煤矿刮板输送机自动校直控制技术研究

为了满足综采工作面自动化要求,需将刮板输送机直线度控制在许可范围内,分析了煤矿刮板输送机自动校直技术,在刮板输送机构成及形态的基础上,分析了刮板输送机直线度控制误差以及检测误差。采用模糊自适应PID控制器系统,研究了刮板输送机的直线度控制,设计了刮板输送机直线度控制仿真试验,分析了2种刮板输送机的形态的调整。研究表明,该方法可有效地对刮板输送机直线度进行准确调整。研究可为实现煤矿智能化开采提供技术支持。     

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。     

刮板输送机调直方法与试验研究

刮板输送机自动调直是自动化工作面保持直线度的重要前提,为了实现刮板输送机自动调直,结合综采工作面采煤工艺利用刮板输送机检测轨迹,建立了刮板输送机调直方法,实现了在综采工作面不停机情况下的刮板输送机连续调直。通过数值仿真和试验验证,发现所提出的刮板输送机调直方法可有效地减小刮板输送机的初始粗大直线度误差,并使刮板输送机的直线度误差稳定在一定范围内。刮板输送机直线度误差稳定范围由刮板输送机轨迹检测误差与液压支架的推移误差的偏差(δm,δl)决定。当检测误差与执行误差服从正态分布时,由于检测误差和推移误差在刮板输送机推溜点可以部分相互补偿,而使刮板输送机的直线度误差稳定在6(σm+σl)范围内。刮板输送机的稳态直线度误差只与本次调直过程有关,而与之前的调直过程无关,有效地避免了误差累积。     

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。     

刮板输送机调直方法研究

针对刮板输送机调直问题,研究了基于采煤机定位轨迹的调直方法。首先使用组合导航对采煤机轨迹进行求解,然后通过调直算法计算液压支架推溜距离,以达到刮板输送机调直效果。以采煤机定位误差和液压支架推溜误差作为参数,假设两者误差服从正态分布,进行了数值仿真。仿真结果表明:当采煤机轨迹检测误差与液压支架推移支架误差服从正态分布N(0,262)或方差小于262时,通过该调直算法可以有效降低刮板输送机直线度误差。调直试验结果显示,刮板输送机初始直线度误差分别从初始的200 mm和250 mm降低为87 mm与55 mm,刮板输送机直线度误差改善明显。     

机器人运动学与时序预测融合驱动的刮板输送机调直方法

随着智能化开采的不断发展,刮板输送机直线度控制对于煤矿安全、高效开采具有重要意义。针对刮板输送机的调直精度不高的问题,提出了一种基于空间运动学与长短时记忆神经网络轨迹预测相融合的调直方法。首先,利用工业机器人的空间运动学知识对液压支架和刮板输送机浮动连接机构的运动规律进行了解析,并以C#语言的形式编入Unity3D仿真系统底层,通过推移机构连接头捕捉刮板输送机中部槽上的关键点,实现液压支架与刮板输送机的连接,实现了液压支架的精准推移,较理想化地解决了销耳间隙的影响;其次,综合考虑到传感器噪声与截割底板轨迹对刮板输送机轨迹检测的影响,在仿真系统中进行相关的补偿后,在MATLAB中利用LSTM(Long Short Time Memory)神经网络对刮板输送机的轨迹进行预测;最后,根据实际工况要求建立了目标调直轨迹的修正模型和轨迹-姿态转换模型,以得到的刮板输送机轨迹为基础,确定及时移架后的液压支架位置与对应中部槽的相对位置差,基于浮动连接机构运动规律液压支架精准推移,实现刮板输送机调直。通过虚拟试验的验证,建立的修正模型和转换模型具有较强的可靠性,在仿真系统与实验室条件下分别在底板存在起伏时进行了调直试验,提出的调直方法的直线度误差分别在±0.2 cm和0.08 cm内,符合调直精度要求,研究结果对刮板输送机的调直研究提供了思路。     

基于“双机”耦合下前部刮板输送机“上窜下滑”研究

以11501工作面为工程背景,针对前部刮板输送机上窜下滑规律进行研究,提出了“双机”耦合相对直线度概念,将前部刮板输送机溜槽与液压支架推移杆两者间夹角作为判断工作面两设备直线度的指标;提出了绘制标高变化梯度图,根据此图预测工作面变化长度,提前采取措施控制前部刮板输送机上窜或下滑使其与巷道相随;分析出正、负伪斜工作面下前部刮板输送机上窜下滑时夹角数据特征,根据夹角数据特征对前部刮板输送机进行调控,保障工作面正常生产。研究成果为煤矿企业应对倾斜煤层工作面前部刮板输送机上窜下滑提供新思路、新方法。     

基于航位推测的刮板输送机形态检测研究

针对煤矿综采工作面自动化中刮板输送机直线度检测困难及测量精度不高的问题,利用捷联惯导提出了一种基于中部槽结构尺寸航位推测的刮板输送机形态检测新方法。首先,选择Rodrigues参数法进行惯导姿态解算,其次采用加速度传感器测量采煤机经过刮板输送机连接间隙时产生的振动信号,建立了Butterworth滤波下的刮板输送机节数检测模型,最后在考虑刮板输送机连接间隙的情况下构建刮板输送机形态检测模型。利用采煤机和轨道模型在水平、竖直面分别搭建实验平台,实验结果表明,刮板输送机形态的跟踪误差小于14mm。该形态检测方法为刮板输送机形态的检测提供了一种新思路,并为综采工作面自动校直的实现提供了一定的理论支持。     

矿用刮板输送机的模糊 PID控制调直方法研究

为了提高矿用刮板输送机的直线度，降低其运输阻力，提出一种矿用刮板输送机布置角度与形态解 析算法，同时搭建模糊 PID 算法。将中部槽连接耳处空隙误差与各段矿用刮板输送机之间通过哑铃销连接的误差 结合，由数学模型计算出各液压支架对刮板机进行推溜所需要的流量，通过模糊算法与 PID 的输出进行融合计算， 实现了模糊 PID 算法对液压缸工作时间的调整，并通过 MATLAB 2018a 与 LMS-Samtech 进行调直效果的仿真。所 有试验中的平均偏差均较小，不超过 5 mm，证明了本研究中模糊 PID 控制调直方法能较好地实现了矿用刮板输送 机的调直效果。研究结果为综采面的全面自动化提供了前期研究，同时对于降低因刮板机直线度偏差过大造成的 事故具有积极预防意义。     

一种基于多种传感器的工作面找直方法

为实现煤矿井下工作面的直线度控制,需要控制的设备涉及到液压支架和刮板输送机。介绍一种综合利用多种传感器对工作面进行找直的方法,详细介绍了系统的主要传感器组成、工作原理和流程。在大采高、薄煤层综采工作面对该系统方法进行了井下试验,现场试验结果证明,该系统运行状况良好,具有一定的工程应用及推广价值。     

综采工作面刮板输送机上窜下滑控制实践

刮板输送机上窜下滑管理是综采工作面生产管理的难点和重点,分析了综采工作面刮板输送机上窜下滑的原因和危害,给出了综采工作面刮板输送机上窜下滑的判断方法,最后提出了刮板输送机上窜下滑的控制和调整方法:调整工作面伪斜;工作面液压支架架向调整;改变割煤工艺;做好工程质量控制。     

变频技术在大唐塔山矿刮板输送机上的应用研究

针对大唐塔山矿所用刮板输送机存在启动、停机冲击大,无法长期在低速下工作,严重影响井下物料输送效率的现状,提出了利用变频控制器对刮板输送机的运行过程进行控制的方案。应用表明,采用变频控制技术能够通过对刮板输送机驱动电机工作电流的检测,实现对刮板输送机功率平衡的控制,提升刮板输送机工作时的稳定性。     

基于采煤机运动轨迹的刮板输送机布置形态检测研究

为了准确检测采煤工作面中刮板输送机的布置形状,提出了基于采煤机运动轨迹的刮板输送机布置形态检测方法。根据工作面中采煤机与刮板输送机之间的几何空间位置关系,建立以采煤机运行轨迹反演刮板输送机形状数学模型,并搭建刮板输送机布置形态检测试验平台进行试验验证。在刮板输送机轨道模型分别直线、水平曲线、垂直曲线布置形状下,通过刮板输送机形状反演模型获得刮板输送机布置形态;在该试验条件下,通过试验表明：刮板输送机轨道模型的检测形态与实际布置形态的测量误差为±18 mm,满足工作面刮板输送机弯曲检测精度要求。该刮板输送机形态检测模型可实现在线监测,取代人工测量的方法,为实现工作面自动化弯曲检测和校直提供理论基础。     

矿用刮板输送机断链故障检测系统设计应用

基于长春兴煤矿综采工作面刮板输送机在运输物料过程中频繁出现断链、跳链等现象,分析了刮板输送机断链原因,研究了刮板输送机故障检测方法,并对刮板输送机安装了一套断链故障检测装置,通过实际应用效果来看,该装置结构简单、成本费用低、检测精度高,因刮板输送机断链造成设备故障率由原来的17.2%降低至4.7%,设备维修费用减少了12.8万元,取得了显著应用成效。     

基于PLC采煤机与刮板输送机联动控制技术研究

为了解决刮板输送机在运行过程中负载变化大、运行能耗高、磨损严重的不足,以提高刮板输送机运行经济性和安全性为目标,提出了一种基于PLC的采煤机与刮板输送机联动控制技术。通过对刮板输送机煤量变化规律和负载电流的动态监测分析,设立了一种协同速度规划控制逻辑。实际应用表明,该联动控制方案,能够将井下刮板输送机运行能耗降低24.2%,将刮板输送机运行速度降低19.6%,极大地提升了刮板输送机的运行稳定性和经济性。     

智能刮板输送机控制系统的应用研究

通过对综采工作面刮板输送机的应用进行分析,对智能刮板输送机控制系统进行状态诊断设计,控制应用设计,同时对控制系统的控制模型进行建立,实现了智能刮板输送机的不断链、少人化、远程控制功能。     

刮板输送机变频控制技术研究

分析了刮板输送机控制技术现状,研究了刮板输送机工况及变频器的性能,提出了主从控制、主控速度、从跟转矩、多电机功率协同的刮板输送机变频控制方法。变频控制的刮板输送机可在恒速下根据负载变化主动调节变频器输出,实现电机输出转矩与负载的匹配,实现刮板输送机无级软起动、降低电网冲击、减少机械冲击、平稳运行的目标。     

大高差采煤工作面刮板输送机“上窜下滑”控制技术研究

为了解决采煤工作面刮板输送机"上窜下滑"的问题,从采煤工作面倾角、支架与刮板输送机位置关系、采斜、推移刮板输送机方向、采煤机截割方向、刮板输送机张力、采煤工作面面长变化及底板平直等因素中分析了影响刮板输送机"上窜下滑"的主导因素,详细阐述了刮板输送机"上窜下滑"控制技术。实际应用表明,该控制技术采取相应最优措施,最终能够实现刮板输送机"上窜下滑"的精准控制。     

刮板输送机链条张力自动监控系统研究

论文根据刮板输送机实际工况要求,简要介绍了系统实现的原理,分析了刮板输送机链条张力运行过程中的分布状况以及其计算方法,同时阐述了链条张力检测系统和控制系统的构成,设计出了采用PLC控制的刮板输送机链条张力自动监控系统,并运用Matlab对系统进行了动态仿真。     

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.