一种基于大数据的采煤机采高控制方法及控制系统
技术领域
本发明属于综采工作面采煤机控制领域，具体涉及一种基于大数据的采煤机采高控制方法及控制系统。
背景技术
煤矿生产中综采工作面采煤机采高控制是采煤工程重要的环节，对提高煤炭质量、延长机器寿命、提高设备的可靠性、保障工人安全都有着重要意义。传统综采工作面，采煤机采高数据仅在采煤机机身显示屏幕显示，采煤机司机根据目测观察煤层厚度变化现场进行采高调整，工作人员劳动强度大，且存在安全风险。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于大数据的采煤机采高控制方法及控制系统，降低了工作人员的劳动强度，降低作业风险。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于大数据的采煤机采高控制方法，包括以下步骤：
步骤一、实时采集采煤机前后滚筒的高度信息；
步骤二、对采集的所述采煤机前后滚筒的高度信息过滤筛选，保留位于预设工作面高度范围内的所述采煤机前后滚筒的高度信息；
步骤三、根据累积的所述位于预设工作面高度范围内的所述采煤机前后滚筒的高度信息，绘制得到工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线；
步骤四、控制采煤机前滚筒沿所述工作面顶板理论采高线截割和后滚筒沿所述工作面底板理论采高线截割，或控制采煤机前滚筒沿所述工作面底板理论采高线截割和后滚筒沿所述工作面顶板理论采高线截割，实现采高控制。
进一步地，还包括：
步骤五、当采煤机前后滚筒沿所述工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线截割过程中，若工作面实际采高发生变化时，根据工作面实际采高调节采煤机前后滚筒的高度，使采煤机前后滚筒适应工作面实际采高，并重复步骤一至步骤四。
进一步地，步骤二中，对采集的所述采煤机前后滚筒的高度信息过滤筛选，具体如下：
先判断当前采集的高度信息数据是否为空，若不为空，则保留当前值；
如果当前采集的高度信息数据大于或小于预设工作面高度范围，则将当前采集的高度信息数据过滤掉，否则，保留当前采集的高度信息数据。
一种采煤机采高控制系统，包括：
综采工作面采高传感器，用于实时采集采煤机前后滚筒的高度信息；
大数据分析平台，用于对采集的所述采煤机前后滚筒的高度信息过滤筛选，保留位于预设工作面高度范围内的所述采煤机前后滚筒的高度信息，并根据累积的所述位于预设工作面高度范围内的所述采煤机前后滚筒的高度信息，绘制得到工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线；
采煤机采高控制系统，用于控制采煤机前滚筒沿所述工作面顶板理论采高线截割和后滚筒沿所述工作面底板理论采高线截割，或控制采煤机前滚筒沿所述工作面底板理论采高线截割和后滚筒沿所述工作面顶板理论采高线截割，实现采高控制。
进一步地，所述采煤机采高控制系统，还用于根据工作面实际采高调节采煤机前后滚筒的高度，使采煤机前后滚筒适应工作面实际采高。
进一步地，还包括：
数据传输系统，用于将所述综采工作面采高传感器采集的所述采煤机前后滚筒的高度信息发送给所述大数据分析平台。
进一步地，所述大数据分析平台包括采高数据库，所述采高数据库用于存储所述综采工作面采高传感器采集的所述采煤机前后滚筒的高度信息。
进一步地，所述采煤机采高控制系统通过控制采煤机油缸的伸缩实现对控制采煤机前后滚筒截割高度的控制。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种基于大数据的采煤机采高控制方法，通过实时采集采煤机前后滚筒的高度信息；对采集的采煤机前后滚筒的高度信息过滤筛选，保留位于预设工作面高度范围内的采煤机前后滚筒的高度信息；根据累积的位于预设工作面高度范围内的采煤机前后滚筒的高度信息，绘制得到工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线；控制采煤机前滚筒沿工作面顶板理论采高线截割和后滚筒沿工作面底板理论采高线截割，或控制采煤机前滚筒沿工作面底板理论采高线截割和后滚筒沿工作面顶板理论采高线截割，实现采高控制。与传统的控制方法相比，通过建立历史采高数据库，并结合大数据分析，可以实现全工作面回采过程的采高数据记录，并可以形成具体工作面的截割模型(工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线)，对相邻工作面回采过程中采高调整具有指导意义，降低了工作人员的劳动强度，降低作业风险。
进一步地，当采煤机前后滚筒沿工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线截割过程中，若工作面实际采高发生变化时，根据工作面实际采高调节采煤机前后滚筒的高度，使采煤机前后滚筒适应工作面实际采高，能够修正由于工作面实际采高、震动等原因造成的数据误差，进一步准确指导采煤机的采高控制。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的理论采高线形成模拟图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
结合图1所示，作为本发明的某一具体实施方式，一种基于大数据的采煤机采高控制方法，包括以下步骤：
步骤一、实时采集采煤机前后滚筒的高度信息；
步骤二、对采集的采煤机前后滚筒的高度信息过滤筛选，保留位于预设工作面高度范围内的采煤机前后滚筒的高度信息；
对采集的采煤机前后滚筒的高度信息过滤筛选，具体如下：
先判断当前采集的高度信息数据是否为空，若不为空，则保留当前值；
如果当前采集的高度信息数据大于或小于预设工作面高度范围，则将当前采集的高度信息数据过滤掉，否则，保留当前采集的高度信息数据；
过滤筛选算法如下：
变量：x1＝左滚筒预设采高最大值，x2＝左滚筒预设采高最小值，y1＝右滚筒预设采高最大值，y2＝左滚筒预设采高最小值，x＝左滚筒当前采高值，y＝右滚筒当前采高值；
f(x)＝x(x1≤x≤x2)
f(y)＝y(y1≤y≤y2)
步骤三、根据累积的位于预设工作面高度范围内的采煤机前后滚筒的高度信息，绘制得到工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线；
步骤四、控制采煤机前滚筒沿工作面顶板理论采高线截割和后滚筒沿工作面底板理论采高线截割，或控制采煤机前滚筒沿工作面底板理论采高线截割和后滚筒沿工作面顶板理论采高线截割，实现采高控制；
步骤五、当采煤机前后滚筒沿工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线截割过程中，若工作面实际采高发生变化时，根据工作面实际采高调节采煤机前后滚筒的高度，使采煤机前后滚筒适应工作面实际采高，并重复步骤一至步骤四。
一种采煤机采高控制系统，包括：
综采工作面采高传感器，用于实时采集采煤机前后滚筒的高度信息；
数据传输系统，用于将综采工作面采高传感器采集的采煤机前后滚筒的高度信息发送给大数据分析平台；
大数据分析平台，用于对采集的采煤机前后滚筒的高度信息过滤筛选，保留位于预设工作面高度范围内的采煤机前后滚筒的高度信息，并根据累积的位于预设工作面高度范围内的采煤机前后滚筒的高度信息，绘制得到工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线；具体的，大数据分析平台包括采高数据库，采高数据库用于存储综采工作面采高传感器采集的采煤机前后滚筒的高度信息；
采煤机采高控制系统，用于控制采煤机前滚筒沿工作面顶板理论采高线截割和后滚筒沿工作面底板理论采高线截割，或控制采煤机前滚筒沿工作面底板理论采高线截割和后滚筒沿工作面顶板理论采高线截割，实现采高控制；具体的，采煤机采高控制系统通过控制采煤机油缸的伸缩实现对控制采煤机前后滚筒截割高度的控制；
当采煤机前后滚筒沿工作面顶板理论采高线和工作面底板理论采高线截割过程中，若工作面实际采高发生变化时，采煤机采高控制系统还用于根据工作面实际采高调节采煤机前后滚筒的高度，使采煤机前后滚筒适应工作面实际采高。
大数据分析平台数据分析处理能力较强，可以对采煤机采高传感器采集数据的分析筛选。
下面具体的对本发明做进一步详细的解释说明。
综采工作面安装完成后进入初采初放阶段，此时采煤机由采煤机司机就地操作，采煤机采高传感器实时监测采集采煤机前后滚筒的高度信息，并利用数据传输系统实时将采煤机前后滚筒的高度信息传输至大数据分析平台中的历史采高数据库。
大数据分析平台利用算法对采高数据库中采煤机前后滚筒的高度信息进行筛选分析，当初采初放结束时，可以根据多次累加的采煤机前后滚筒的高度信息描绘出工作面顶板理论采高线及工作面底板理论采高线(即工作面理论顶板理论采高线及工作面理论底板理论采高线)。
当综采工作面控制系统进入自动控制模式时，大数据分析平台通过数据传输系统将理论顶板采高线和理论底板采高线发送至采煤机控制系统，采煤机控制系统通过两条理论采高线来控制采煤机油缸伸缩，从而控制采高。
当工作面地质条件发生变化时(即工作面实际采高发生变化)，工作面巡视人员通过就地遥控调整采煤机前后滚筒的高度，采煤机采高传感器记录采煤机前后滚筒的高度调整参数，并实时对历史采高数据库进行数据更新，大数据分析平台将在下一循环同步更新理论采高线，最终实现基于大数据分析的采煤机采高控制方法。
即本发明通过构建大数据分析平台，对初采初放期间收集的采高数据进行筛选分析，得出综采工作面两条理论采高线，实际生产过程中，利用理论采高线指导采煤机调整采高，并通过人工就地干预调整，对理论采高线进行实时修正，最终实现采煤机的智能控制。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
