[發(fā)明專利]一種基于工作面高精度導(dǎo)航模型的無(wú)人采煤路徑規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910291920.6
• 申請(qǐng)日: 2019-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110107295B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉萬(wàn)里;葛世榮;王世博;伊世學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21C41/18
• 分類號(hào): E21C41/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種基于工作面高精度導(dǎo)航模型的無(wú)人采煤路徑規(guī)劃方法，其特征在于：根據(jù)綜采工作面高精度導(dǎo)航模型自動(dòng)生成無(wú)人采煤的最優(yōu)化路徑，具體步驟包括：

(1)綜合利用煤層厚度震波CT探測(cè)數(shù)據(jù)、回采巷道激光掃描三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、巷道頂部鉆孔測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)、煤層底板等高線數(shù)據(jù)、斷層褶皺數(shù)據(jù)構(gòu)建綜采工作面高精度導(dǎo)航模型；

(2)用一組間距為采煤機(jī)滾筒截割深度D的平行平面去切割步驟(1)中構(gòu)建的綜采工作面高精度導(dǎo)航模型，獲得沿工作面沿推進(jìn)方向的煤層頂?shù)装迩€；

(3)根據(jù)煤層頂?shù)装迩€的外部形狀特征，包括：突變點(diǎn)、拐點(diǎn)、凹凸點(diǎn)、斷點(diǎn)和尖點(diǎn)，對(duì)煤層頂?shù)装迩€進(jìn)行粗略的區(qū)間劃分；

(4)用等弧長(zhǎng)法在頂?shù)装迩€上規(guī)劃出n+1個(gè)點(diǎn)，得到n段曲線段：其中表示曲線段，用曲線首末兩端點(diǎn)之間的連線來(lái)構(gòu)建直線段其中表示直線段,用來(lái)逼近代替曲線段分別做出各曲線段的法線p_i通過(guò)直線段的中點(diǎn)且與直線段垂直，用直線段的中垂線p_i來(lái)近似取代曲線段的法向矢量其中求出各段上的法線之間的夾角θ_i，分別記為θ₁,θ₂,…,θ_n，比較θ_i和設(shè)定誤差閾值δ之間的關(guān)系，如果法線之間夾角θ_i≥δ，則對(duì)曲線段進(jìn)行細(xì)分直至滿足要求；其中，a表示頂板曲線上規(guī)劃出來(lái)的點(diǎn)，i表示序號(hào)，p表示直線段的法線，θ表示法線之間的夾角；

(5)根據(jù)從綜采工作面高精度導(dǎo)航模型獲得的頂?shù)装迩€集合，結(jié)合采煤機(jī)幾何參數(shù)和截割運(yùn)動(dòng)方式，以采煤機(jī)割煤的最大回采率和最小割巖率為優(yōu)化目標(biāo)，規(guī)劃出無(wú)人采煤最優(yōu)化路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于工作面高精度導(dǎo)航模型的無(wú)人采煤路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述對(duì)曲線段進(jìn)行細(xì)分包括：按照等弧長(zhǎng)方式，對(duì)曲線段進(jìn)行二等分，曲線段中點(diǎn)記為p_j(j＝1,2,…,m,m＜n)，曲線段被分為和把需要再細(xì)分的曲線段進(jìn)行等分處理，即得到經(jīng)細(xì)分處理后的新曲線段集合及截割點(diǎn)集；如此反復(fù)處理，直到所有曲線段的法線間夾角皆小于δ。