本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法。
背景技术：
实现放顶煤综采工作面后部刮板运输机的煤量自动控制，是实现自动化放顶煤的一个重要环节,但放顶煤综采工作面生产过程中，后部刮板运输机的煤量控制并不是通过自动检测、自动调节所形成的自动化闭环系统。其中后部刮板运输机的煤量检测，是通过井下集控中心的人员观察后部刮板运输机的电流大小进行估测，后部刮板运输机煤量的调节则需要通过集控中心人员根据经验指挥放顶煤支架的操作工人进行操作。由于工人的业务水平不同，放顶煤工作面的地质条件也不同，由人工参与构成的后部刮板运输机煤量控制闭环系统，经常会出现后部刮板运输机上的煤量不足或者过多，由此导致后部刮板运输机运力的浪费或者过载。由于缺乏对放顶煤支架上方煤、矸大小实现自动快速识别装置或方法，人工需要深度参与放顶煤支架的放煤操作。同时，后部刮板运输机的煤量检测与煤量自动调节缺少有效的自动配合方法，使得后部刮板运输机煤量无法实现自动控制。这种传统的控制方式无疑会增加了人力成本，增加了人员工作量。
要实现放顶煤综采工作面的后部刮板运输机煤量自动控制，就需要将即由煤量检测与煤量自动调节构成闭环。放顶煤综采工作面生产过程中，要实现后部刮板运输机的煤量自动控制，需要解决三个主要问题：(1)、后部刮板运输机上煤量的自动检测；(2)、小的时间尺度下，建立调节后部刮板运输机上煤量的操作方式；(3)、在(1)、(2)的基础上，实现后部刮板运输机上煤量检测与调节后部刮板运输机煤量操作方式的协调控制。
问题(1)可以通过检测后部刮板运输机的电流进行估算，再通过转载机上的煤量扫描仪进行校准等方案进行解决；但对于问题(2)和(3)，当前并没有相关的自动化解决方案。当前由于还没有对放顶煤支架上方煤、矸大小实现自动快速识别装置或方法，自动调节放顶煤支架的放煤口大小，存在着大块矸石卡住放煤口的风险，严重时会导致放顶煤支架与后部刮板运输机的损坏，因此放顶煤支架放煤量的控制依然需要人工的深度参与；问题(3)决定着最终后部刮板运输机上煤量的自动控制，由于缺少了问题(2)的实现，问题(3)当前也是需要人工深度参与，在井下集控中心通过人工进行观测指挥来实现。
技术实现要素：
本发明目的是针对上述问题，提供一种放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，在放顶煤综采工作面没有对放顶煤支架上方煤、矸大小自动快速识别装置或方法的情况下，建立一种调节后部刮板运输机上煤量的操作方法，并在此基础上实现后部刮板运输机煤量的自动控制。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，包括以下步骤：
s1：开始；
s2：系统初始化设置；包括设置放顶煤支架放煤的总时长ttot、放煤方式m、放煤方式m所对应的放煤口大小gm和放煤时长tm、放煤小时间段的个数n，计算每个放煤小时段的时长te，其中te＝ttot/n、设置若干个后部刮板运输机电流标记点并设置该若干个后部刮板运输机电流标记点的电流值；
设置并初始化其他变量，所述其他变量包括：设置存储放煤小时段执行次数的变量ff，其数值反应的是已经执行的放煤小时段的次数；设置放煤总时间的修正量δttot，其数值反应的是对ttot的修正；设置放煤小时段未执行的放煤时间tx，其存储的是在已执行完的这次放煤小时段中没有放煤的时间；设置完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，m等于δttot/te的整数部分；设置计算m的辅助变量q，q等于δttot/te的小数部分；
s3：判断放顶煤支架是否允许放煤，若不允许放煤执行s12，反之执行s4；所述放顶煤支架允许放煤需同时满足：(1)工艺及人工允许放顶煤支架放煤；(2)放顶煤支架放煤的相关设备没有出现故障及报警；(3)前部刮板运输机、后部刮板运输机、转载机没有过载；(4)后部刮板运输机启动，转载机启动，皮带机启动；
s4：采集后部刮板运输机的电流有效值ihgb_rms；
s5：判断后部刮板运输机的电流有效值ihgb_rms是否大于后部刮板运输机电流标记点电流值中的最大值即严重过载值，若大于执行s10，反之执行s6；
s6：放煤小时段放煤开始，执行放煤方式m，即在这个放煤小时段te的时间内，按照放煤方式m对应的放煤口大小gm打开放煤口放煤，持续时间tm；之后关闭放煤口，持续时间为te-tm；
s7：判断本放煤小时段放煤是否完成，若没有完成，则执行s3；反之则执行s8；
s8：修正放煤总时间ttot，判断修正后的放煤总时间是否执行完成，若完成执行s12，反之执行s9；
s9：计算下一放煤小时段的放煤方式m，之后执行s3；
s10：停止移架操作，执行放煤方式m＝0，即这个放煤小时段te，放煤口关闭停止放煤；
s11：判断是否有人工干预导致的停止放煤；若有人工干预停止放煤执行s12，反之执行s4；
s12：结束。
作为对上述技术方案的改进，所述放顶煤支架放煤的相关设备出现故障及报警是放顶煤支架、后部刮板运输机、转载机、破碎机、皮带机、喷雾装置、泵站、瓦斯浓度出现故障及报警。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s2中，系统设置与初始化的步骤为：
s2-1：s2子程序开始；
s2-2：设置放顶煤支架放煤的总时长ttot；
s2-3：放煤小时段的放煤方式m设置为四种，相对应的放煤口gm为四种，相对应的放煤时长tm为四种；四种放煤方式分别为m＝3、m＝2、m＝1、m＝0，四种放煤方式对应的放煤口大小分别为g3、g2、g1、g0，对应的放煤时长分别为t3、t2、t1、t0；
其中，所述m＝3对应着g3与t3，所述g3对应最大的放煤口和最长的放煤时间，采用m＝3放煤方式控制放煤量最大，放煤时长最长；所述m＝2对应着g2与t2，所述g2对应中等的放煤口和中等的放煤时长，采用m2放煤方式控制放煤量中等，放煤时长中等；所述m＝1对应着g1与t1，所述g1对应较小的放煤口和较小的放煤时长，采用m＝1放煤方式控制放煤量较少，放煤时长较小；所述m＝0对应着g0与t0，所述g0对应完全闭合的放煤口，t0对应的放煤时长为0，采用m＝0放煤方式控制放煤量为零，即不放煤；
s2-4：设置放煤小时段的个数n，计算每个放煤小时段的时长te＝ttot/n；
s2-5：设置三个后部刮板运输机电流标记点，三个所述后部刮板运输机电流标记点分别为后部刮板运输机严重过载标记点、后部刮板运输机额定运行标记点、后部刮板运输机轻载运行标记点；三个后部刮板运输机电流标记点的电流值分别为imax、irat、imin；所述imax为后部刮板运输机严重过载标记点的电流值，表示严重过载，irat为后部刮板运输机额定运行标记点的电流值，imin为后部刮板运输机轻载运行标记点的电流值；
s2-6：设置并初始化其他变量：
设置存储放煤小时段执行次数的变量ff，其数值反应的是已经执行的放煤小时段的次数，初始化令其值为0；
设置放煤总时间的修正量δttot，其数值反应的是对s2-2中放煤总时间ttot的修正，初始化令其值为0；
设置放煤小时段未执行的放煤时间tx，其存储的是在已执行完的这次放煤小时段中没有放煤的时间，初始化令其数值为0；
设置完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，m等于δttot/te的整数部分，初始化令其值为0；
设置计算m的辅助变量q，q等于δttot/te的小数部分，初始化令其值为0；
s2-7：s2子程序开始结束。
作为对上述技术方案的改进，所述后部刮板运输机严重过载标记点的电流值imax等于后部刮板运输机额定电流irat的1.5倍。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s6中，执行放煤方式m的步骤为：
s6-1：s6子程序开始；
s6-2：打开放煤口，放煤口的大小为gm，本放煤小时段放煤口打开的时间计时开始；
s6-3：判断本放煤小时段的放煤口打开的时间是否执行完成；若完成执行s6-4，否则执行s6-7；
s6-4：关闭放煤口；
s6-5：判断本放煤小时段的放煤口关闭的时间是否执行完成；若完成执行s6-6，否则执行s6-7；
s6-6：本放煤小时段放煤口关闭的时间计时结束；
s6-7：s6子程序开始结束。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s6-3中，判断本放煤小时段放煤口打开的时间是否执行完成的判断方法是：本放煤小时段放煤口打开的时间大于tm，则本放煤小时段的放煤口打开的时间执行完成，反之为未执行完成。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s6-5中，判断本放煤小时段的放煤口关闭的时间是否执行完成的判断方法是：本放煤小时段放煤口关闭的时间大于te-tm，则本放煤小时段的放煤口关闭的时间执行完成，反之为未执行完成。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s8中，判断放煤总时间是否完成的判断步骤是：
s8-1：s8子程序开始；
s8-2：记录放煤小时段执行的次数、记录本放煤小时段放煤口关闭的时间tx，计算放煤总时间的修正量δttot；
记录放煤小时段执行次数的计算方法为：将ff中的数值增加1；
记录本放煤小时段放煤口关闭时间的计算方法为：tx＝te-tm；
计算放煤总时间的修正量δttot的计算方法为：将δttot中的数值增加tx；
s8-3：判断ff的值是否大于n，若大于执行s8-4，反之执行s8-12；
s8-4：修正δttot中的数值。修正方法为：将δttot中的数值减去te；
s8-5：判断此时的δttot是否大于零，若大于零执行s8-6，反之执行s8-9；
s8-6：计算完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，计算m的辅助变量q。计算方法为：m等于δttot/te的整数部分，q等于δttot/te的小数部分；
s8-7：判断m是否等0；等于0执行s8-8，反之执行s8-11；
s8-8：判断q是否等0；等于0执行s8-9，反之执行s8-10；
s8-9：放煤总时间执行完成；之后执行s8-13；
s8-10：令n＝1；之后执行s8-12；
s8-11：令n＝m，ff＝0；
s8-12：放煤总时间未执行完成；
s8-13：s8子程序开始结束。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s9中，下一放煤小时段放煤方式的判断方法为：
s9-1：s9子程序开始；
s9-2：判断ihgb_ave是否满足irat>ihgb_ave>0.85irat，满足执行s9-3，反之执行s9-4；所述ihgb_ave为后部刮板运输机在te放煤小时段内电流有效值的平均值；
s9-3：令m的值减少1，之后执行s9-7；
s9-4：判断ihgb_ave是否满足0.85irat>ihgb_ave>imid，满足执行s9-5，反之执行s9-6；
s9-5：令m的值保持不变，之后执行s9-7；
s9-6：令m的值增加1，之后执行s9-7；
s9-7：判断m的值是否大于3，若大于3执行s9-8，反之执行s9-9；
s9-8：令m＝3，之后执行s9-12；
s9-9：判断m的值是否小于0，若小于0执行s9-10，反之执行s9-11；
s9-10：令m＝0，之后执行s9-12；
s9-11：m的值保持不变；
s9-12：s9子程序开始结束。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明能够实现放顶煤综采工作面后部刮板运输机煤量的自动控制，减少人工成本，减轻人员工作量。正常生产时，保障后部刮板运输机的安全运行，提高后部刮板运输机的运煤量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意总图；
图2为系统设置与初始化流程示意图；
图3为执行放煤方式m的流程示意图；
图4为放煤总时间执行完毕的判断流程示意图；
图5为下一放煤小段的放煤方式判断流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1至图5所示，本发明提供了一种放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法,包括以下步骤：
s1：开始；
s2：系统初始化设置；包括设置放顶煤支架放煤的总时长ttot、放煤方式m、放煤方式m所对应的放煤口大小gm和放煤时长tm、放煤小时间段的个数n，计算每个放煤小时段的时长te，其中te＝ttot/n、设置若干个后部刮板运输机电流标记点并设置该若干个后部刮板运输机电流标记点的电流值；
设置并初始化其他变量，所述其他变量包括：设置存储放煤小时段执行次数的变量ff，其数值反应的是已经执行的放煤小时段的次数；设置放煤总时间的修正量δttot，其数值反应的是对ttot的修正；设置放煤小时段未执行的放煤时间tx，其存储的是在已执行完的这次放煤小时段中没有放煤的时间；设置完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，m等于δttot/te的整数部分；设置计算m的辅助变量q，q等于δttot/te的小数部分；
s3：判断放顶煤支架是否允许放煤，若不允许放煤执行s12，反之执行s4；所述放顶煤支架允许放煤需同时满足：(1)工艺及人工允许放顶煤支架放煤；(2)放顶煤支架放煤的相关设备没有出现故障及报警；所述放顶煤支架放煤的相关设备出现故障及报警是放顶煤支架、后部刮板运输机、转载机、破碎机、皮带机、喷雾装置、泵站、瓦斯浓度出现故障及报警；(3)前部刮板运输机、后部刮板运输机、转载机没有过载；(4)后部刮板运输机启动，转载机启动，皮带机启动；
s4：采集后部刮板运输机的电流有效值ihgb_rms；
s5：判断后部刮板运输机的电流有效值ihgb_rms是否大于后部刮板运输机电流标记点电流值中的最大值即严重过载值，若大于执行s10，反之执行s6；
s6：放煤小时段放煤开始，执行放煤方式m，即在这个放煤小时段te的时间内，按照放煤方式m对应的放煤口大小gm打开放煤口放煤，持续时间tm；之后关闭放煤口，持续时间为te-tm；
s7：判断本放煤小时段放煤是否完成，若没有完成，则执行s3；反之则执行s8；
s8：修正放煤总时间ttot，判断修正后的放煤总时间是否执行完成，若完成执行s12，反之执行s9；
s9：计算下一放煤小时段的放煤方式m，之后执行s3；
s10：停止移架操作，执行放煤方式m＝0，即这个放煤小时段te，放煤口关闭停止放煤；
s11：判断是否有人工干预导致的停止放煤；若有人工干预停止放煤执行s12，反之执行s4；
s12：结束。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s2中，系统设置与初始化的步骤为：
s2-1：s2子程序开始；
s2-2：设置放顶煤支架放煤的总时长ttot；
s2-3：放煤小时段的放煤方式m设置为四种，相对应的放煤口gm为四种，相对应的放煤时长tm为四种；四种放煤方式分别为m＝3、m＝2、m＝1、m＝0，四种放煤方式对应的放煤口大小分别为g3、g2、g1、g0，对应的放煤时长分别为t3、t2、t1、t0；
其中，所述m＝3对应着g3与t3，所述g3对应最大的放煤口和最长的放煤时间，采用m＝3放煤方式控制放煤量最大，放煤时长最长；所述m＝2对应着g2与t2，所述g2对应中等的放煤口和中等的放煤时长，采用m2放煤方式控制放煤量中等，放煤时长中等；所述m＝1对应着g1与t1，所述g1对应较小的放煤口和较小的放煤时长，采用m＝1放煤方式控制放煤量较少，放煤时长较小；所述m＝0对应着g0与t0，所述g0对应完全闭合的放煤口，t0对应的放煤时长为0，采用m＝0放煤方式控制放煤量为零，即不放煤；
s2-4：设置放煤小时段的个数n，计算每个放煤小时段的时长te＝ttot/n；
s2-5：设置三个后部刮板运输机电流标记点，三个所述后部刮板运输机电流标记点分别为后部刮板运输机严重过载标记点、后部刮板运输机额定运行标记点、后部刮板运输机轻载运行标记点；三个后部刮板运输机电流标记点的电流值分别为imax、irat、imin；所述imax为后部刮板运输机严重过载标记点的电流值，表示严重过载，irat为后部刮板运输机额定运行标记点的电流值，imin为后部刮板运输机轻载运行标记点的电流值；所述后部刮板运输机严重过载标记点的电流值imax等于后部刮板运输机额定电流irat的1.5倍。
s2-6：设置并初始化其他变量：
设置存储放煤小时段执行次数的变量ff，其数值反应的是已经执行的放煤小时段的次数，初始化令其值为0；
设置放煤总时间的修正量δttot，其数值反应的是对s2-2中放煤总时间ttot的修正，初始化令其值为0；
设置放煤小时段未执行的放煤时间tx，其存储的是在已执行完的这次放煤小时段中没有放煤的时间，初始化令其数值为0；
设置完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，m等于δttot/te的整数部分，初始化令其值为0；
设置计算m的辅助变量q，q等于δttot/te的小数部分，初始化令其值为0；
s2-7：s2子程序开始结束。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s6中，执行放煤方式m的步骤为：
s6-1：s6子程序开始；
s6-2：打开放煤口，放煤口的大小为gm，本放煤小时段放煤口打开的时间计时开始；
s6-3：判断本放煤小时段的放煤口打开的时间是否执行完成；若完成执行s6-4，否则执行s6-7；判断本放煤小时段放煤口打开的时间是否执行完成的判断方法是：本放煤小时段放煤口打开的时间大于tm，则本放煤小时段的放煤口打开的时间执行完成，反之为未执行完成；
s6-4：关闭放煤口；
s6-5：判断本放煤小时段的放煤口关闭的时间是否执行完成；若完成执行s6-6，否则执行s6-7；判断本放煤小时段的放煤口关闭的时间是否执行完成的判断方法是：本放煤小时段放煤口关闭的时间大于te-tm，则本放煤小时段的放煤口关闭的时间执行完成，反之为未执行完成；
s6-6：本放煤小时段放煤口关闭的时间计时结束；
s6-7：s6子程序开始结束。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s8中，判断放煤总时间是否完成的判断步骤是：
s8-1：s8子程序开始；
s8-2：记录放煤小时段执行的次数、记录本放煤小时段放煤口关闭的时间tx，计算放煤总时间的修正量δttot；
记录放煤小时段执行次数的计算方法为：将ff中的数值增加1；
记录本放煤小时段放煤口关闭时间的计算方法为：tx＝te-tm；
计算放煤总时间的修正量δttot的计算方法为：将δttot中的数值增加tx；
s8-3：判断ff的值是否大于n，若大于执行s8-4，反之执行s8-12；
s8-4：修正δttot中的数值。修正方法为：将δttot中的数值减去te；
s8-5：判断此时的δttot是否大于零，若大于零执行s8-6，反之执行s8-9；
s8-6：计算完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，计算m的辅助变量q。计算方法为：m等于δttot/te的整数部分，q等于δttot/te的小数部分；
s8-7：判断m是否等0；等于0执行s8-8，反之执行s8-11；
s8-8：判断q是否等0；等于0执行s8-9，反之执行s8-10；
s8-9：放煤总时间执行完成；之后执行s8-13；
s8-10：令n＝1；之后执行s8-12；
s8-11：令n＝m，ff＝0；
s8-12：放煤总时间未执行完成；
s8-13：s8子程序开始结束。
作为对上述技术方案的改进，在步骤s9中，下一放煤小时段放煤方式的判断方法为：
s9-1：s9子程序开始；
s9-2：判断ihgb_ave是否满足irat>ihgb_ave>0.85irat，满足执行s9-3，反之执行s9-4；所述ihgb_ave为后部刮板运输机在te放煤小时段内电流有效值的平均值；
s9-3：令m的值减少1，之后执行s9-7；
s9-4：判断ihgb_ave是否满足0.85irat>ihgb_ave>imid，满足执行s9-5，反之执行s9-6；
s9-5：令m的值保持不变，之后执行s9-7；
s9-6：令m的值增加1，之后执行s9-7；
s9-7：判断m的值是否大于3，若大于3执行s9-8，反之执行s9-9；
s9-8：令m＝3，之后执行s9-12；
s9-9：判断m的值是否小于0，若小于0执行s9-10，反之执行s9-11；
s9-10：令m＝0，之后执行s9-12；
s9-11：m的值保持不变；
s9-12：s9子程序开始结束。
本发明的算法原理是：
要实现放顶煤综采工作面的后部刮板运输机煤量自动控制，就需要将即由煤量检测与煤量自动调节构成闭环。由于整个放顶煤综采工作面的出煤量与前部刮板运输机、后部刮板运输机、转载机、皮带机、采煤机割煤、放顶煤支架的放煤量等因素以及它们之间的协调策略有关。后部刮板运输机上的出煤量并不是影响整个综采工作面出煤量的唯一因素，因此，后部刮板运输机的出煤量并不需要一个非常精确的调控。后部刮板运输机正常运行时，其上煤量的大小与其运行电流成正比，运输的煤量越大，设备的运行电流就越大，反之则越小。因此正常运行时，对后部刮板运输机上的煤量检测可以通过对其电流的检测来实现。
工作面运输系统正常运行时，后部刮板运输机上的煤量多少与两类因素相关，一类是可控因素：放顶煤支架移架操作，放顶煤支架放煤操作；另一类是不可控因素：地质条件，顶板破碎程度等。因此对后部刮板运输机上的煤量调节只能是可通过可控因素来进行。
可控因素中，放顶煤支架移架操作，由于存在漏煤现象，放顶煤支架的移架操作可能会导致后部刮板运输机的煤量增大。当顶板破碎程度较高时，放顶煤支架移架操作导致的煤量增大现象更加严重。因此，需要对放顶煤支架顶板的破碎程度进行判断，进而判断出是否允许根据工艺或人工的要求控制放顶煤支架进行移架操作，从而控制后部刮板运输机上的煤量。
可控因素中，放顶煤支架放煤操作，是调节后部刮板运输机上煤量最有效的手段。通过放顶煤支架放煤操作控制后部刮板运输机的煤量会受到以下三个因素的影响：因素①为放顶煤支架放煤口的大小；因素②为每台放顶煤支架的放煤时间；因素③为放煤的放顶煤支架距离转载机的位置。三个因素相互制约。因素②和因素③相同的条件下，放顶煤支架放煤口越大，放顶煤支架放煤的煤量就相对越多，后部刮板运输机上的煤量也就相对越多，反之则相对越少；因素①和因素③相同的条件下，每台放顶煤支架的放煤时间越长，放顶煤支架放煤的煤量就相对越多，后部刮板运输机上的煤量也就相对越多，反之则相对越少；因素①和因素②相同的条件下，放煤的放顶煤支架距离转载机的位置越远，后部刮板运输机上的煤量也就相对越多，反之则相对越少。因素③与各种放煤工艺相关，如多轮顺序放煤法、大中小微放煤法等放煤工艺，不同的放煤工艺会导致因素③的不同变化。若将后部刮板运输机煤量的控制分割在一个个的放煤小时间段内完成，则在小的时间尺度下，因素③可以近似认为恒定。这里仅通过调节因素①与因素②实现对后部刮板运输机上的煤量控制。
为实现因素①的有效调节，本发明将放顶煤支架放煤口的大小分成了：g3、g2、g1、g0四个挡位。所述g3对应的是最大的放煤口；所述g2对应的是中等的放煤口；所述g1对应的是最小的放煤口；所述g0是完全闭合放煤口，不放煤。
为实现因素②的有效调节，设放顶煤支架需要放煤的总时间为ttot，将ttot再分成n个放煤小时段，则每个放煤小时段的时长te为ttot/n。根据煤量的大小，在每个te时段执行不同的放煤时长。将放顶煤支架在放煤小时段内的放煤时长分为t3、t2、t1、t0四种，其中te≥t3>t2>t1>0，t0＝0。所述t3对应的是最大的放煤时长；所述t2对应的是中等的放煤时长；所述t1对应的是最小的放煤时长；所述t0对应放煤小时段的放煤时长为0，即不放煤。若采用t3时长放煤，在te的放煤时长内，放煤时长为t3，不放煤时长为te-t3，在执行完成这一放煤小时段后，放顶煤支架放煤的总时间应增加te-t3；同理，若采用t2时长放煤，在te的放煤时长内，放煤时长为t2，不放煤时长为te-t2，在执行完成这一放煤小时段后，放顶煤支架放煤的总时间应增加te-t2；同理，若采用t1时长放煤，在te的放煤时长内，放煤时长为t1，不放煤时长为te-t1，在执行完成这一放煤小时段后，放顶煤支架放煤的总时间应增加te-t1；同理，若采用t0时长放煤，在te的放煤时长内，放煤时长为0，不放煤时长为te，放顶煤支架放煤的总时间应增加te。
在执行完n个放煤小时段后，放顶煤支架放煤的总时间将修正为ttot δttot，其中δttot为ttot时间内放顶煤支架本应放煤却未放煤的时间。令δttot除以te取整得m，小数部分得q。若m≠0，可将δttot再次分成m个放煤小时段，继续执行小时段放煤；若m＝0，q≠0，则再执行一个放煤小时段，执行完后ttot的放煤总时间执行结束；若m＝0，q＝0，ttot δttot的修正放煤总时间执行结束。
由此，可定义四种放顶煤支架的放煤方式：m＝3、m＝2、m＝1、m＝0。。所述m＝3对应着g3与t3，所述g3对应最大的放煤口和最长的放煤时间，采用m＝3放煤方式控制放煤量最大，放煤时长最长；所述m＝2对应着g2与t2，所述g2对应中等的放煤口和中等的放煤时长，采用m2放煤方式控制放煤量中等，放煤时长中等；所述m＝1对应着g1与t1，所述g1对应较小的放煤口和较小的放煤时长，采用m＝1放煤方式控制放煤量较少，放煤时长较小；所述m＝0对应着g0与t0，所述g0对应完全闭合的放煤口，t0对应的放煤时长为0，采用m＝0放煤方式控制放煤量为零，即不放煤。
为推断出后部刮板运输机上煤量的大小，设置三个后部刮板运输机电流标记点，三个电流标记点的电流值分别为imax、irat、imin。三个所述电流标记点分别为后部刮板运输机严重过载标记点、后部刮板运输机额定运行标记点、后部刮板运输机轻载运行标记点；所述imax为后部刮板运输机严重过载标记点的电流值，irat为后部刮板运输机额定运行标记点的电流值、imin为后部刮板运输机轻载运行标记点的电流值；当ihgb_rms>imax时，认为后部刮板机可能被大块矸石卡住，需要人工干预排除故障，立刻执行放煤方式m＝0且停止移架操作。所述ihgb_rms为后部刮板运输机的电流有效值，可取imax等于后部刮板运输机额定电流irat的1.5倍；当irat>ihgb_ave>0.85irat时，认为后部刮板机上的煤量过大，所述ihgb_ave为后部刮板运输机在te放煤小时段内电流有效值的平均值，若当前的放煤方式为m，则在下一个放煤小时段将放煤方式m的数值减少1，若m的数值减少1后小于0，则在下一个放煤小时段执行放煤方式m＝0；当0.85irat>ihgb_ave>imid时，认为后部刮板机上的煤量适中，则下一个放煤小时段执行的放煤方式m的数值与当前的放煤方式m的数值保持一致；当imin>ihgb_ave时，认为后部刮板运输机上的煤量过少，则在下一个放煤小时段将放煤方式m的数值增加1,若m的数值增加1后大于3，则在下一个放煤小时段执行放煤方式m＝3。
1.一种放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：包括以下步骤：
s1：开始；
s2：系统初始化设置；包括设置放顶煤支架放煤的总时长ttot、放煤方式m、放煤方式m所对应的放煤口大小gm和放煤时长tm、放煤小时间段的个数n，计算每个放煤小时段的时长te，其中te＝tto
t/n、设置若干个后部刮板运输机电流标记点并设置该若干个后部刮板运输机电流标记点的电流值；
设置并初始化其他变量，所述其他变量包括：设置存储放煤小时段执行次数的变量ff，其数值反应的是已经执行的放煤小时段的次数；设置放煤总时间的修正量δttot，其数值反应的是对ttot的修正；设置放煤小时段未执行的放煤时间tx，其存储的是在已执行完的这次放煤小时段中没有放煤的时间；设置完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，m等于δttot/te的整数部分；设置计算m的辅助变量q，q等于δttot/te的小数部分；
s3：判断放顶煤支架是否允许放煤，若不允许放煤执行s12，反之执行s4；所述放顶煤支架允许放煤需同时满足：(1)工艺及人工允许放顶煤支架放煤；(2)放顶煤支架放煤的相关设备没有出现故障及报警；(3)前部刮板运输机、后部刮板运输机、转载机没有过载；(4)后部刮板运输机启动，转载机启动，皮带机启动；
s4：采集后部刮板运输机的电流有效值ihgb_rms；
s5：判断后部刮板运输机的电流有效值ihgb_rms是否大于后部刮板运输机电流标记点电流值中的最大值即严重过载值，若大于执行s10，反之执行s6；
s6：放煤小时段放煤开始，执行放煤方式m，即在这个放煤小时段te的时间内，按照放煤方式m对应的放煤口大小gm打开放煤口放煤，持续时间tm；之后关闭放煤口，持续时间为te-tm；
s7：判断本放煤小时段放煤是否完成，若没有完成，则执行s3；反之则执行s8；
s8：修正放煤总时间ttot，判断修正后的放煤总时间是否执行完成，若完成执行s12，反之执行s9；
s9：计算下一放煤小时段的放煤方式m，之后执行s3；
s10：停止移架操作，执行放煤方式m＝0，即这个放煤小时段te，放煤口关闭停止放煤；
s11：判断是否有人工干预导致的停止放煤；若有人工干预停止放煤执行s12，反之执行s4；
s12：结束。
2.如权利要求1所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：所述放顶煤支架放煤的相关设备出现故障及报警是指放顶煤支架、后部刮板运输机、转载机、破碎机、皮带机、喷雾装置、泵站、瓦斯浓度出现故障及报警。
3.如权利要求1所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：在步骤s2中，系统设置与初始化的步骤为：
s2-1：s2子程序开始；
s2-2：设置放顶煤支架放煤的总时长ttot；
s2-3：放煤小时段的放煤方式m设置为四种，相对应的放煤口gm为四种，相对应的放煤时长tm为四种；四种放煤方式分别为m＝3、m＝2、m＝1、m＝0，四种放煤方式对应的放煤口大小分别为g3、g2、g1、g0，对应的放煤时长分别为t3、t2、t1、t0；
其中，所述m＝3对应着g3与t3，所述g3对应最大的放煤口和最长的放煤时间，采用m＝3放煤方式控制放煤量最大，放煤时长最长；所述m＝2对应着g2与t2，所述g2对应中等的放煤口和中等的放煤时长，采用m2放煤方式控制放煤量中等，放煤时长中等；所述m＝1对应着g1与t1，所述g1对应较小的放煤口和较小的放煤时长，采用m＝1放煤方式控制放煤量较少，放煤时长较小；所述m＝0对应着g0与t0，所述g0对应完全闭合的放煤口，t0对应的放煤时长为0，采用m＝0放煤方式控制放煤量为零，即不放煤；
s2-4：设置放煤小时段的个数n，计算每个放煤小时段的时长te＝ttot/n；
s2-5：设置三个后部刮板运输机电流标记点，三个所述后部刮板运输机电流标记点分别为后部刮板运输机严重过载标记点、后部刮板运输机额定运行标记点、后部刮板运输机轻载运行标记点；三个后部刮板运输机电流标记点的电流值分别为imax、irat、imin；所述imax为后部刮板运输机严重过载标记点的电流值，表示严重过载，irat为后部刮板运输机额定运行标记点的电流值，imin为后部刮板运输机轻载运行标记点的电流值；
s2-6：设置并初始化其他变量：
设置存储放煤小时段执行次数的变量ff，其数值反应的是已经执行的放煤小时段的次数，初始化令其值为0；
设置放煤总时间的修正量δttot，其数值反应的是对s2-2中放煤总时间ttot的修正，初始化令其值为0；
设置放煤小时段未执行的放煤时间tx，其存储的是在已执行完的这次放煤小时段中没有放煤的时间，初始化令其数值为0；
设置完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，m等于δttot/te的整数部分，初始化令其值为0；
设置计算m的辅助变量q，q等于δttot/te的小数部分，初始化令其值为0；
s2-7：s2子程序开始结束。
4.如权利要求3所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：所述后部刮板运输机严重过载标记点的电流值imax等于后部刮板运输机额定电流irat的1.5倍。
5.如权利要求3所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：在步骤s6中，执行放煤方式m的步骤为：
s6-1：s6子程序开始；
s6-2：打开放煤口，放煤口的大小为gm，本放煤小时段放煤口打开的时间计时开始；
s6-3：判断本放煤小时段的放煤口打开的时间是否执行完成；若完成执行s6-4，否则执行s6-7；
s6-4：关闭放煤口；
s6-5：判断本放煤小时段的放煤口关闭的时间是否执行完成；若完成执行s6-6，否则执行s6-7；
s6-6：本放煤小时段放煤口关闭的时间计时结束；
s6-7：s6子程序开始结束。
6.如权利要求5所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：在步骤s6-3中，判断本放煤小时段放煤口打开的时间是否执行完成的判断方法是：本放煤小时段放煤口打开的时间大于tm，则本放煤小时段的放煤口打开的时间执行完成，反之为未执行完成。
7.如权利要求5所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：在步骤s6-5中，判断本放煤小时段的放煤口关闭的时间是否执行完成的判断方法是：本放煤小时段放煤口关闭的时间大于te-tm，则本放煤小时段的放煤口关闭的时间执行完成，反之为未执行完成。
8.如权利要求5所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：在步骤s8中，判断放煤总时间是否完成的判断步骤是：
s8-1：s8子程序开始；
s8-2：记录放煤小时段执行的次数、记录本放煤小时段放煤口关闭的时间tx，计算放煤总时间的修正量δttot；
记录放煤小时段执行次数的计算方法为：将ff中的数值增加1；
记录本放煤小时段放煤口关闭时间的计算方法为：tx＝te-tm；
计算放煤总时间的修正量δttot的计算方法为：将δttot中的数值增加tx；
s8-3：判断ff的值是否大于n，若大于执行s8-4，反之执行s8-12；
s8-4：修正δttot中的数值。修正方法为：将δttot中的数值减去te；
s8-5：判断此时的δttot是否大于零，若大于零执行s8-6，反之执行s8-9；
s8-6：计算完成δttot所需增加的放煤小时段个数m，计算m的辅助变量q。计算方法为：m等于δttot/te的整数部分，q等于δttot/te的小数部分；
s8-7：判断m是否等0；等于0执行s8-8，反之执行s8-11；
s8-8：判断q是否等0；等于0执行s8-9，反之执行s8-10；
s8-9：放煤总时间执行完成；之后执行s8-13；
s8-10：令n＝1；之后执行s8-12；
s8-11：令n＝m，ff＝0；
s8-12：放煤总时间未执行完成；
s8-13：s8子程序开始结束。
9.如权利要求8所述的放顶煤工作面后部刮板运输机煤量自动控制方法，其特征在于：在步骤s9中，下一放煤小时段放煤方式的判断方法为：
s9-1：s9子程序开始；
s9-2：判断ihgb_ave是否满足irat>ihgb_ave>0.85irat，满足执行s9-3，反之执行s9-4；所述ihgb_ave为后部刮板运输机在te放煤小时段内电流有效值的平均值；
s9-3：令m的值减少1，之后执行s9-7；
s9-4：判断ihgb_ave是否满足0.85irat>ihgb_ave>imid，满足执行s9-5，反之执行s9-6；
s9-5：令m的值保持不变，之后执行s9-7；
s9-6：令m的值增加1，之后执行s9-7；
s9-7：判断m的值是否大于3，若大于3执行s9-8，反之执行s9-9；
s9-8：令m＝3，之后执行s9-12；
s9-9：判断m的值是否小于0，若小于0执行s9-10，反之执行s9-11；
s9-10：令m＝0，之后执行s9-12；
s9-11：m的值保持不变；
s9-12：s9子程序开始结束。
技术总结