基于视觉测量的综采工作面直线度测量技术研究

为了解决工作面直线度的测量问题,研究了在煤矿井下光照不足、煤尘多、设备复杂、工作面起伏等问题下,利用视觉测量技术代替当前普遍采用的人工方式,进行综采工作面直线度测量的技术。详细研究了工作面视觉测量的方案,提出了基于视觉测量技术的复杂工作面图像采集及处理理论,并开展了井下测量实验,实验结果显示利用视觉测量技术进行工作面直线度测量是十分有效的。     

采煤工作面刮板输送机直线度检测技术研究

在生产过程中,刮板输送机直线度难以避免会出现偏差,随着采面综合自动化、智能化的提升,对刮板输送机直线度有了更高的要求。为了提高刮板输送机直线度检测精度及检测效率,文章提出将视觉检测技术应用到刮板输送机直线度检测中,并进行工程应用。结果表明,视觉检测技术、手动方式获取到的刮板输送机直线度变化趋势基本一致,检测数据偏差在29 mm以内,视觉检测技术检测结果具有较高的可信度。     

综采工作面轨迹测量与直线度控制方法

保证综采工作面的直线度是实现煤炭安全高效开采的基础,基于采煤机、刮板输送机和液压支架之间的几何约束关系,将刮板运输机的直线度和采煤机的运行轨迹作为综采工作面的直线度的反映.为了提高采煤机运行轨迹的计算精度,将惯性导航传感器和液压支架位移传感器数据进行迭代式修正与融合.首先分别对单一液压支架的历史位移序列建立纵向误差模型,对所有液压支架的一次位移序列建立横向误差模型,再采用灰色系统理论对两个序列进行误差消除与数据修正.然后通过惯性导航传感器的数据得到采煤机轨迹,将处理后的液压支架数据进行叠加形成支架轨迹,再采用卡尔曼滤波方法对采煤机轨迹和支架轨迹进行迭代更新得到预测轨迹,同时迭代修正采煤机轨迹和预测轨迹数据.仿真试验表明,该方法可以有效对惯性导航传感器和液压支架误差进行补偿,提高了控制精度.     

采煤机惯性导航定位动态零速修正技术

基于捷联惯性导航与轴编码器组合的采煤机惯性导航定位是综采工作面可行的采煤机定位技术。惯性导航提供姿态角参数,轴编码器提供速度参数,采煤机惯性导航定位利用航位推算算法解算出东北天坐标系下的位置坐标。为了进一步提高定位精度,在消除确定性偏差的基础上,根据惯性导航姿态误差方程,以东、北、天3个方向的平台失准角为状态量构建状态方程,根据动态零速修正技术的非完整约束条件,以采煤机坐标系横向和垂直方向速度值为观测量构建量测方程,建立卡尔曼滤波模型,并进行移动平台模拟采煤机运行试验验证。在试验条件下,第3刀导航东、北方向最大误差分别由0.639 7,0.856 7 m减小为0.456 4,0.594 2 m。第4刀导航东、北方向最大误差分别由0.644 4,0.910 6 m减小为0.466 5,0.603 0 m。东、北方向定位精度提升了30%。     

基于机器视觉的长壁工作面直线度测量算法研究

综采工作面推进过程中,由于上百米长的狭长地形和起伏弯曲,其直线度是一种大型移动目标的非可视测量问题.通过将梯形窗口、灰度识别和特征搜索等视觉算法应用于实时测量刮板输送机的形态,建立视觉相机测量直线度的局部坐标系,可使测量的结构光点像素值转换为设定直线度的偏差距离;通过链位传递算法将工作面布置的多个视觉相机的局部直线度坐标经过转换矩阵和平移向量建立全局坐标系,从而计算出以刮板机节为测量标志点的工作面直线度.实验表明,视觉检测整个工作面直线度达到±50mm的精度,满足采煤机沿平直工作面高效运行的要求.     

掘进工作面掏槽定位导向技术

针对煤矿井下掘进工作面炮眼利用率低的现场实际,研制出掏槽定位导向器,提高了炮眼利用率,增大了循环进尺,降低了延米费用,加快了施工速度。     

智能综采工作面刮板输送机直线度监测方法研究

综采工作面刮板输送机的直线度误差受刮板输送机的轨迹检测误差和液压支架的推移误差的影响,给刮板输送机的状态监测带来了新的挑战。综采工作面刮板输送机直线度实时监测与控制及其获取精确、可靠的位置状态信息对煤矿智能化开采至关重要。为实现综采工作面刮板输送机自动化、智能化、无人化调直并有效地监测刮板输送机的状态,提出了一种基于卡尔曼滤波的刮板输送机位置状态估计方法,结合综采工作面采煤工艺,利用刮板输送机检测轨迹建立刮板输送机调直方法模型,针对传统方法无法实时反映刮板输送机运动状态的难题,以数字孪生技术作为物理世界与数字世界的桥梁,实时精准地反映刮板输送机的位置状态信息,研究综采工作面“三机”的工作特点,利用卡尔曼滤波算法实现对综采工作面刮板输送机直线度的有效监测,并通过改变检测误差与推移误差的正态分布来检验该方法的准确性。试验结果表明,所提出的监测方法能够有效地减小检测误差和推移误差对综采工作面刮板输送机直线度的影响,且在检测误差与推移误差较大时依旧能发挥出色的效果,监测精准率均能提高30%以上,能使综采工作面刮板输送机的直线度误差稳定在一定的范围内,提高刮板输送机直线度的监测精度。     

惯性导航下煤矿移动车辆动态定位研究

针对煤矿井下封闭环境下GPS无法使用的问题,提出了一种采用含有三轴加速度和陀螺仪的惯性测量单元,对移动车辆姿态、加速度、速度及位置等惯性数据进行了估计,并在搭建的定位平台上对移动车辆的位姿性能进行了综合评估。实验结果表明:利用惯性测量单元能够对移动车辆姿态进行有效跟踪,在运动状态估计辅助下能有效降低煤矿移动车辆累计位置误差。     

综采工作面液压支架安装定位技术的研究

为了提高综采工作面液压支架的安装质量,给工作面回采提供良好基础和充分条件,对综采工作面液压支架安装中的不利环节进行了全面分析,并提出了液压支架安装定位的具体方法,可以使液压支架安装达到高标准的质量要求。     

智能化工作面刮板输送机直线定位推移技术

研发了一种新的工作面刮板输送机直线定位推移技术。用1组支架直接推移1组溜槽同时横向前移,推移中,一是控制成组溜槽中首溜槽和尾溜槽的水平转动角度,二是控制成组溜槽之间不形成水平转角,每节溜槽在移动中不发生转动,只作直线移动,使每节溜槽在横向移动中均受到控制、不能随机和任意转动,消除了刮板机横向移动中的无序状况,同时也消除了由于溜槽转动而导致的刮板链受力不均等问题,从而提高了刮板链的使用寿命。同时建立支架推移缸行程传感器数据库,及时控制刮板机推移状态,实现工作面自动取直。     

综采工作面液压支架安装定位技术研究

在综采工作面设备中数量最多、尺寸最大、最难安装的就是液压支架,为提高综采工作面液压支架安装质量,以更好的服务于综采工作面回采,本文分析了影响液压支架安装定位的因素,指出了如何消除这些不利因素,研究了液压支架安装定位的具体技术措施,以供同行参考。     

采煤机惯性导航安装偏差对定位误差的影响

惯性导航装置安装于采煤机机体上,导航解算时以惯性导航装置坐标系代表采煤机坐标系,当其安装存在偏差时,惯性导航装置坐标系不能代表采煤机坐标系,进而会影响采煤机的定位精度。根据航位推算原理,建立了采煤机惯性导航安装偏差所引起的采煤机定位误差模型,获得惯性导航装置安装偏差与采煤机定位误差之间的关系。安装偏差中的航向偏差与俯仰偏差对采煤机定位误差的影响较大,横滚偏差对采煤机定位误差影响较小,并且定位误差主要集中在高度方向及垂直于采煤机运动的方向。构建的定位误差模型为确定惯性导航装置的安装精度要求与补偿安装偏差引入的采煤机定位误差提供了理论依据。     

基于惯性导航技术的掘进机位姿测量系统研究

为实现掘进机位姿无人化、高精度的自主测量功能,提出了基于惯性导航技术的掘进机位姿测量系统并对其可行性进行分析研究。根据掘进机实际工况,提出了掘进机空间位姿参数,建立了位姿测量系统的数学模型,应用MATLAB进行仿真分析研究,得出了掘进机空间位姿参数在不同掘进进尺及掘进时间情况下的变化规律。     

基于惯性导航的煤矿井下定位系统研究与设计

煤矿井下属于高危作业环境,而且井下空间封闭。在实际生产过程中存在对井下人员进行定位监控的需求,一方面可以对井下人员作业情况进行监控,另一方面在事故发生时能够快速定位被困人员位置、提高救援效率、减小伤亡率。目前,煤矿井下定位方式主要是基于无线网络基站的定位,这种方式对井下无线网络布局要求较高,布设难度大、成本高。设计一种基于惯性导航的井下人员定位系统,从而提高定位精度、降低定位成本。     

矿井工作面无线传感器网络人员定位技术研究

针对矿井环境下的矿井巷道和井下环境,采用拓展完善后的NS2仿真平台进行建模仿真。通过距离估算误差、信标节点密度两方面对定位精度和定位覆盖率的影响来衡量DV-Hop、Amorphous、APIT和质心定位算法的定位性能,得出实验数据进行分析对比。仿真结果表明:质心定位算法最适合应用于狭长的通道仿真环境,而DV-Hop最适于未知节点密度高、信标节点少的井下密集型环境。     

基于捷联惯性导航的煤矿监察执法系统设计与应用

针对目前煤矿安全监察部门的执法水平落后,执法监察行为不规范等行业问题,通过研究微机电技术、惯性导航技术、蓝牙定位技术与实时分布式数据库技术,设计了包括执法终端、安全生产执法平台与执法监管云平台三部分的基于捷联惯性导航的煤矿执法系统,经测试在井下执法导航误差不超过3‰。实现了规范执法人员执法、井下执法数据同步、执法过程精准自主导航、执法轨迹可追踪,为煤矿执法监管云平台提供了可信的执法信息。     

长壁综采工作面采煤机定位定姿技术探讨

长壁综采工作面采煤机定位定姿技术在实际运行的过程中,能与不同的技术结构进行优化融合,形成较为协调的工作机制,不仅能进一步实现工程项目的机械化发展目标,也提升了整体工程的工作效率。本文从该技术的内涵分析入手,对长壁综采工作面采煤机定位定姿技术的研究内容和具体应用路径展开了讨论,旨在为相关技术人员提供有价值的参考建议。     

捷联惯性导航系统在矿井机车定位中应用研究

介绍煤矿机车定位常用的信集闭系统以及2种视频测速定位技术,分析3种方法的优点和缺陷,并针对其所分析出的缺陷,提出将捷联式惯性导航系统引入到煤矿机车定位系统中。以SINS为核心的定位系统有较好的实时性,定位精度好,且易于实现。     

基于惯性导航技术的露天矿爆破过程矿岩运动规律研究

针对露天矿爆破过程中矿岩空间运动轨迹难以准确获取的问题,本研究创新性地提出了利用高精度MEMS 惯性导航传感器高频率采集爆破过程的矿岩运动数据来生成矿岩空间运动轨迹的方法,在惯性导航技术基础上对爆破过程中矿岩轨迹生成算法进行研究。 最后利用 MATLAB 数学软件准确输出矿岩在爆破过程中的真实空间运动轨迹信息,为露天矿爆破过程中矿岩运动规律研究提供理论和技术依据。 以鞍钢齐大山露天矿-105 m 水平采区为例进行了现场试验,基于试验结果分析了压渣爆破的矿岩运动规律,为露天爆破效果智能评价提供参考依据。