本發(fā)明屬于巖性識(shí)別，特別涉及一種基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、原煤中不可避免的混有矸石，在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，在開(kāi)采到矸石時(shí)，會(huì)造成采煤機(jī)等設(shè)備磨損加快、運(yùn)輸成本和能耗上升、洗選成本增加和煤炭品質(zhì)降低等問(wèn)題。

2、目前，針對(duì)不同的工況環(huán)境和煤巖類(lèi)別，不同煤巖識(shí)別方法因其識(shí)別技術(shù)原理的側(cè)重不同存在不同的局限性。紅外熱成像技術(shù)是基于對(duì)采煤機(jī)滾筒截割時(shí)溫度差異的識(shí)別來(lái)判定截割對(duì)象，即當(dāng)滾筒截割巖層時(shí)溫度高于截割煤層時(shí)的溫度，通過(guò)這種溫度對(duì)比，可對(duì)滾筒截割的對(duì)象是煤層或者巖層作出判斷。但其工作量較大、費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，在復(fù)雜開(kāi)采環(huán)境中難以實(shí)時(shí)捕捉截齒與煤巖接觸的精確溫度，因此在實(shí)際應(yīng)用中受到嚴(yán)重限制。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)采集采煤機(jī)截齒、搖臂、轉(zhuǎn)軸及機(jī)身的振動(dòng)信號(hào)來(lái)判斷是否截割到煤巖界面。該技術(shù)的應(yīng)用前提為煤和巖層的普氏系數(shù)存在顯著差異，僅當(dāng)采煤機(jī)截割至巖層時(shí)，煤巖界面方可被檢測(cè)出來(lái)。振動(dòng)信號(hào)在傳播過(guò)程中易衰減，導(dǎo)致探測(cè)距離短且難度增大，影響了識(shí)別的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。圖像識(shí)別技術(shù)使用可見(jiàn)光獲取煤巖圖像，根據(jù)頂?shù)装迕簬r界面的顏色、紋理、形狀、斷口、光澤等的差異進(jìn)行煤巖識(shí)別。目前仍處于試驗(yàn)階段，尚未達(dá)到廣泛推廣應(yīng)用的成熟度，仍需進(jìn)一步的技術(shù)突破和優(yōu)化。γ射線法探測(cè)技術(shù)利用射線傳感器接收煤巖層放射的γ射線強(qiáng)度，從而推算煤層厚度。但該技術(shù)危害較大，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)危害礦工的身體健康。

3、因此，亟待提出一種安全、高效和高精度的煤巖識(shí)別及采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，以基于截齒受力數(shù)據(jù)并結(jié)合采煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤巖的準(zhǔn)確高效識(shí)別以及對(duì)采煤機(jī)的自適應(yīng)調(diào)控。

2、本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，方法所應(yīng)用采煤機(jī)的每個(gè)截齒根部設(shè)置有壓力傳感器，壓力傳感器信號(hào)連接有數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元信號(hào)連接采煤機(jī)控制器，采煤機(jī)控制器信號(hào)連接有上位機(jī)；

4、方法包括如下步驟：

5、s1.?獲取采煤機(jī)在截割不同煤巖性質(zhì)條件下每個(gè)壓力傳感器收集到的截齒受力原始數(shù)據(jù)和采煤機(jī)的截割參數(shù)；

6、s2.?對(duì)截齒受力原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

7、s3.?訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，機(jī)器學(xué)習(xí)模型選擇隨機(jī)森林模型進(jìn)行訓(xùn)練及煤巖性質(zhì)的分類(lèi)識(shí)別；

8、s4.?對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行驗(yàn)證；

9、s5.?依據(jù)優(yōu)化后的模型輸出的結(jié)果對(duì)采煤機(jī)截割參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

10、在上述基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提出了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，該計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲(chǔ)器和一個(gè)或多個(gè)處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有可執(zhí)行代碼，所述處理器執(zhí)行所述可執(zhí)行代碼時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)上面述及的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法。

11、在上述基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序；該程序被處理器執(zhí)行時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)上面述及的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法。

12、本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

13、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置于每個(gè)截齒根部的壓力傳感器實(shí)時(shí)獲取截齒受力原始數(shù)據(jù)，結(jié)合采煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，利用數(shù)據(jù)處理與分析算法準(zhǔn)確高效識(shí)別煤巖界面，并據(jù)此對(duì)采煤機(jī)截割參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)安全、高效和高精度的煤巖識(shí)別及采煤機(jī)的自適應(yīng)調(diào)控，提高采煤作業(yè)智能化，提高煤炭開(kāi)采效率，降低設(shè)備磨損，保障開(kāi)采作業(yè)的安全與穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，所述s1具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，所述s2具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，所述s3具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，所述s31中時(shí)域特征包括均值、方差、峰值、峰-峰值和均方根；所述s31中頻域特征包括快速傅里葉變換、頻譜幅值、頻譜能量、功率譜密度和頻域重心。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，所述s4具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，所述s5具體為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于，數(shù)據(jù)采集單元經(jīng)無(wú)線傳輸模塊信號(hào)連接采煤機(jī)控制器。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和一個(gè)或多個(gè)處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有可執(zhí)行代碼，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述可執(zhí)行代碼時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序，其特征在于，程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于巖性識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，以基于截齒受力數(shù)據(jù)并結(jié)合采煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤巖的準(zhǔn)確高效識(shí)別以及對(duì)采煤機(jī)的自適應(yīng)調(diào)控。本發(fā)明述及的基于截齒受力監(jiān)測(cè)煤巖識(shí)別的采煤機(jī)自適應(yīng)調(diào)控方法，通過(guò)設(shè)置于每個(gè)截齒根部的壓力傳感器實(shí)時(shí)獲取截齒受力原始數(shù)據(jù)，結(jié)合采煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，利用數(shù)據(jù)處理與分析算法準(zhǔn)確高效識(shí)別煤巖界面，并據(jù)此對(duì)采煤機(jī)截割參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)安全、高效和高精度的煤巖識(shí)別及采煤機(jī)的自適應(yīng)調(diào)控，提高采煤作業(yè)智能化，提高煤炭開(kāi)采效率，降低設(shè)備磨損，保障開(kāi)采作業(yè)的安全與穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：欒恒杰,劉子怡,魏加樂(lè),劉建康
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8