【技术实现步骤摘要】
综采工作面采煤机自适应跟随煤层截割路径优化方法
[0001]本专利技术属于自动化采煤
，具体涉及一种综采工作面采煤机自适应跟随煤层截割路径优化方法。
技术介绍
[0002]煤矿智能化建设是煤炭行业高质量发展的重要举措。实现煤矿智能开采，最重要的是实现采场围岩稳定性控制以及“移架
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割煤
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运煤”过程与围岩空间动态变化的适应性控制，综采工作面煤层厚度自适应截割即是有效实现综采工作面割煤过程与围岩动态适应的基本方式。
[0003]目前，“采煤机记忆割煤”是综采工作面煤层厚度自适应截割最主要方式，通过采煤机司机示范操作完成数个完整的截割作业循环，并记录采煤机的位置、滚筒高度、牵引速度等信息，以供控制系统后续自动控制采煤机沿着之前参数进行截割。然而，上述方式无法自适应煤层起伏变化，当煤层分布发生较大变化时，需要再次由人工控制采煤机，获取新的截割记忆并将其作为之后自动截割的参照；同时，现有“采煤机记忆割煤”主要是对截割面的采煤机牵引路径规划，没有结合综采工作面待采煤层的起伏变化进行最优
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种综采工作面采煤机自适应跟随煤层截割路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：实时监测采煤机上下滚筒截割高度位置；S200：获取工作面待采煤层三维分布；所述待采煤层的三维分布包括：煤层沿工作面倾向和走向分布；S300：沿待采煤层走向重采样待采煤层上、下边界多个点的高度位置；其中，上、边界高度位置以大巷地面为参考基准；S400：离散化S300中得到的待采煤层走向数据；S500：根据步骤S100中得到的采煤机上、下滚筒截割高度位置，按照时间序列预测规则建立采煤机滚筒高度预测模型；S600：建立采煤机滚筒截割高度优化模型；其中，优化模型的优化目标为最小化所述各监测点采煤机上滚筒截割高度位置与所述煤层上边界高度位置之差的平方根和所述各监测点采煤机下滚筒截割高度位置与所述煤层下边界高度位置之差的平方根的和，约束条件至少包括采煤机上、下滚筒运行上、下限约束、工作面倾向方向煤层上下边界高度位置约束及采煤机滚筒高度预测模型约束；S700：根据S500中所述采煤机滚筒高度预测模型预测得到的采煤机滚筒高度值，利用S600中所述采煤机滚筒截割高度优化模型，采用粒子群优化算法、遗传算法、蚁群算法、线性规划算法中的一种或数种进行优化求解，得到采煤机上、下滚筒截割高度位置最优值；S800：重复步骤S700，解算出未来多个时刻采煤机上、下滚筒截割高度位置最优值，根据多个时刻采煤机上、下滚筒截割高度位置最优值构建截割最优路径连续规划，得到采煤机截割最优规划路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S100包括：在综采工作面倾向方向的多个液压支架上等距布设监测点，在所述监测点放置传感器；利用所述传感器实时监测采煤机上、下滚筒在割煤时经过所述监测点时的高度位置；其中，采煤机从工作面端头到机尾为循环割煤1刀，监测得到维度为1
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N的上、下滚筒截割高度位置集，N为正整数，且与液压支架或监测点的数量一致。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S300包括：利用S100中等距布置的所述监测点，对在工作面倾向上的待采煤层上、下边界进行离散化和重新采样，获得在多个液压支架处的煤层实际上边界和下边界的高度位置；其中，对于采煤机循环割煤1刀，可得到维度为1
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N的煤层上、下边界高度位置值；所述步骤S400包括：循环截割K刀，根据采煤机滚筒截深，以所述截深为单位，不断重复S300，得到在工作面走向上以所述截深为采样间隔的多组待采煤层上、下边界数据；其中，K＞1，且K为整数，所述多组待采煤层上、下边界数据构成维度为K
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N的煤层上、下边界高度位置值集。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S800之后，所述方法还包括：根据得到采煤机截割最优规划路径，自动控制采煤机沿所述最优规划路径截割煤体。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S600中的采煤机滚筒截割高度优化模型为：
其中，N为S100中布设监测点数量，i为采煤机滚筒在工作面倾向方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：巩师鑫，任怀伟，赵国瑞，杜毅博，杜明，文治国，周杰，韩哲，李帅帅，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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