采煤机与液压支架相对位置检测技术探析

针对综采工作面采煤作业中采煤机与液压支架相对位置存在较难检测的问题,基于射频识别技术（RFID）与无线传输技术,提出一种可精确检测采煤机与液压支架相对位置的方法,通过在采煤机上装设（RFID）发射装置,在液压支架上装设（RFID）接收装置,由顺槽监控中心来计算与优化所接受到的射频信号,再转化为采煤机位置坐标,最终实现精确定位采煤机与液压支架的相对位置,在潞安化工集团某矿对设计的该采煤机与液压支架相对位置检测技术进行了试验验证,验证结果表明：应用该技术可精确定位采煤机与液压支架的相对位置,检测精度高,该技术促进了液压支架自动跟机移架的顺利实现。     

红外测距技术在采煤机截割控制系统中的应用

基于红外测距技术,提出了一种以DSP F28335为主控芯片的采煤机截割自动控制系统。分析三角测距原理后,将红外测距传感器安装在采煤机前部30 cm处从而保证测量精度,在采煤机运动中发射红外信号,经由煤炭反射后接收装置接收信号,通过A/D转换与曲线拟合获取位置反馈。将位置信号作为输入,由主控芯片完成对采煤机的控制,从而实现位置闭环的自动控制。     

基于RSSI的液压支架调直方法研究

针对煤矿井下液压支架容易发生不直现象的问题,基于液压支架电液控制系统,提出了一种综采工作面调直的方法,涉及采煤机、液压支架以及支架控制器。采煤机定位装置以及支架控制器内包含抗干扰蓝牙芯片。该方法通过3个调直参数来调整支架动作进行调直,调直参数通过蓝牙来测量。参数的基准用接收信号强度指示(RSSI)值来表示。根据3个调直参数,推导出了该方法的调直仿真方程。经过实验仿真验证了该方法的可行性以及参数测量的精确性。     

采煤机位置监测系统的优化

针对现有综采工作面采煤机位置监测系统存在的可靠性差、监测误差大,无法满足联动综采作业监测需求的现状,提出了一种新的采煤机位置监测系统,以红外线定位为基础实现对井下采煤机与液压支架位置的精确测量,根据实际应用表明,该监测系统的定位精度达到了0.1 m,具有定位精度高、连续性好,极大的提升了井下综采工作面采煤机和液压支架联动运行作业的可靠性.     

50000 kN液压支架试验台中梁复合定位调高方法研究

液压支架试验台是测试液压支架性能是否达标的关键试验装备，在试验过程中，液压支架试验台中梁经常需要调高以适应不同型号液压支架和不同项目的压架试验。50 000 kN液压支架试验台承载立柱高度达到17 m，由于受温度效应影响，无法单独依靠高精度位移传感器实现精确定位控制，出现插拔销困难现象。针对该问题，提出一种以位移传感器粗定位为基础，辅以图像处理技术的中梁复合精确定位调高方法。采用多尺度Retinex方法对图像进行增强处理，使用自适应阈值的Canny边缘检测算法对立柱销轴孔、销轴定位孔进行边缘提取，通过筛除后的数据点提取立柱销轴孔和销轴定位孔的圆心，计算二者圆心坐标误差，判断中梁是否运动到位。经过试验验证，该方法可以准确计算立柱销轴孔和销轴定位孔间的相对位置，保证中梁调高过程中立柱销轴孔和销轴定位孔的精确定位，保证插拔销顺利。     

基于载波调制的采煤机位置红外线检测装置

开发了基于载波调制的采煤机位置红外线检测装置,设计硬件电路和检测程序,分析了工作原理,并进行了工业性试验。试验结果表明:装置设计合理,安装简易方便,检测数据准确,抗干扰能力强,适合用于实时检测综采工作面采煤机相对于液压支架的位置。     

基于无线传输的煤矿远程视频调度系统

介绍可视化远程视频调度系统,通过在采煤机械上安装矿用无线图像监视传送装置发射器摄取和发射综采现场图像,利用无线传输和波分技术将摄录的图像传输到地面调度中心,从而对液压支架、采煤机滚筒的工作状况进行监视。该系统在现场应用效果良好,实现了对采煤环节的可视化调度,而且自动追踪,精确度高。     

PLC在矿用液压支架电液控制系统中的应用研究

采用以PLC控制器为核心并结合CAN总线技术建立液压支架电液控制系统,对液压支架电液控制系统的组成及工作原理进行说明;根据控制系统控制要求要实现单架单动作移动,单架顺序联动,成组运动,采煤机位置检测并进行整体方案设计,同时对支架控制系统的软件和硬件进行设计。验证表明,该系统能够实现其基本功能。为煤矿液压支架电液控制系统日益向自动化发展提供参考。     

城郊煤矿液压支架电液控制系统的实现

液压支架电液控制系统对于实现综采工作面自动化运行具有重大意义,是机械化采煤的核心技术之一。国产液压支架电液控制系统经过不懈的努力,取得了很大进步,不但实现了支架控制器控制,而且通过对采煤机位置的检测,实现液压支架与采煤机联动控制,其性能满足井下应用的要求,并在井下综采面成功运行。在分析液压支架电液控制系统结构的基础上,对其实现的功能进行了具体介绍。     

三软煤层综采自动化控制实践

介绍了综采工作面装备的自动化控制系统,以红外发射接收信号的采集系统来精确定位采煤机的位置;以传感器为主的数据反馈系统来显示和控制液压泵站的启停、流量和压力;以计算机为主控系统来控制采煤机的行进和液压支架动作,以及运输机械和液压系统的启停;以电液控制为主的执行系统来执行计算机发出的各种控制命令。上述系统集中在顺槽控制台主控计算机上进行显示和控制,通过局域网在地面进行监控。并且,在三软复杂地质条件下成功地进行了跟机自动化试验。     

ZY3400/15/35液压支架防止误操作改造

液压支架是现代大型自动化煤矿工作面所采用的主要支护设备,它在工作面为作业工人及采煤机、刮板输送机提供一个安全的工作空间。液压支架的每个动作由安装在支架上的操纵阀控制实现,现在各种型号的液压支架操纵阀普遍采用手把裸露在外,没有闭锁装置和任何保护方式,存在操纵阀手把碰触后误动作情况,威胁到煤矿工作面安全生产;用可靠经济的限位装置方案,对其进行技术改造。     

基于捷联惯导的采煤机定位定姿技术实验研究

针对煤矿井下"三机"自动化中的采煤机定位精度较低的问题,根据采煤机工作环境恶劣、空间封闭、干扰较多的特点,提出了一种基于捷联惯性导航(SINS)的采煤机位姿定位方法。该方法利用捷联惯性导航系统中的三轴加速度计和三轴陀螺仪实时测量采煤机的加速度和角速度信息,并根据四元数捷联惯导位姿解算方法解算出采煤机的实时位置和姿态信息,得到精确的采煤机运动轨迹,实现对采煤机的实时体定位。对定位平台进行仿真和利用综采工作面"三机"实验装置搭建采煤机捷联惯导定位实验平台进行实验,结果表明,采煤机捷联惯导定位系统能够准确跟踪基准轨迹,采煤机沿工作面方向运行20 m,位置姿态跟踪误差分别为0.5 m和0.7°,满足煤矿采煤机定位精度要求,该系统能够实现采煤机的实时精确定位。     

金属矿山井下有轨车辆精确定位技术应用

招金矿业井下有轨运输车辆已经完成2套精确定位设备安装并投入使用。大尹格庄金矿井下电机车无人驾驶系统使用RFID技术配合WIFI定位及红外对射实现对车辆精确定位和地表远程操作;蚕庄金矿使用UWB超带宽技术实现车辆精确定位及地表调度。将2种井下有轨车辆精确定位技术的原理和使用情况进行比较。UWB精确定位技术将成为未来井下有轨车辆定位的主流技术路线,辅以IMU、毫米波雷达、视频、激光雷达车载点云数据实时比对,可以实现车辆自主或远控驾驶的精确定位。     

液压牵引采煤机的无线遥控装置设计

为了改善液压牵引采煤机司机的工作条件,改变现有的司机跟机行走的操作方式,在液压牵引采煤机上安装了无线遥控装置.该装置由电气装置和液压装置组成,可实现采煤机的遥控调高、遥控启停、遥控断电、遥控牵引等功能,同时为了增加可靠性,仍旧保留原有的手动功能.通过对采煤机结构的布置、接收装置、无线遥控原理等方案的制定与实施结果,表明遥控装置的使用大幅增强了司机的安全感,避免了多起煤矸片帮伤人事故.     

综采工作面液压支架转向就位装置及实验系统应用

介绍了一种液压支架转向就位装置,可完成液压支架90°原地转向与推移就位作业。现场试验证明,使用该装置安装液压支架省力、安全、高效。结合支架转向就位装置的研究与工程现场作业工艺,研制了一套以液压支架转向就位装置为核心设备的液压支架安装实验系统,该系统可直观地演示综采工作面液压支架的安装工艺,达到了良好的培训教学效果。     

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.     

多定位技术协议融合定位系统设计

针对煤矿井下定位多依赖于RFID定位技术,精确定位升级成本高等问题,提出设计多定位技术协议融合定位系统。该系统在兼容区域定位的同时,可以实现Zigbee技术、UWB技术定位设备的接入,在缩减精确定位升级成本的同时,实现煤矿人员定位技术升级,推进RFID区域定位与ZigBee、UWB精确定位技术融合发展,进一步提高井下定位系统的定位精度,构建高可靠、全覆盖的信息快速交互网络;提出一种多接口通讯方法,对各种模式和接口的设备进行协议解析、融合,可实现3种定位方式进行数据交互的定位系统,满足井下不同区域、差异化应用场景的应用需求。     

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。     

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。     

巴彦高勒煤矿采煤工作面自动化控制关键技术研究

针对巴彦高勒煤矿311308采煤工作面顶板条件复杂,工作面机电装备自动化程度不高的问题,对311308采煤工作面自动化控制关键技术展开研究。立足于煤层约束条件,完善适用于采煤工作面机电设备的自动控制技术,以自动化控制体系为依据,设计多传感器融合技术获得采煤机和液压支架的准确位置和支护状态、基于液压支架位姿的"降-移-升"调控技术、采煤机与刮板输送机顺序推移控制技术,使采煤机、液压支架、刮板输送机能达到较好的推移位姿状态。利用solidworks进行建模,将建立好的采煤机、液压支架和刮板输送机的三维模型导入Adams中进行仿真分析,验证各控制技术在采煤工作面工况下的适应性,有效解决311308采煤工作面自动化水平不高的问题。