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基于动态精细建模的薄煤层采煤机广义记忆切割技术研究
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摘要
薄煤层采煤机是薄煤层综采工作面的主要设备,采煤机的工作过程由滚筒调高和牵引速度控制两部分组成,行走时旋转滚筒割出一定形状和位置的顶底面形成了截割轨迹。由于截割轨迹决定了采煤质量与资源回收率,因此,薄煤层采煤机切割轨迹控制受到广为重视。
     本文详细研究了薄煤层开采工作面的煤层动态精细建模技术、广义记忆切割控制策略、工作面远程可视化监控技术等,基于三维动态精细建模识别煤层与顶底板的煤岩界面,辅助工作面高清视频系统实时控制采煤机摇臂高度,实现采煤机等装备的远程控制。研究针对薄煤层采煤机广义记忆切割,建立了基于煤层三维模型的采煤机煤岩界面识别系统,提出采煤机在煤层三维模型中实时状态描述方法及煤层模型实时修正技术,实现了薄煤层综采自动化工作面设备远程(顺槽或地面)控制,为建立薄煤层无人智能化工作面奠定基础。
Thin seam coal mining thin seam longwall face equipment, the shearer work process has twoparts, the drum lift and traction speed control. The shearer when walking, the rotation of the drumcan be cut out of a certain shape and position of the underside of the top, forming the cuttingtrajectory. Cutting the track to feel that the quality of the coal resource recovery, therefore, Shearertechnology research has been widely valued.
     This paper presents the coal and rock identification system based on detailed geologicalsurvey data, the seam data obtained by the Geological Survey, real-time adjustment of the heightof the shearer rocker. Compared with traditional coal and rock identification system, the paper ofcoal and rock identification system without Shearer take the initiative to make the identificationsignal and identify the boundaries of coal and rock, but thin seam shearers generalized memorycutting through the establishment of three-dimensional dynamic lean model. Basedthree-dimensional model based on coal seam shearer coal and rock interface recognition system,the establishment of the real-time status of the shearer in the coal seams in the three-dimensionalmodel description method to study the the seam model real-time correction. Based onthree-dimensional visualization of dynamic lean modeling, through the identification of coal-rockinterface, combined with face-definition video systems, automation mechanized mining faceequipment remote (the trough or ground) the feasibility of control, unmanned face.
引文
[1]赵学雷.基于多传感器信息融合的载荷及煤岩判定与识别技术研究[D],中国矿业大学(北京),2011.
    [2]刘伟.综放工作面煤矸界面识别理论与方法研究[D],中国矿业大学(北京),2011.
    [3]孙继平.基于图像识别的煤岩界面识别方法研究[J],煤炭科学技术,2011年02期.
    [4]卢共平.煤岩界面探测技术[J],陕西煤炭技术,1996年第3期.
    [5]梁义维.采煤机智能调高控制理论与技术[D],太原理工大学,2005.
    [6]徐永江.无源红外煤岩界面探测系统[J],煤炭技术,1994年第04期.
    [7]任芳.国内外煤岩界面识别技术研究动态综述[J],煤,2001年04期.
    [8]徐瑛.国外煤岩界面传感器开发动态综述[J],煤矿自动化,1995年02期.
    [9]郭军.基于3DGIS技术的数字矿山基础信息平台及其应用[J],工矿自动化,2010第1期
    [10]朱庆.三维地理信息系统技术综述[J],地理信息世界,2004第三期.
    [11]毛善君.煤矿虚拟环境系统的总体设计及初步实现[J],中国学术期刊文摘,2006年第6期.
    [12]张国军.综放采煤自动化煤岩识别传感器的研究[J],传感器与微系统,2011年2期.
    [13]马宪民.煤与矸石识别的数字图像处理方法探讨[J],中国煤炭学会煤矿机电一体化专业委员会、中国电工技术学会煤矿电工专业委员会2004年学术年会论文集,2004.
    [14]何敏.基于SVM和纹理的煤和煤矸石自动识别[J],计算机工程与设计,2012.3.
    [15]兰添才.基于纹理特征融合的煤矸石分选技术研究[J],龙岩学院学报,2008年第6期.
    [16]孙延奎.小波变换与图像图形处理技术[M],清华大学出版社,2005.
    [17]文莉.小波去噪的几种方法[J],合肥工业大学学报(自然科学版),2002年第5期.
    [18]谢搴.小波阈值去噪黄金分割法[J],物探与化探,2006年03期.
    [19]尹文花.基于空间域数字图像处理方法的煤岩分析[D],太原理工大学,2010年.
    [20]张建华.地理信息系统支持下的煤岩煤质资料分析[J],煤田地质与勘探,24卷第6期.
    [21]刘春生.采煤机滚筒记忆程控液压调高系统的仿真[J],中国工程机械学报,2007.4.
    [22]雷玉勇.采煤机液压自动调高系统的研究[J],重庆邮电大学学报,1994.1.
    [23]黄忠霖.控制系统MATLAB计算及仿真[M],国防工业出版社,2004.
    [24]王广斌.基于最小二乘原理的趋势项处理及其MATLAB的实现[J],分析研究,2005年.
    [25]于师建.煤岩界面弱反射波小波多分辨分析[J],岩石力学与工程学报,2005年9月.
    [26]于师建.小波多尺度分析在煤厚探测中的应用[J],煤田地质与勘探,2005年10月.
    [27]黄忠霖.控制系统MATLAB计算及仿真[M],国防工业出版社,2004.
    [28]杨志伊.煤矿井下设备振动监测与故障诊断的研究[J],煤矿机电,2000年1期.
    [29]赵林.基于FFT的光纤光栅机械振动监测系统研究[J],山东科学,2012年8月.
    [30]吕茂超.基于小波变换去除风机振动信号噪声在煤矿主通风机故障诊断系统的应用[J],中国科技论文在线.
    [31]张铁平.振动监测在煤矿通风设备故障诊断中的应用[J],矿山机械,2000第4期.
    [32]董天文.东滩煤矿风井主扇风机振动问题诊断及处理[J],山东煤炭科技,2012年02期.
    [33]荆双喜.矿井通风机振动故障诊断的社会网络方法[J],焦作工学院学报,1999年第4期.
    [34]贾洪钢.振动监测分析仪在煤矿机电设备故障诊断中的应用[J],工矿自动化,2011年第8期.
    [35]荆双喜.矿井通风机振动故障诊断的神经网络方法[J],焦作工学院学报,1999年18期.
    [36]樊淑趁,王东,郭玲香.基于模式识别的采煤机滚筒自动调高系统的研究[J],焦作矿业学院学报,1995.1.
    [37]田慕琴,辛忠东.基于记忆切割的采煤机自动调高预见控制系统[J],煤矿机电,2002.12.
    [38]关景泰.机电液控制技术[M],同济大学出版社,2002.
    [39]席裕庚.预测控制[M],国防工业出版社,1993.
    [40]肖新平,宋中民.灰预测基础及其应用[M],科学出版社,2005.
    [41]王鹏.信息融合技术在平煤股份五矿的应用[J],中州煤炭,2010年09期.
    [42] Anthony Reid and Hal Gurgenci, MODELLING THE DYNAMICS OF LONGWALLSHEARERS, CRCMining
    [43] Gelb, A., Ed, Applied optimal estimation, The M.I.T. Press, Cambridge (1974).
    [44] Goldstein, H., Classical Mechanics, Addison-Wesley, London (1950).
    [45] Kalman, R. E. and R. S. Bucy, New results in linear filtering and prediction theory, Journal ofBasic Engineering,83,95-108(1961).
    [46] Siegrist, P. M. and P. R. McAree, Sensor Requirements for Tyre Force EstimationApplications to Off-Highway
    [47] Mining Trucks, Proceedings of the11th World Congress in Mechanism and Machine Science,China Machine Press, Tianjin, China,2004
    [48] Cai, Y, Hebblewhite, B, Onder, U, Xu, B, Kelly, M, Wright, B, and Kraemer, I,(2003),Application of longwall top coal caving to Australian operations, ACARP Report1137F.
    [49] Zhongming, J. Theory and technology of top coal caving mining,2006
    [50] Gu, G, Lei, C, and Lei, Z, New technologies for dust control in the longwall faces with topcoal caving,1999mining science and technology.
    [51] Humphries, P, and Poulsen, B, Longwall top coal caving application assessment in Australia,ACARP Report for project C130187,2007
    [52] Strapdown Inertial Navigation Integration Algorithm Design. Part1: Attitude AlgorithmsJournal of guidance, control, and dynamics, vol.21, no.1, pp.19-28
    [53] D. C. Reid, D. W. Hainsworth, R. J. McPhee Lateral guidance of highwall mining machineryusing inertial navigation Proceedings of the4th International Symposium on MineMechanisation and Automation,1997, pp B6:1-10(Brisbane).
    [54] D. C. Reid, J. C. Ralston, D. W. Hainsworth, R. J. McPhee and E. Matejowsky HighwallMining Guidance: A Major Advance in Highwall Mining Teleoperation1st InternationalWorkshop on Advances in Robotics for Mining and Underground Applications, BrisbaneAustralia, Oct2-4,2000.
    [55] D. W. Hainsworth Automatic Horizon Control of Coal Mining Machinery in Proceedings ofthe4th International Symposium on Mine Mechanisation and Automation,1997, ppB6:11-19,(Brisbane).
    [56] W. A. Zimmerman, R. W.; Harris, J.; High, J. Automation of the longwall mining systemNASA Jet Propulsion Laboratory1, November,1982
    [57] Longwall Mining Australasian Coal Mining Practice, ch.15, pp340-375.
    [58] Strange, Andrew and Ralston, Jonathon and Chandran, Vinod Near-surface InterfaceDetection for Coal Mining Applications using Bispectral Features and GPR Sensing andImaging: An International Journal, Springer New York vol.6, no.2, pp.125-149,2005
    [59] B Tiryaki and P Henderson, Performance Prediction for Longwall Shearers and ContinuousMiners, Australian Mining Technology Conference,2006
    [60]辛远.采煤机自动调高理论[D],太原理工大学.
    [61] Reid, A and Gurgenci, H,2004. Modelling the dynamics of longwall shearers, in Proceedings2004CRCMining Research and Effective Technology Transfer Conference, Noosa,Queensland, Australia.
    [62] Roxborough, F F and Philips, H R,1974. Experimental studies on the excavation of rocksusing picks, Advances in rock mechanics, in Proceedings Third ISRM Congress, Denver,USA, pp1407-1412.
    [63] Tiryaki, B,1998. Optimization of tool lacing parameters for drum shearers, PhD thesis,Hacettepe University, Ankara, Turkey.
    [64] Tiryaki, B,2005. Measurement and prediction of cutting forces and vibrations on longwallshearers, final report, Cooperative Research Centre for Mining and ACARP (C13027),Australia.
    [65] Hurt, K G, McAndrew, K M and Morris, C J,1988. Boom roadheader cutting vibration:Measurement and prediction, in Proceedings Conference on Applied Rock Engineering(CARE’88), The University of Newcastle Upon Tyne, pp89-97.
    [66]孙涛.目标识别中的信息融合技术[J],自动化仪表,VoL22No.2:1科,2001.
    [67]肖志宏.用证据理论实现多信息融合的一种改进算法[J],机器人,Vol.22,No.l:.7-11,2000.
    [68] Klein L A. Sensor and Data Fusion Concepts and Applications. SPIE,1993,142
    [69] Walt,E. Multi Sensor Data Fusion. New York: Arteeh House,INC,1990.
    [70]马建仓.小波-神经网络-模糊识别在旋转机械故障诊断中的应用研究[J],机械科学与技术.Vol.18No.3:459-462,1999.
    [71]裴峥.模糊神经网络的一种混合递推学习算法[J],模糊系统与数学,Vol.13,No.4:58-64,1999.
    [72]陈翔,李尤嘉,黄醒春等.基于Gls三维统计的膏溶角砾岩断口几何特性研究[J].岩石力学与工程学报,2008,27(a.2):3542一3546.
    [73]李清泉,李德仁.三维地理信息系统中的数据结构[J].武汉测绘科技大学学报,1996,21
    [74]陈云浩,郭达志,一种三维GIS矢量数据结构的研究[J].测绘学报,1999,28
    [75]朱合华,张芳,叶勇庚.基于钻孔数据重构地层周围表面模型算法[J1.计算机工程与应用,2006(25)
    [76]朱良峰,吴信才,刘修国等.基于钻孔数据的三维地层模型的构建[J].地理与地理信息科学,2004,20
    [77]罗智勇,杨武年.基于钻孔数据的三维地质建模与可视化研究[J].测绘科学,2008,33
    [78]张煌,谭德宝,孙家柄.基于竖直钻孔数据的层状地层建模[J].长江科学院院报,2005,22(6)
    [79]何满潮,李学元,刘斌等.工程岩体三维构模中钻孔数据处理方法[J1.岩石力学与工程学报,2005,24
    [80]孙红梅,贾瑞生,王萍.基于钻孔数据的地层三维可视化改进算法[J].测绘科学,2008,33(3):85一61.
    [81]施木俊,熊毅明,甄云鹏.基于工程勘察钻孔数据的三维地层模型的自动构建[J].城市勘测,2006
    [82]〕王军锋,张新予.矿山地质剖面图数据数字化三维可视化的研究[J].露天采矿技术,2006
    [83]张菊明,王思敬,曾钱帮等.溶蚀岩体三维随机洞体数学模型的设计[J].工程地质学报,2004(3)
    [84]陈昌彦,张菊明,杜永廉等.边坡工程地质信息的三维可视化及其在三峡船闸边坡工程中的应用[J].岩土工程学报,1998,20(4):l一6.
    [85] BitzerK.BASIN:Afinite一element model for simulation of eonsolidation,fluid,solutetransPort and beat flow in sedimentary basins 「A」.In:Pawlovsky一GlabnVed.ProceedingsIAMG97
    [86]王纯祥,白世伟.三维地层信息系统在岩土工程中应用研究[J].岩土力学,2003,24(4):614一615.
    [87]刘唱晓,贺怀建,张柯军.基于三棱柱单元地层与桩基的可视化[J].岩石力学与工程学报,2005,24
    [88] Mowrey G L. Horizon control holds key to automation [J].Coal,1991,11:44-49.
    [89] Robert A. Frosch, Stephen D. Rose, Charles E. Crouch, Elborn W. Jones. Coal-rock interfacedetector: USA,4165460[P].1979-8-21.
    [90]于凤英.基于遗传神经网络的煤岩界面识别方法的研究[D].山西:太原理工大学,2007.
    [91]廉自生,刘混举,李文英.基于切割力响应的煤岩界面识别技术研究[J].山西机械,1999,103(3):25-27
    [92]张福建.电牵引采煤机记忆截割控制策略的研究[D].北京:煤炭科学总院,2007.
    [93] Chad Owen Hargrave, David Charles Reid, Hainsworth, et al. Mining methods and apparatus:USA, US20090212216A1[P].2009-8-27.
    [94]梁义维.采煤机智能调高控制理论与技术[D].山西:太原理工大学,2005.
    [95]蔡桂英.采煤机滚筒高度模糊控制器的设计与仿真[D].黑龙江:哈尔滨工程大学,2008.
    [96]龙钢.我国大功率采煤机的技术现状及发展方向[J].矿山机械,2009,37(24):14-17.
    [97]孙咸.采煤机截齿耐磨堆焊层的使用性能及其堆焊材料[J].金属加工,2011,(2):42-46.
    [98]夏护国.采煤机位置监测装置的原理与应用[J].矿山机械,2007,11:43-45.
    [99]方新秋,何杰,张斌,等.无人工作面采煤机自主定位系统[J].西安科技大学学报,2008,28(2):349-353.
    [100]安美珍,刘振坚,何敬德.采煤机工作姿态监测硬件设计[J].煤矿机械,2008,29(12):198-200.

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