本發明實施例涉及煤礦開采技術，尤其涉及一種煤礦綜采設備的控制方法、裝置及煤礦綜采設備。

背景技術：

綜采工作面由多臺液壓支架在工作面依次排列而成，實現對工作面頂板的支撐和對刮板運輸機的遷移。液壓支架和采煤機協同工作，完成煤礦的開采。

現有的支架控制方式根據采煤工藝決定各個液壓支架執行的具體動作和執行動作的時間，經常會出現液壓支架同時動作的數量過多，從而導致液壓支架動作慢、液壓支架不動作、液壓支架動作速度和采煤機行進速度發送沖突等現象。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種煤礦綜采設備的控制方法、裝置及煤礦綜采設備，以實現控制液壓支架和采煤機協調工作，提高煤礦開采效率。

第一方面，本發明實施例提供了一種煤礦綜采設備的控制方法，包括：

根據采煤工藝確定當前需要動作的液壓支架和相應的液壓支架動作；

在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型查找與所述液壓支架動作相對應的液壓支架動作速度；

根據液壓支架動作速度和液壓支架動作的優先級，確定液壓支架的動作序列組合；

根據液壓支架的動作序列組合以及采煤機的位置和行進速度，控制液壓支架的動作。

進一步的，在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型查找與所述液壓支架動作相對應的液壓支架動作速度包括：

在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型，查找與所述液壓支架動作相對應的液壓支架單獨動作的速度和/或至少兩個液壓支架重疊動作的速度。

進一步的，在根據采煤工藝確定當前需要動作的液壓支架和相應的液壓支架動作之前，還包括：

根據采煤工藝生成至少一個液壓支架的預設動作序列組合，并記錄在預設數據庫中；

將所述至少一個液壓支架的預設動作序列組合執行過程中的液壓支架動作參數和相應的泵站流量記錄在預設數據庫中。

進一步的，在根據液壓支架的動作序列組合以及采煤機的位置和行進速度，控制液壓支架的動作之時，還包括：

在所述液壓支架執行所述液壓支架的動作序列組合過程中，實時獲取所述泵站流量和所述液壓支架動作速度；

將所述泵站流量和所述液壓支架動作速度記錄到所述預設數據庫中。

進一步的，煤礦綜采設備的控制方法還包括：

根據采煤機的位置和行進速度、液壓支架的姿態和動作速度以及泵站流量，調整采煤機的行進速度。

進一步的，根據采煤機的位置和行進速度、液壓支架的姿態和動作速度以及泵站流量，調整采煤機的行進速度包括：

實時獲取所述采煤機的位置和行進速度、所述液壓支架姿態以及泵站流量；

根據當前的所述泵站流量、所述液壓支架的姿態和動作速度，確定所述液壓支架執行動作的剩余時間；

根據當前的所述采煤機的位置和行進速度，確定所述采煤機到達預設位置的剩余時間；

根據所述液壓支架執行動作的剩余時間和所述采煤機到達預設位置的剩余時間，調整采煤機的行進速度。

第二方面，本發明實施例還提供了一種煤礦綜采設備的控制裝置，包括：

液壓支架動作確定模塊，用于根據采煤工藝確定當前需要動作的液壓支架和相應的液壓支架動作；

液壓支架動作速度查找模塊，用于在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型查找與所述液壓支架動作相對應的液壓支架動作速度；

動作序列組合確定模塊，用于根據液壓支架動作速度和液壓支架動作的優先級，確定液壓支架的動作序列組合；

液壓支架控制模塊，用于根據液壓支架的動作序列組合以及采煤機的位置和行進速度，控制液壓支架的動作。

進一步的，液壓支架動作速度查找模塊具體用于：

在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型，查找與所述液壓支架動作相對應的液壓支架單獨動作的速度和/或至少兩個液壓支架重疊動作的速度。

進一步的，煤礦綜采設備的控制裝置還包括：

預設動作序列組合記錄模塊，用于根據采煤工藝生成至少一個液壓支架的預設動作序列組合，并記錄在預設數據庫中；

動作執行數據記錄模塊，用于將所述至少一個液壓支架的預設動作序列組合執行過程中的液壓支架動作參數和相應的泵站流量記錄在預設數據庫中。

進一步的，煤礦綜采設備的控制裝置還包括：

動作執行數據獲取模塊，用于在所述液壓支架執行所述液壓支架的動作序列組合過程中，實時獲取所述泵站流量和所述液壓支架動作速度；

實時數據記錄模塊，用于將所述泵站流量和所述液壓支架動作速度記錄到所述預設數據庫中。

進一步的，煤礦綜采設備的控制裝置還包括：

采煤機速度控制模塊，用于根據采煤機的位置和行進速度、液壓支架的姿態和動作速度以及泵站流量，調整采煤機的行進速度。

進一步的，采煤機速度控制模塊具體用于：

實時獲取所述采煤機的位置和行進速度、所述液壓支架姿態以及泵站流量；

根據當前的所述泵站流量、所述液壓支架的姿態和動作速度，確定所述液壓支架執行動作的剩余時間；

根據當前的所述采煤機的位置和行進速度，確定所述采煤機到達預設位置的剩余時間；

根據所述液壓支架執行動作的剩余時間和所述采煤機到達預設位置的剩余時間，調整采煤機的行進速度。

第三方面，本發明實施例還提供了一種煤礦綜采設備，包括第二方面所述的煤礦綜采設備的控制裝置。

本發明通過根據泵站流量和液壓支架動作速度確定液壓支架的動作序列組合，從而控制液壓支架的動作，解決根據采煤工藝控制液壓支架出現支架動作數量過多，導致支架動作慢、支架動作速度和采煤機行進速度沖突的問題，實現液壓支架協調工作的效果。

附圖說明

圖1是本發明實施例一中的一種煤礦綜采設備的控制方法的流程圖；

圖2是本發明實施例一中的煤礦綜采設備的結構示意圖；

圖3是本發明實施例二中的一種煤礦綜采設備的控制方法的流程圖；

圖4是本發明實施例三中的一種煤礦綜采設備的控制方法的流程圖；

圖5是本發明實施例三中的液壓支架動作執行時序圖；

圖6是本發明實施例四中的一種煤礦綜采設備的控制裝置的結構示意圖；

圖7是本發明實施例五中的一種煤礦綜采設備的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。

實施例一

圖1為本發明實施例一提供的一種煤礦綜采設備的控制方法的流程圖，本實施例可適用于煤礦綜采作業中控制煤礦綜采設備的情況，該方法可以由煤礦綜采設備的控制裝置來執行，該裝置可以由硬件和/或軟件來實現，煤礦綜采設備的控制方法具體包括如下步驟：

步驟110、根據采煤工藝確定當前需要動作的液壓支架和相應的液壓支架動作。

其中，各個液壓支架中配置有控制器，各個液壓支架之間通過電纜連接，控制器之間可以通過電纜實現相互通信。控制器可以根據采煤工藝確定當前情況下，液壓支架是否需要動作，當液壓支架需要動作時，確定液壓支架需要做出的具體動作。

步驟120、在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型查找與液壓支架動作相對應的液壓支架動作速度。

可選的，在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型查找與液壓支架動作相對應的液壓支架動作速度包括：在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型，查找與液壓支架動作相對應的液壓支架單獨動作的速度和/或至少兩個液壓支架重疊動作的速度。

其中，在液壓支架的控制器中存儲有預設數據庫，該預設數據庫記錄了液壓支架在不同泵站流量的條件下，執行不同動作類型的動作時，執行動作的速度，并且液壓支架的速度包括液壓支架單獨動作的速度以及至少兩個液壓支架重疊動作的速度。液壓支架執行動作的速度為液壓支架完成一個動作的平均速度。至少兩個液壓支架重疊動作是指兩個或兩個以上的液壓支架同時執行的動作。液壓支架的動作類型包括：升柱、降柱、推溜、伸護幫和收護幫。首先在預設數據庫中查找與當前的泵站流量最接近的泵站流量，然后，在最接近的泵站流量條件下，查找與液壓支架將要執行的動作類型相匹配的液壓支架的動作速度。示例的，根據采煤工藝確定液壓支架1需要單獨執行收護幫動作(可以在預設數據庫中將收護幫動作記為H)，當前泵站流量為Q₁，在預設數據庫中，查找到與泵站流量Q₁最接近的泵站流量條件為Q₂，在泵站流量Q₂條件下，查找到液壓支架1執行收護幫動作的速度為V_1-H，將速度V_1-H作為查找結果。

可選的，在根據采煤工藝確定當前需要動作的液壓支架和相應的液壓支架動作之前，還包括：根據采煤工藝生成至少一個液壓支架的預設動作序列組合，并記錄在預設數據庫中；將至少一個液壓支架的預設動作序列組合執行過程中的液壓支架動作參數和相應的泵站流量記錄在預設數據庫中。其中，液壓支架的控制器根據采煤工藝控制液壓支架動作，并可以預設的多組采煤工藝控制規則，嘗試多種動作組合?？刂破饔涗浺簤褐Ъ苊看蝿幼髑昂蛣幼髦械脑敿殔?，如液壓支架的實時姿態和泵站的實時流量。并根據統計的數據，確定液壓支架的單獨動作以及重疊動作執行過程中的動作速度。示例的，在預設數據庫中記錄液壓支架執行動作時的泵站流量、本液壓支架的動作類型、本液壓支架編號、與本液壓支架重疊動作的液壓支架的編號及動作類型、本液壓支架的動作速度和與本液壓支架重疊動作的液壓支架的動作速度。其中動作速度可以通過獲取到的液壓支架動作前的姿態參數、動作后的姿態參數和執行動作的時間，計算執行動作的平均速度作為動作速度，示例的，如液壓支架1單獨執行了收護幫動作，液壓支架收護幫之前的角度為A_1-H1，收護幫之后的角度為A_1-H2，收護幫的時間為T_1-H，則收護幫速度為速度為V_1-H＝|A_1-H1-A_1-H2|/T_1-H。如液壓支架1收護幫動作和液壓支架2的拉架動作重疊，則在液壓支架1的預設數據庫中存儲有液壓支架1收護幫和液壓支架2拉架一起動作時的平均速度V_1-2-H-L，而液壓支架2的預設數據庫中存儲有液壓支架2拉架與液壓支架1收護幫一起動作的平均速度V_2-1-L-H。

步驟130、根據液壓支架動作速度和液壓支架動作的優先級，確定液壓支架的動作序列組合。

其中，根據采煤工藝和液壓支架動作類型確定各個液壓支架動作的優先級，示例的，在采煤機行進方向前方的液壓支架的收護幫動作和在采煤機行進方向后方的移架動作需要根據采煤機的位置立即動作，具備較高的優先級；而在采煤機行進方向后方的液壓支架的成組推溜動作，優先級較低，可以利用采煤機在處理端頭或端尾工藝時完成。結合液壓支架動作速度，將液壓支架的動作進行排列，生成液壓支架的動作序列組合。需要動作的液壓支架可以是一個或一個以上，當需要動作的液壓支架為一個時，液壓支架的動作序列組合是將該液壓支架需要執行的動作按照時序進行排列后生成的，該液壓支架執行的動作可以有重疊動作；當需要動作的液壓支架為一個以上時，液壓支架的動作序列組合是將各個液壓支架需要執行的動作按照時序進行排列組合生成的，同一個液壓支架的動作可以有重疊，不同液壓支架的動作也可以有重疊。

步驟140、根據液壓支架的動作序列組合以及采煤機的位置和行進速度，控制液壓支架的動作。

其中，在確定液壓支架的動作序列組合之后，結合采煤機的位置和行進速度，控制液壓支架的動作。示例的，如圖2所示，煤礦綜采設備包括采煤機210、刮板輸送機220和液壓支架55-96，圖2中僅示出了部分液壓支架。采煤機210的中心位置位于液壓支架70的中心位置，采煤機210整體位置對應液壓支架64-76，收護幫距離為9倍的液壓支架中心位置間隔距離，移架距離為8倍的液壓支架中心位置間隔距離，成組推溜距離為12倍的液壓支架中心位置間隔距離，采煤機210如圖中箭頭所示方向行進，此時，液壓支架64-76已經完成收護幫動作，液壓支架60開始執行收護幫動作，液壓支架61-63處于收護幫動作的執行過程中，且收護幫動作的執行進程逐個遞進。液壓支架79開始執行移架動作，液壓支架80-96完成移架動作。液壓支架83-93處于成組推溜動作過程中，且推溜動作的執行進程逐個遞進。在同一時刻，多個液壓支架按照液壓支架的動作序列組合執行重疊動作。

本實施例的技術方案，通過根據泵站流量和液壓支架動作速度確定液壓支架的動作序列組合，從而控制液壓支架的動作，解決根據采煤工藝控制液壓支架出現支架動作數量過多，導致支架動作慢、支架動作速度和采煤機行進速度沖突的問題，實現液壓支架協調工作的效果。

實施例二

圖3為本發明實施例二提供的一種煤礦綜采設備的控制方法的流程圖，本實施例的技術方案是在上述技術方案的基礎上進一步細化，煤礦綜采設備的控制方法，還包括：

步驟310、在液壓支架執行液壓支架的動作序列組合過程中，實時獲取泵站流量和液壓支架動作速度。

煤礦綜采設備中設置有相應的傳感器用于獲取泵站流量和液壓支架的實時姿態，根據液壓支架的實時姿態可以確定液壓支架動作速度。示例的，在液壓支架的護幫安裝傾角傳感器用于測量護幫的伸收幅度，在液壓支架的頂板、掩護梁、連桿和底座安裝傾角傳感器用于測量支架高端和底座的俯仰角度，在液壓支架的推移千斤頂里面安裝行程傳感器用于測量推移桿的伸收幅度，在液壓支架的側護千斤頂安裝行程傳感器用于測量側護的伸收幅度，在液壓支架的進液管串接流量傳感器用于測量進液管流量的大小，在泵站的總進液管串接流量傳感器，測量總進液管流量的大小。

步驟320、將泵站流量和液壓支架動作速度記錄到預設數據庫中。

在液壓支架動作過程中，實時測量當前的泵站流量和液壓支架的姿態，計算液壓支架動作的速度，統計液壓支架完成動作的時間，并把泵站流量、液壓支架動作完成時間和液壓支架動作幅度等數據存儲在預設數據庫中，補充預設數據庫中的數據。

需要說明的是，步驟310和320是在執行步驟140時執行的，不限于圖3中所示的執行順序。

本實施例的技術方案，在液壓支架動作過程中，獲取煤礦綜采設備的運行參數，記錄到預設數據庫中，使得預設數據庫中的數據不斷豐富，從而為液壓支架的動作提供更多的參考數據，提高液壓支架動作的效率。

實施例三

圖4為本發明實施例三提供的一種煤礦綜采設備的控制方法的流程圖，本實施例的技術方案是在上述技術方案的基礎上進一步細化，煤礦綜采設備的控制方法，還包括：

步驟410、根據采煤機的位置和行進速度、液壓支架的姿態和動作速度以及泵站流量，調整采煤機的行進速度。

可選的，步驟410包括：實時獲取采煤機的位置和行進速度、液壓支架姿態以及泵站流量；根據當前的泵站流量、液壓支架的姿態和動作速度，確定液壓支架執行動作的剩余時間；根據當前的采煤機的位置和行進速度，確定采煤機到達預設位置的剩余時間；根據液壓支架執行動作的剩余時間和采煤機到達預設位置的剩余時間，調整采煤機的行進速度。

其中，根據當前液壓支架的姿態和上一時刻獲取的液壓支架的姿態，以及獲取液壓支架姿態的時間周期，可以確定液壓支架的動作速度；進一步根據液壓支架當前姿態和動作結束時的姿態，以及液壓支架動作速度可以確定液壓支架執行動作的剩余時間，因為泵站流量會影響液壓支架的動作速度，所以將泵站流量也作為考慮因素，用于預測液壓支架動作速度的變化趨勢，從而可以得到更加準確的液壓支架執行動作的剩余時間；采煤機的位置為采煤機相對液壓支架的位置；根據采煤工藝，液壓支架的收護幫、移架和成組推溜等動作是根據采煤機的位置和預設的觸發距離觸發相應動作的，并且，當采煤機到達某個位置，與該位置對應的液壓支架動作需要執行完成，例如，圖2中所示的煤礦綜采設備，在采煤機210中心位置處于液壓支架70時，液壓支架60開始收護幫動作，在采煤機210中心位置到達液壓支架71之前，必須完成液壓支架60收護幫動作。那么相對于液壓支架60的收護幫動作，液壓支架71的中心位置即為采煤機210要到達的預設位置，根據采煤機210的當前位置(液壓支架70的中心位置)和行進速度確定采煤機210到達預設位置(液壓支架71的中心位置)的剩余時間。將采煤機210從當前位置移動到液壓支架71的中心位置的剩余時間記為T_C，液壓支架60執行收護幫動作的剩余時間記為T_Y，當T_C大于T_Y時，提高采煤機的行進速度；當T_C小于T_Y時，降低采煤機的行進速度。可以理解的是，上述例子僅以考慮液壓支架60的收護幫動作為例，液壓支架執行動作不限于單個液壓支架執行單個動作，還可以包括單個液壓支架執行疊加動作和多個液壓支架一起執行動作，相應的液壓支架執行動作的剩余時間為單個液壓支架執行疊加動作的剩余時間和多個液壓支架一起執行動作的剩余時間。

示例的，圖2中所示的煤礦綜采設備，采煤機210行進方向為圖2中箭頭所示方向，并且采煤機210中心位置達到液壓支架70架時，液壓支架60需要收護幫，液壓支架79需要執行移架小循環，液壓支架83-93需要推溜。在采煤機210中心位置到達液壓支架71架前，必須完成液壓支架60收護幫和液壓支架79移架小循環這兩個動作，其中液壓支架79的移架小循環動作包括降柱、拉架、升架和伸護幫等動作。假如相鄰兩架之間的中心距為L，采煤機210行進速度為Vs，則采煤機210經過一個液壓支架的時間Ts＝L/Vs。完成液壓支架60收護幫和液壓支架79移架小循環這兩個動作的時間為T，理想狀態下，Ts和T兩者相等，實際情況下，Ts和T兩者差值越小，在泵站流量固定的情況下，采煤效率越高。如圖5所示的液壓支架動作執行時序圖，結合泵站的流量大小，把移架小循環分解開來和其他液壓支架動作進行組合，降低T，從而提高Vs，實現提高采煤效率。

本實施例的技術方案，通過結合泵站的流量大小，根據液壓支架的動作執行狀態和采煤機的運行狀態，調節采煤機的行進速度，以提高采煤效率。

實施例四

圖6為本發明實施例三提供的一種煤礦綜采設備的控制裝置的結構示意圖，該裝置可以配置在各個液壓支架中，煤礦綜采設備的控制裝置60包括：

液壓支架動作確定模塊610，用于根據采煤工藝確定當前需要動作的液壓支架和相應的液壓支架動作；

液壓支架動作速度查找模塊620，用于在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型查找與液壓支架動作相對應的液壓支架動作速度；

動作序列組合確定模塊630，用于根據液壓支架動作速度和液壓支架動作的優先級，確定液壓支架的動作序列組合；

液壓支架控制模塊640，用于根據液壓支架的動作序列組合以及采煤機的位置和行進速度，控制液壓支架的動作。

本實施例的技術方案，通過根據泵站流量和液壓支架動作速度確定液壓支架的動作序列組合，從而控制液壓支架的動作，解決根據采煤工藝控制液壓支架出現支架動作數量過多，導致支架動作慢、支架動作速度和采煤機行進速度沖突的問題，實現液壓支架協調工作的效果。

進一步的，液壓支架動作速度查找模塊具體用于：

在預設數據庫中，根據泵站流量和液壓支架動作類型，查找與液壓支架動作相對應的液壓支架單獨動作的速度和/或至少兩個液壓支架重疊動作的速度。

進一步的，煤礦綜采設備的控制裝置還包括：

預設動作序列組合記錄模塊，用于根據采煤工藝生成至少一個液壓支架的預設動作序列組合，并記錄在預設數據庫中；

動作執行數據記錄模塊，用于將至少一個液壓支架的預設動作序列組合執行過程中的液壓支架動作參數和相應的泵站流量記錄在預設數據庫中。

進一步的，煤礦綜采設備的控制裝置還包括：

動作執行數據獲取模塊，用于在液壓支架執行液壓支架的動作序列組合過程中，實時獲取泵站流量和液壓支架動作速度；

實時數據記錄模塊，用于將泵站流量和液壓支架動作速度記錄到預設數據庫中。

進一步的，煤礦綜采設備的控制裝置還包括：

采煤機速度控制模塊，用于根據采煤機的位置和行進速度、液壓支架的姿態和動作速度以及泵站流量，調整采煤機的行進速度。

進一步的，采煤機速度控制模塊具體用于：

實時獲取采煤機的位置和行進速度、液壓支架姿態以及泵站流量；

根據當前的泵站流量、液壓支架的姿態和動作速度，確定液壓支架執行動作的剩余時間；

根據當前的采煤機的位置和行進速度，確定采煤機到達預設位置的剩余時間；

根據液壓支架執行動作的剩余時間和采煤機到達預設位置的剩余時間，調整采煤機的行進速度。

實施例五

本發明實施例還提供一種煤礦綜采設備，如圖7所示，煤礦綜采設備70包括實施例四提供的煤礦綜采設備的控制裝置60、液壓支架組710、采煤機720、刮板運輸機730和泵站740。液壓支架組710包括至少一個液壓支架用于保護煤礦綜采工作面。

上述產品可執行本發明任意實施例所提供的方法，具備執行方法相應的功能模塊和有益效果。

注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。