本发明涉及一种采煤机推进度统计方法，属于煤炭开采
技术领域：
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背景技术：
：推进度指的是工作面在生产过程中的推进距离。工作面推进度计算是煤矿日常生产活动的重要组成部分，通过对工作面推进度计算，可以对煤炭产量进行核算、对生产效率进行考核、对推进速度进行评估，同时可与矿压规律关联分析，计算顶板初次及周期来压步距。但是，目前的推进度计算主要由人工现场统计，包括机头推进度、机尾推进度，每条数据均层层上报，并由人工手抄存档，统计上报环节多，效率低、易出错。技术实现要素：针对上述问题，本发明提供了一种采煤机推进度统计方法，具体方案包括以下步骤：s1确认在一个监测周期内的采煤机轨迹，根据采煤机轨迹确认循环切割点，通过统计循环切割点的数量，得到一个监测周期内的采煤机进刀数量；所述采煤机轨迹是采煤机位置信息的时间序列轨迹；s2根据采煤机进刀数量和采煤机刀进尺量计算采煤机的推进度，推进度＝采煤机进刀数量*采煤机刀进尺量。进一步的，所述采煤机位置信息是采煤机位置对应的液压支架编号。进一步的，所述液压支架编号是由液压支架电液控制系统感应到采煤机时直接输出的红外信息，或者是由采煤机编码器输出的编码信息换算得到的液压支架编号。进一步的，由编码信息换算液压支架编号的方法为：s11现场确认第一个参照点的红外信息scuno1与编码信息position1，以及第二个参照点的红外信息scuno2与编码信息position2；s12根据某时间点采集到的编码信息position_coder，换算该时间点的液压支架编号location_coder＝(scuno1-scuno2)/(position1-position2)*(position_coder-position2) scuno2。进一步的，步骤s1中，在确认采煤机轨迹时，对采集到的红外信息和编码信息进行相互校准，校准方法包括以下步骤：s21删除采集到的红外信息和编码信息中的异常值；s22当采集到的红外信息为scuno1或scuno2时，将对应的编码信息转化为液压支架编号，并将转化得到的液压支架编号与position1或position2对照，当差值大于设定的允许误差值时，根据权利要求4所述的采煤机推进度统计方法中的步骤s11重新确定scuno1、position1、scuno2、position2。进一步的，步骤s1中，确认采煤机轨迹时，根据编码信息和红外信息对采煤机轨迹进行校准，校准方法包括以下步骤：s31设定采集采煤机位置信息的时间间隔，根据所述时间间隔设定相邻时间点的编码信息变化幅度的参考值location1和红外信息变化幅度的参考值location2；s32当某一时间点的编码信息相对于前一时间点的变化幅度不大于location1，或者红外信息无数据，或者红外信息的变化幅度大于location2，选取编码信息转化得到的采煤机位置信息作为该时间点的采煤机轨迹；当某一时间点的编码信息无数据，或者编码信息的变化幅度大于location1而红外信息的变化幅度不大于location2，选取红外信息作为该时间点的采煤机轨迹；当某一时间点的编码信息和红外信息均无数据，该时间点不产生采煤机轨迹。进一步的，步骤s1中，当相邻时间点的采煤机位置信息不连续时，在相邻时间点之间插入连续的采煤机位置信息。进一步的，步骤s1中，当相邻时间点的采煤机位置信息重复时，只保留第一个时间点的采煤机位置信息。进一步的，所述循环切割点的确认方法包括以下步骤：s21液压支架沿机头至机尾按从小到大的顺序依次进行编号，按液压支架的排列划分采煤机的机头监测区域、中间监测区域和机尾监测区域；s22提取时段，以在机头监测区域或机尾监测区域采集到采煤机位置信息为起始时刻，以在起始时刻后第一次在中间监测区域采集到采煤机位置信息为终点时刻，该时段内，在机头监测区域或者机尾监测区域内的最大峰值点或最小谷值点即为循环切割点。进一步的，在一个监测周期内，只统计机头监测区域的循环切割点，或者只统计机尾监测区域的循环切割点，作为采煤机进刀数量。本发明的有益点在于：本方案可以利用工作面的液压支架电液控制系统输出的红外信息和采煤机编码器输出的采煤机行程信息统计得到采煤机运行轨迹，并根据采煤机轨迹实现采煤机推进度的精确计算和统计，相对于传统方案，采煤机推进度的监测效率大幅提高，且准确性高。附图说明图1为本发明中采集的采煤机红外信息和编码信息示意图；图2为本发明中经过筛选处理后的煤机轨迹示意图；图3为本发明中采煤机推进示意图；图4为本发明中采煤机轨迹示意图。具体实施方式一种采煤机推进度统计方法，包括如下步骤：s1.采集电液控工作面红外采煤机轨迹信号数据(时间-架)与编码器采煤机轨迹信号数据(时间-米)，将两种数据相互校准，以来修缮采煤机轨迹；从图1可以看出，由于目前红外传感器、采煤机轴编码器受矿井恶劣环境影响，易出现异常问题，采煤机轨迹仅依赖“编码器”或者“红外信号定位”生成的采煤机轨迹曲线容易发生缺失、跳动等现象，为了更加真实显示采煤机轨迹信息，实现采煤机轨迹的完整性、连续性、可靠性，利用支架上红外传感器与采煤机轴编码器互相校准，得到正确的液压支架编号数据，生成以支架编号代表的采煤机轨迹数据，如图2。s2.依据修缮采煤机轨迹，进行采煤机轨迹循环切割点划分；s3.依据工作面采煤机进尺量设置信息，判断工作面各循环机头、机尾区域推进度信息；s4.统计工作面日、周、月推进度信息，计算工作面累计推进度信息。步骤s1中，根据如下方案进行编码器数据单位转换：数据库编码器数据样例时间采煤机位置(单位：米)数据类型yyyy-mm-ddhh:mm:ssposition_codersingle年-月-日时:分:秒距离single数据库红外数据样例时间采煤机位置(单位：架)数据类型yyyy-mm-ddhh:mm:sslocation_codersingle年-月-日时:分:秒支架号single依据各工作面实际的编码信号与支架架号对应关系信息，将编码器相关数据进行参数转换，确定基准转换公式：测量现场点红外与编码器对应表：(本实施例以下属对照关系为例)<positionscunomappingscuno1＝"76(#)"position1＝"-43(m)"scuno2＝"18(#)"position2＝"43.9(m)"/>。即现场测量，采煤机处于76#支架中部时，采煤机轴编码器对应数值为-43m；采煤机处于18#支架中部时，采煤机轴编码器对应数值为43.9m。变量定义输入信号：编码器(未时间-距离)：位置信号position_coder(距离m),时间信号t_p_coder。红外信号(时间-支架号)：位置信号location_infrared(支架号),时间信号t_infrared。过程变量：编码器(时间-支架号)：位置信号location_coder(支架号),时间信号t_coder。输出信号：位置(时间-支架号)：location_result(支架号),时间t_result。编码器转换公式location_coder＝(scuno1-scuno2)/(position1-position2)*(position_coder-position2) scuno2利用该编码器转换公式将编码器数据转化为支架号码，计算中间变量location_coder(支架号)。步骤s1中，根据如下方案进行红外采煤机轨迹与编码器采煤机轨迹互相校准：s11.将红外、编码器信号中异常值“0”值去除。由于数据中异常值“0”出现较多，删除红外数据、编码器数据等于“0”数据点，可以实现大量异常数据过滤。s12.对应表验证。验证对应<positionscunomappingscuno1＝"76(#)"position1＝"-43(m)"scuno2＝"18(#)"position2＝"43.9(m)"/>正确性。为保证对应表可靠性，需要判断对应表进行误差检测工作。在编码器通过对照表转化的位置信号为76或者18时，此刻对应的红外位置于编码器差值>3时。输出：输入对应表与现场实测对照关系对应误差过大，需要重新输入新对照表信息。s13.采煤机轨迹校准刚接入系统默认选用编码器location_coder或者红外location_infrared数据为第一个输出位置点(location_coder_result，t_result)并经过对照表转化为(location_infrared_result，t_result)，并由默认其正确。后续数据会出现如下情况，按照判断运行合适算法：在当前实时时刻≥t_result 30s时，才会才会进入以下判断。(注：校准延时时长为30秒)数据location_coder_result与编码器location_coder差值记为：location1；数据location_infrared_result与红外location_infrared差值记为：location2。新的编码器数据location_coder或者红外数据location_infrared与最近存储编码器数据location_coder_result与红外数据location_infrared_result之间关系的可能性：①t_result时刻后30s期间内，新的编码器location_coder：不满足-4.5≤location1≤4.5；红外location_infrared：红外location_infrared：满足-3≤location2≤3；②t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：满足-4.5≤location1≤4.5；红外location_infrared：满足-3≤location2≤3。③t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：无数据；红外location_infrared：红外location_infrared：满足-3≤location2≤3；④t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：不满足-4.5≤location1≤4.5；红外location_infrared：无数据。⑤t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：满足-4.5≤location1≤4.5；红外location_infrared：无数据。⑥t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：无数据；红外location_infrared：无数据。⑦t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：不满足-4.5≤location1≤4.5；红外location_infrared：不满足-3≤location2≤3。⑧t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：满足-4.5≤location1≤4.5；红外location_infrared：不满足-3≤location2≤3。⑨t_result时刻后30s期间内，编码器location_coder：无数据；红外location_infrared：不满足-3≤location2≤3。后续编码器location_coder与红外location_infrared，若为①、③、⑨时，将判断红外数据location_infrared输出为新的location_infrared_resut，并经过对照表转化为新的编码数据location_coder_result，选取输出红外location_infrared对应的时间赋值为新数据的时间t_result。若为⑥时，不输出数据待新数据产生，继续开始循环。若为②、④、⑤、⑦、⑧时，编码器数据location_coder输出为新的编码数据location_coder_result，并经过对照表转化为新的红外数据location_coder_result，选取输出编码器location_coder对应的时间，赋值为新数据的时间t_result。s14判断输出红外数据location_infrared_resut连续性与重复性。①若输出红外数据location_infrared_resut不连续，等时间间隔在期间内插入红外数据(黄色标记)，保证红外数据location_infrared_resut按支架号连续变化，并按照对照表转化为对应的编码器数据location_coder_result。②若输出红外数据location_infrared_resut出现连续重复输出同一支架号，仅保留重复的第一个红外数据location_infrared_resut，删除其余重复数据。步骤s2中，根据如下方法进行采煤机轨迹循环切割：s21.设置机头、机尾斜切进刀监测区域本实施例以工作面以105台液压支架为例，示例如下：表1工作面循环切割算法相关监测区域制定表位置监测区域机头监测区域【15】—【35】架中部监测区域【45】—【55】架机尾监测区域【70】—【90】架s22.采煤机轨迹寻找触发条件如图3，图3中a为采煤机运动至机尾端部的状态示意图；b为采煤机尾部开始进刀状态点示意图；c为采煤机尾部进刀完成状态点示意图；d为采煤机尾部反向割三角煤示意图；e为采煤机中部正常割煤示意图。基于校准后的采煤机轨迹数据，从各类设备开始运行时刻开始，开始探测机头或机尾监测区域内的架号，以首次探测到的时刻tx15-35或tx70-90为起点，寻找上述时刻之后第一次经过【45】#-【55】#支架的时刻，记为tx45-55，提取时段(tx15-35/tx70-90，tx45-55)。s23.循环切割点寻找如图4，如果首次探测到机头监测区域架号，则在机头监测区域的寻找切割点；如果首次探测到机尾监测区域架号，则在机尾监测区域的寻找切割点。机头区域：如果探测到机头监测区域架号，则统计在(tx15-35，tx45-55)时段内支架处于机头监测区域的的峰值，在机头区域内取最大峰值点即为采煤机轨迹循环切割点；机尾区域：如果探测到机尾监测区域架号，则统计在(tx15-35，tx45-55)时段内支架处于机尾监测区域的的谷值，在机尾区域内取最小谷值点即为采煤机轨迹循环切割点。上述的最大峰值点和最小谷值点是指，由于在机头监测区域或机尾监测区域可能出现多个峰值点或者谷值点，在多个峰值点中取最大的一个峰值点，或在多个谷值点中取最小的一个谷值点。s24循环切割点记录记录经过上述过程后计算出来的循环切割点(时间-支架号)，并将其记录数据库，按照时间顺序排列，记为循环数。步骤s3中，根据如下方法进行各循环机头、机尾推进度计算：s31.采煤机循环进尺量确定依据矿井设计进尺信息，制定采煤机刀进尺量，本实施例中以0.8m/刀为例。s32.判断机头机尾区域进刀数量。依据s2计算机头、机尾区域进刀数量，根据采煤机制定进刀量，求解机头、机尾区域推进度信息。机头推进度＝机头进刀数量*采煤机刀进尺量(0.8m)机尾推进度＝机尾进刀数量*采煤机刀进尺量(0.8m)步骤s4中，工作面日、周、月推进度信息，工作面累计推进度信息计算：依据s3求得各循环机头、机尾推进度信息，按照日、周、月周期性计算。当前第1页1 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技术特征：1.一种采煤机推进度统计方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1确认在一个监测周期内的采煤机轨迹，根据采煤机轨迹确认循环切割点，通过统计循环切割点的数量，得到一个监测周期内的采煤机进刀数量；所述采煤机轨迹是采煤机位置信息的时间序列轨迹；
s2根据采煤机进刀数量和采煤机刀进尺量计算采煤机的推进度，推进度＝采煤机进刀数量*采煤机刀进尺量。
2.根据权利要求1所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于：所述采煤机位置信息是采煤机位置对应的液压支架编号。
3.根据权利要求2所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于：所述液压支架编号是由液压支架电液控制系统感应到采煤机时直接输出的红外信息，或者是由采煤机编码器输出的编码信息换算得到的液压支架编号。
4.根据权利要求3所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于，由编码信息换算液压支架编号的方法为：
s11现场确认第一个参照点的红外信息scuno1与编码信息position1，以及第二个参照点的红外信息scuno2与编码信息position2；
s12根据某时间点采集到的编码信息position_coder，换算该时间点的液压支架编号location_coder＝(scuno1-scuno2)/(position1-position2)*(position_coder-position2) scuno2。
5.根据权利要求4所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于：步骤s1中，在确认采煤机轨迹时，对采集到的红外信息和编码信息进行相互校准，校准方法包括以下步骤：
s21删除采集到的红外信息和编码信息中的异常值；
s22当采集到的红外信息为scuno1或scuno2时，将对应的编码信息转化为液压支架编号，并将转化得到的液压支架编号与position1或position2对照，当差值大于设定的允许误差值时，根据权利要求4所述的采煤机推进度统计方法中的步骤s11重新确定scuno1、position1、scuno2、position2。
6.根据权利要求4所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于，步骤s1中，确认采煤机轨迹时，根据编码信息和红外信息对采煤机轨迹进行校准，校准方法包括以下步骤：
s31设定采集采煤机位置信息的时间间隔，根据所述时间间隔设定相邻时间点的编码信息变化幅度的参考值location1和红外信息变化幅度的参考值location2；
s32当某一时间点的编码信息相对于前一时间点的变化幅度不大于location1，或者红外信息无数据，或者红外信息的变化幅度大于location2，选取编码信息转化得到的采煤机位置信息作为该时间点的采煤机轨迹；当某一时间点的编码信息无数据，或者编码信息的变化幅度大于location1而红外信息的变化幅度不大于location2，选取红外信息作为该时间点的采煤机轨迹；当某一时间点的编码信息和红外信息均无数据，该时间点不产生采煤机轨迹。
7.根据权利要求6所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于：
步骤s1中，当相邻时间点的采煤机位置信息不连续时，在相邻时间点之间插入连续的采煤机位置信息。
8.根据权利要求6所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于：步骤s1中，当相邻时间点的采煤机位置信息重复时，只保留第一个时间点的采煤机位置信息。
9.根据权利要求1-8任一项所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于：所述循环切割点的确认方法包括以下步骤：
s21液压支架沿机头至机尾按从小到大的顺序依次进行编号，按液压支架的排列划分采煤机的机头监测区域、中间监测区域和机尾监测区域；
s22提取时段，以在机头监测区域或机尾监测区域采集到采煤机位置信息为起始时刻，以在起始时刻后第一次在中间监测区域采集到采煤机位置信息为终点时刻，该时段内，在机头监测区域或者机尾监测区域内的最大峰值点或最小谷值点即为循环切割点。
10.根据权利要求9所述的采煤机推进度统计方法，其特征在于：在一个监测周期内，只统计机头监测区域的循环切割点，或者只统计机尾监测区域的循环切割点，作为采煤机进刀数量。
技术总结本发明涉及一种采煤机推进度统计方法，包括以下步骤：S1确认在一个监测周期内的采煤机轨迹，根据采煤机轨迹确认循环切割点，通过统计循环切割点的数量，得到一个监测周期内的采煤机进刀数量；所述采煤机轨迹是采煤机位置信息的时间序列轨迹；S2根据采煤机进刀数量和采煤机刀进尺量计算采煤机的推进度，推进度＝采煤机进刀数量*采煤机刀进尺量。本方案相对于传统方案，采煤机推进度的监测效率大幅提高，且准确性更高。
技术研发人员：高有进;李化敏;张旭和;姚世杰
受保护的技术使用者：郑州普泽能源科技有限公司
技术研发日：2020.02.20
技术公布日：2020.06.09
