一种割煤控制方法、装置、电子设备及存储介质

本发明涉及煤矿智能化，特别涉及一种割煤控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、采煤机是综采工作面的核心装备，其智能高效截割是实现综采工作面智能化无人开采的基础保障。在进行综采作业时，采煤机利用液压系统对摇臂及滚筒高度进行调节，以适应不同厚度煤层的开采要求。调节过高或过低都存在问题，如机械损伤或煤炭资源浪费。

2、目前解决该问题还会依靠现场操作人员及时停机调整采掘头的位置解决，工人的劳动强度和危险性较大。

3、为解决上述问题，这里提出一种割煤控制方法、装置、电子设备及存储介质。

技术实现思路

1、本公开的第一方面，提供一种割煤控制方法，所述控制方法包括：

2、获取至少一个雷达探测器在目标区域的反射数据，所述反射数据包括所述目标区域的雷达反射强度；

3、基于所述反射数据，计算所述目标区域的分层信息，所述分层信息包括所述目标区域的煤层、岩层的轮廓信息；

4、根据所述分层信息对所述目标区域进行煤层、岩层定位，得到所述目标区域的割煤信息，所述割煤信息包括所述目标区域的煤层、岩层的三维空间位置坐标；

5、根据所述割煤信息控制采煤机对所述目标区域割煤。

6、结合第一方面，所述基于所述反射数据，计算所述目标区域的分层信息包括：

7、基于所述反射数据，计算所述目标区域的介电常数；

8、根据所述介电常数对所述目标区域进行分层，得到所述目标区域的煤层、岩层的轮廓信息。

9、结合第一方面，所述方法还包括：

10、对所述计算得到的介电常数进行随机梯度下降筛选，得到目标介电常数；

11、根据所述目标介电常数对所述目标区域进行分层。

12、结合第一方面，所述对所述计算得到的介电常数进行随机梯度下降筛选包括利用如下公式进行迭代：

13、，

14、其中，下角标为迭代次数，为搜索权重，为随机梯度，中的元素为[0,1]之间的随机数，为迭代后的所有子个体，为当前迭代时的所有子个体；

15、，

16、其中，为层的搜索权重，层介电常数最大值为，层介电常数最小值为，的取值范围为[1，n]，n为所述目标区域的层数。

17、结合第一方面，所述根据所述分层信息对所述目标区域进行煤层、岩层定位包括对煤层、岩层初步定位，所述初步定位包括：

18、基于所述分层信息中所述目标区域的煤层的轮廓信息，利用如下公式计算煤层的样点数，

19、，

20、其中，为所述目标区域的煤层的初始轮廓信息的样点数，为雷达天线悬空高度；为采样时窗；为采样率；为电磁波在空气中的传播速度；

21、基于所述分层信息中所述目标区域的岩层的轮廓信息，利用如下公式计算岩层的样点数，

22、，

23、其中，为煤层高度；为电磁波在煤层中的传播速度；

24、根据所述煤层所有样点数及所述岩层所有样点数的位置，对所述目标区域进行煤层、岩层定位。

25、结合第一方面，所述方法还包括对煤层、岩层二次定位，所述二次定位包括：

26、搭建误差模型；

27、根据所述误差模型生成误差二维图谱；

28、在所述每个误差二维图谱中设定其煤层厚度阈值erm，筛选煤层厚度er1小于所述煤层厚度阈值erm的区域，并做交集运算，得到煤层、岩层的样点数及位置。

29、结合第一方面，所述误差模型设置在二维网格单元上，所述二维网格单元长度和宽度相等，时窗小于或等于15ns，子波中心频率小于或等于1.2ghz。

30、本公开的第二方面，提供一种割煤控制装置，所述控制装置包括：

31、采煤机及设置于所述采煤机的割煤单元，所述割煤单元包括液压组件、摇臂和滚筒，所述液压组件用于根据煤层厚度调整所述摇臂和滚筒的高度；

32、检测单元，包括雷达探测器，用于获取目标区域的反射数据；

33、计算单元，根据所述反射数据计算所述目标区域的分层信息，所述分层信息包括所述目标区域的煤层、岩层的轮廓信息；

34、定位单元，根据所述分层信息对所述目标区域进行煤层、岩层定位，得到所述目标区域的割煤信息，所述割煤信息包括所述目标区域的煤层、岩层的三维空间位置坐标；

35、割煤控制单元，用于根据所述割煤信息控制所述采煤机对所述目标区域割煤。

36、本公开的第三方面，提供一种电子设备，包括：

37、一个或多个处理器；

38、存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现上述中任一项割煤控制方法。

39、本公开的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时能实现上述中任一项割煤控制方法。

40、本公开提供的一种割煤控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过利用雷达传感器获取工作面的地质信息，并利用地质信息实现对地质条件的智能识别和预测，进而优化采煤机的工作参数进行割煤。通过实施该方案，能够精准识别煤层和岩层的边界和特性，自动调整采煤机的割煤路径和速度，减少了设备损耗，降低了故障率和维护成本，提高了割煤效率，延长了设备使用寿命。

技术特征：

1.一种割煤控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述反射数据，计算所述目标区域的分层信息包括：

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述对所述计算得到的介电常数进行随机梯度下降筛选包括利用如下公式进行迭代：

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述分层信息对所述目标区域进行煤层、岩层定位包括对煤层、岩层初步定位，所述初步定位包括：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括对煤层、岩层二次定位，所述二次定位包括：

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述误差模型设置在二维网格单元上，所述二维网格单元尺寸为长度和宽度相等，时窗小于或等于15ns，子波中心频率小于或等于1.2ghz。

8.一种割煤控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据权利要求1至7中任一项所述割煤控制方法。

技术总结本公开提供一种割煤控制方法、装置、电子设备及存储介质，所述控制方法包括：获取至少一个雷达探测器在目标区域的反射数据，所述反射数据包括所述目标区域的雷达反射强度；基于所述反射数据，计算所述目标区域的分层信息，所述分层信息包括所述目标区域的煤层、岩层的轮廓信息；根据所述分层信息对所述目标区域进行煤层、岩层定位，得到所述目标区域的割煤信息，所述割煤信息包括所述目标区域的煤层、岩层的三维空间位置坐标；根据所述割煤信息控制采煤机对所述目标区域割煤。技术研发人员：唐守锋,王一宁,王志强,童敏明,程德强,刘海受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18