[發明專利]一種針對刮板輸送機上竄下滑問題的預警方法

有效

• 申請號: 202011321366.0
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112395661B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王學文;李素華;謝嘉成;任芳;李娟莉;崔濤;焦秀波
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F30/17;G06T19/20;E21C41/18
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 王軍

本發明涉及一種針對刮板輸送機上竄下滑問題的預警方法，在創建研究刮板輸送機上竄下滑的環境方面，擺脫了井下惡劣環境的限制對刮板輸送機上竄下滑進行研究；在數據輸出方面，將綜采工作面煤機裝備的位置坐標、中部槽的彎曲角度、液壓支架推移機構的運動參數、采煤機對刮板輸送機的作用力、各中部槽受到的彎曲阻力以XML文件的形式將數據實時輸出；實現了研究環境的可視化，可通過對相關位置進行局部視野縮放進行相關檢查；刮板輸送機、采煤機、液壓支架的相關參數變化實時顯示在運行界面上；實現了整個虛擬綜采工作面運行的參數化，綜采工作面煤機裝備的質量、液壓支架運行時與刮板輸送機彎曲時的一些阻力、摩擦系數可以在Unity3D的相關模塊下進行設置。

技術領域

本發明涉及視覺三維重建技術領域，更具體地說，涉及一種針對刮板輸送機上竄下滑問題的預警方法。

背景技術

刮板輸送機上竄下滑是困擾綜采工作面正常工作的問題之一，這個問題極大的阻礙了綜采工作面“智能化”的推進，嚴重威脅了煤礦的安全生產，并對煤礦開采效率也產生了很大的影響，因而亟需對刮板輸送機上竄下滑的實時監測、預防與控制進行有效的研究。

現有的技術中，申請號為CN201710410717.7提出了一種防止綜采工作面輸送機上竄下滑的方法。具體步驟如下：(1)工作面運輸順槽要嚴格按照設計要求掘進；(2)轉載機嚴格按照設備中心進行鋪設；(3)工作面機頭、機尾嚴格控制相互超前距離；(4) 工作面輸送機沿煤壁要推直。

申請號為CN201410103912.1提出了一種運輸機上竄下滑自動控制系統，包括運輸機、工作面液壓支架和中心計算機；通過在機頭上安裝機頭激光測距儀，在機尾上安裝機尾測距儀，將機頭測距儀和機尾測距儀連接到中心計算機上，并將該中心計算機連接于工作面液壓支架，用于根據機頭測距儀和機尾測距儀的測量數據控制所述工作面液壓支架的推溜行程。

上述方法中，對距離的測量、刮板輸送機的直線度、傳感器的精度等有著嚴格的要求，但是由于煤礦井下環境復雜、空間狹窄、光線昏暗等條件的限制，使得在對上述方法中提出的要求的實現比較困難。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的不足，提供一種針對刮板輸送機上竄下滑問題的預警方法，針對在煤礦井下對刮板輸送機上竄下滑進行相關研究比較困難的問題，實現在虛擬研究平臺上對刮板輸送機上竄下滑是否發生、原因機理以及預防控制等相關研究。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種針對刮板輸送機上竄下滑問題的預警方法，包括：

在Unity3D創建的虛擬環境下，選擇配套綜采工作面的煤機裝備型號，并進行參數化設置，在建立虛擬綜采工作面煤機裝備與虛擬煤層間的虛擬接觸模型；其中，所述配套綜采工作面的煤機裝備包括采煤機、液壓支架及刮板輸送機；虛擬綜采工作面煤機裝備包括虛擬采煤機、虛擬液壓支架及虛擬刮板輸送機；

采集煤機裝備的實時運行參數、煤層與煤機裝備間的摩擦系數變化，使虛擬刮板輸送機受到的作用力規律與井下刮板輸送機相一致，建立虛擬環境與井下環境的數字孿生關系；

通過將虛擬綜采工作面煤機裝備相對煤層底板、相對預設參考物的位姿數據實時輸出，對虛擬刮板輸送機的機頭相對于虛擬運輸巷位置基準的變化進行監測，根據預設評判等級確定刮板輸送機上竄下滑的程度，并產生警報信號進行預警。

其中，上竄下滑的評判等級為：

當刮板輸送機處于非蛇行狀態時，機頭位置變化量大小，分為三個等級，虛擬環境下，機頭位置變化量在第一閾值范圍時，綜采工作面上竄下滑的程度較低，屬于輕度上竄下滑；機頭位置變化量在第二閾值范圍時，此時已經影響正常的煤礦開采，需要停機進行相關的調斜處理，屬于中度上竄下滑；機頭位置變化量在第三閾值范圍時，屬于重度上竄下滑。