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。     

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。     

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...     

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。     

智能化无人开采系列关键技术之一——综采智能化工作面调斜控制技术研究

为解决智能化无人开采关键难题之一的调斜控制问题,采用现场调研、力学分析和工业性试验相结合的方法,得到了工作面调斜控制的内在根本原因及外在诱发原因;阐明了综采工作面刮板输送机的力学行为,得出了刮板输送机发生上窜、下滑和不发生上窜或下滑的力学条件;指出了工作面调斜控制技术中的单向割煤、反向推移刮板输送机、加刀、减刀及加刀减刀联合控制技术原理;提出了综采智能化工作面基于实时推进度监测的调斜控制技术,实时监测运输巷推进度、回风巷推进度及伪斜角度,同时利用安装在机头和机尾的推进度测量装置进行自动对比分析,以达到对综采智能化工作面实时调斜的智能控制。现场工业性试验表明,基于实时推进度监测的工作面超宽带测距最大误差125.0 mm,最小误差0,平均误差25.9 mm,此误差范围内满足综采智能化工作面调斜控制技术的现场需要,可以进行精确的智能调斜控制。     

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.     

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.     

薄煤层综采数字化无人工作面技术研究与应用

为实现薛村矿薄煤层94702综采工作面数字化无人开采,根据该工作面地质条件,介绍了采煤机、液压支架、刮板输送机三机设备选型过程;设计并实现了采煤机位置检测、记忆截割自动调高、运行状态实时监控以及液压支架电液控制系统的自动控制等功能。结果表明:通过采用合理的采煤方法和回采工艺,综采数字化无人工作面开采技术安全可靠,可实现自动完成割煤、移架、推移刮板输送机和顶板支护等生产流程。     

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。     

基于惯性导航的工作面直线度测控与定位技术

为了解决综采工作面在自动化生产模式下推进数刀后逐渐不直,继而影响连续推进的问题,通过分析问题产生的原因及其对自动化开采的影响,提出采用惯性导航技术测量刮板输送机平直度来定量描述工作面直线度的方法,将惯性导航装置捷联于采煤机,实时测量采煤机割煤行走时形成的三维空间轨迹。介绍基于该方法的惯性导航LASC技术的技术原理、算法框架、关键公式、控制流程等,并基于该技术开发了工作面自动找直控制系统。地面联调和井下工业试验的结果表明,此系统对工作面直线度的检测误差小于100 mm,全工作面直线度控制误差小于300 mm,满足了自动化开采模式下综采工作面自动连续推进的要求。