[發明專利]面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法

在審

• 申請號: 202111314251.3
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN113887111A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 謝嘉成;杜文勇;李娟莉;王學文;董夢瑤;王振威;劉怡夢;曹琦;溫利強;池昱杉;郭清杰
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/02
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 張宏

本發明涉及一種面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法，包括如下模型：虛擬地質模型、煤層勘測建模模擬模型、煤層模型動態修正模擬模型、理論工作空間模擬模型和采煤機位姿反演工作空間模擬模型。通過模型之間的定量對比分析能夠對煤層勘測建模方法、煤層模型動態修正方法、采煤機截割技術或方法、采煤機位姿反演工作空間模型方法等進行測試，為綜采工作面成體系的測試問題提供了有效的解決方案。

技術領域

本發明涉及技術測試與生產過程模擬的技術領域，具體為一種面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法。

背景技術

近年來，針對井下綜采工作面所構建的綜采工作面虛擬仿真系統越來越趨于成熟，并且由于該類系統具有場景設計自由、信息融合多元、仿真參數可調、構建成本較低、分析規劃直觀、控制操作方便等一系列優點，其能夠在綜采裝備調試選型、綜采過程虛擬規劃、綜采裝備監測監控、綜采裝備智能控制等各方面發揮巨大作用。

現有技術中，公告號為CN205827203U的實用新型專利公開了一種實現多信息融合的采煤機智能控制的實驗系統，其包括數據采集系統、電腦人機交互界面、機載控制器和運動執行機構，能夠在實驗室條件下對多信息融合的采煤機的智能控制方法進行驗證。公開號為CN106407624A的發明專利公開了一種虛擬采煤機記憶截割方法研究，利用采煤機工況參數實時驅動采煤機虛擬樣機，并繪制不同地質條件的綜采工作面，實現采煤工作狀態的“真實再現”。公開號為CN113051756A的發明專利公開的一種虛實融合的采煤機記憶截割試驗系統和方法，提供了一種包括虛擬測試場景、虛實交互系統和試驗測試臺的采煤機截割試驗系統和實驗方法。公開號為CN113128109A的發明專利公開的一種面向智能化綜采機器人生產系統的測試與評估方法提出了以特定工作面地質、裝備運行的實際運行數據為基礎，結合綜采裝備與煤層運動學關系，構建綜采工作面虛擬離線運行系統。該系統能夠將裝備及地質探測手段按照未來智能化發展運行的參數進行輸入，最終實現對綜采工作面運行體系的評價。

上述一些方法為綜采過程的虛擬測試和虛擬監測提供了有效的解決方案，但是對于綜采工作面成體系的測試問題，這些方案缺乏針對性的、可靠的、成體系的測試方案設計，于是現有的這些方法無法切實滿足實際生產和技術研發中遇到的測試與實驗需求。對此，本發明中提出一種面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法，為綜采工作面成體系的測試問題提供解決方案。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法，所述方法中包括如下模型：虛擬地質模型、煤層勘測建模模擬模型、煤層模型動態修正模擬模型、理論工作空間模擬模型和采煤機位姿反演工作空間模擬模型；

所述虛擬地質模型是依據地質構造規律，結合目標地質對象特征所生成的地質模型；

所述煤層勘測建模模擬模型是模擬實際生產中的勘測手段，對虛擬地質模型進行模擬勘測，并利用所獲得的模擬勘測數據構建出的煤層模型；

所述煤層模型動態修正模擬模型是以煤層勘測建模模擬模型為基礎，從每個模擬工作面中依次獲取模擬勘測數據，并在每一次獲取模擬勘測數據后不斷動態修正獲得的煤層模型；

所述理論工作空間模擬模型是模擬實際生產中采煤機理論上開采出的工作空間的三維模型，該模型用于反映采煤機對煤層的截割情況；

所述采煤機位姿反演工作空間模擬模型是由采煤機采煤過程中位姿數據反演得到的采煤機工作空間模擬模型，該模型用于對實際生產過程中構建工作空間模型的過程和結果進行模擬；

結合上述模型實現如下測試：

煤層勘測建模模擬測試：將所述煤層勘測建模模擬模型與所述虛擬地質模型定量對比分析對當前煤層勘測建模方法進行評價；

煤層模型動態修正模擬測試：將所述煤層模型動態修正模擬模型與所述虛擬地質模型定量對比分析對當前煤層模型的動態修正方法進行評價；