确定方法，包括：获取煤壁与第一排单体液压支柱的标准距离；通过所述标准距离与比例尺求得所述标准绘制距离。3.根据权利要求2所述的综采工作面超前支护支护距离监测预警方法，其特征在于，所述比例尺的确定方法，包括：获取煤壁与第一排单体液压支柱的实际距离；通过所述实际距离与所述实际绘制距离求得比例尺。4.根据权利要求1所述的综采工作面超前支护支护距离监测预警方法，其特征在于，所述非移动状态的确定方法，具体包括：将连续采集的所述端头区域图像进行比对，当采集到的第M+1帧图像中第一标识参数大于第M帧图像中所述第一标识参数，则判定液压支架处于移动状态；其中，M为大于1的正整数。5.根据权利要求4所述的综采工作面超前支护支护距离监测预警方法，其特征在于，在确定所述非移动状态之前，还包括：按照预设规则从所述端头区域图像中提取预设数量的第一图像帧；识别所述预设数量的第一图像帧中煤壁对应的图像特征；并按照所述第一标识信息对所述煤壁进行标识；根据所述第一标识信息，获取所述第一标识参数。6.根据权利要求4所述的综采工作面超前支护支护距离监测预...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广金，侯宇辉，蒙泽敏，赵雅娟，翟展民，
申请(专利权)人：精英数智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14