一种采煤工作面的支架联合标定方法技术

本发明专利技术公开一种采煤工作面的支架联合标定方法，包括：建立约束条件；建立计算机模型；建立三维数据预测模型；还包括支架初始定标方法，支架的初始定标方法包括以下步骤：步骤1、构成采煤工作面的初始状态；步骤2、模型修正；步骤3、验证。本发明专利技术能够在不增添复杂的采集设备的情况下，通过有限的采集数据和适配的物理模型，建立采煤工作面仿真模型，通过仿真模型实现支架的标定，指导支架安装。指导支架安装。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤工作面的支架联合标定方法


[0001]本专利技术涉及采掘
，尤其涉及一种采煤工作面的支架联合标定方法。

技术介绍

[0002]采煤工作面作为煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点，是矿井事故的多发地点。因此，全面做好支架管理的工作，发挥其在安全采煤中的作用，成为煤矿安全管理迫切需要解决的问题。
[0003]采煤工作面位于地下煤层，没有卫星定位信息，采煤过程不断地破坏地层，掘进移动，没有明确固定的标记信息。随着采煤工作面的推进，支架也要随时调整位置向前移动，以确保采煤工作面的生产安全。如何控制支架的移动状态，是煤安全生产的重要问题。支架在采煤过程中随着工作面向前移动，变换的位置和姿态，导致计算机三维数据预测模型无法保持支架实时信息，需要人工不断地测量支架当前状态数据，严重制约智能化综采技术在煤矿中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种采煤工作面的支架联合标定方法，采用计算机三维仿真技术建立采煤工作面的支架模型，实时监控工作面中支架的状态，实时预警可能的风险，保障采煤作业安全。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用以下技术方案实现的：本专利技术公开一种采煤工作面的支架联合标定方法，包括：建立约束条件，根据支架参数建立支架的物理约束条件，根据采煤工作面的地矿勘探数据建立采煤工作面的物理约束条件；建立计算机模型，根据支架的物理约束条件建立支架的计算机模型，根据采煤工作面的物理约束条件建立采煤工作面的计算机模型；建立三维数据预测模型，根据支架设计模型建立支架的三维数据预测模型，根据采煤工作面设计结合实地采集工作面的三维数据建立采煤工作面的三维数据预测模型；本专利技术还包括支架初始定标方法，所述支架的初始定标方法包括以下步骤：步骤1、构成采煤工作面的初始状态，根据支架的三维数据预测模型以及采煤工作面的三维数据预测模型，在采煤工作面现场安装支架，按照实际的采煤工作面的支架的初始安装状态，构建采煤工作面的初始状态；步骤2、模型修正，利用在采煤工作面现场采集的数据修正支架的三维数据预测模型；步骤3、验证，按照支架的物理约束条件以及采煤工作面的物理约束条件对修正后的支架的三维数据预测模型以及采煤工作面的三维数据预测模型进行验证，在保证物理约束条件的情况下得到相应的约束参数。
[0006]进一步的，本专利技术还包括支架的移动标定方法，所述支架的移动标定方法包括以
下步骤：a、模型移动，在采煤工作面的三维数据预测模型中按照预定距离，倾角、中心距移动支架的三维数据预测模型，并验证约束条件，反馈移动后的支架状态参数；b、支架移动，在现场按照步骤a的支架状态参数移动支架。
[0007]进一步的，在步骤a之前还包括在计算机系统中验证支架降架状态，评估安全风险，提示安全警示；在步骤a中，验证约束条件是在在支架恢复支撑状态后进行的。
[0008]优选的，在步骤b中，在支架撤消状态下移动支架，移动支架后恢复支架支撑状态。
[0009]进一步的，所述支架有若干个。
[0010]优选的，所述支架参数包括高度、宽度、中心距、直线度、初撑力、工作阻力、底板比压、支护强度以及泵站压力。
[0011]优选的，所述地矿勘探数据包括地下位置、巷道尺寸、倾斜角度以及巷道角度。
[0012]本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术能够在不增添复杂的采集设备的情况下，通过有限的采集数据和适配的物理模型，建立采煤工作面仿真模型，通过仿真模型实现支架的标定，指导支架安装和移动。
[0013]2、对于支架状态不再需要反复人工采集数据，可通过煤层的物理约束条件，实现支架姿态调整，减轻劳动强度；特别是在支架数量多的情况下，还能够有效避免人工采集数据可能出现混淆等错误。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本专利技术进行进一步详细说明。
[0015]实施例1本实施例公开一种采煤工作面的支架联合标定方法，具体包括以下步骤：1. 建立支架的物理约束条件和模型，根据具体型号的支架参数（来自支架的设计），如高度、宽度、中心距、直线度、初撑力、工作阻力、底板比压、支护强度、泵站压力等，建立支架的工作状态约束条件，设计对应的计算机模型。
[0016]2. 建立支架的三维数据预测模型。根据具体型号的支架 CAD 设计模型，建立支架的计算机三维数据预测模型。
[0017]3. 建立采煤工作面的物理约束条件和模型，采煤工作面的地矿勘探数据，如地下位置，巷道尺寸，倾斜角度，巷道角度等等，建立工作面的物理约束条件，设计对应的计算机模型。
[0018]4. 建立采煤工作面的三维数据预测模型。根据采煤工作面设计，建立它的计算机三维数据预测模型，再根据实地采集工作面的三维数据，修正计算机三维数据预测模型。
[0019]5、实际采煤作业中，在采煤工作面中安装支架，保护工作面安全。
[0020]6. 在工作面三维模型中放置支架的三维模型，构成采煤工作面的初始状态。
[0021]7. 在采煤工作面现场人工采集支架数据，利用现场数据修正支架的三维模型。
[0022]8. 执行约束条件验证模块，保证三维模型中工作面和支架的约束条件成立并得
到相应的约束参数。
[0023]本实施例适用于实现采煤作业中三维模型的构建，以及第一步开挖作业的支架标定。
[0024]实施例2在实施例1的基础上，本实施例还公开了如何实现在采煤作业过程中移动支架后的支架联合标定，具体还包括以下步骤：9. 实际采煤作业中，随着采煤工作推进，实物支架跟随移动，保护采煤作业安全。
[0025]10. 在计算机系统中验证支架撤消状态，评估安全风险，提示安全警示。
[0026]11. 三维模型中支架向前移动 800mm，恢复支撑状态，计算机验证约束条件，反馈最后支架状态的参数。
[0027]12. 在采煤现场，人工根据参数泄压降架，支架向前移动 800mm，恢复支架支撑状态。
[0028]13. 重复第 11，第 12 步调整工作面所有支架。
[0029]在支架移动时，在采煤工作面的三维数据预测模型中，支架的三维数据预测模型在约束条件内移动，保证约束条件成立。
[0030]当然，本专利技术还可有其它多种实施例，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本专利技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本专利技术所附的权利要求的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤工作面的支架联合标定方法，其特征在于，包括：建立约束条件，根据支架参数建立支架的物理约束条件，根据采煤工作面的地矿勘探数据建立采煤工作面的物理约束条件；建立计算机模型，根据支架的物理约束条件建立支架的计算机模型，根据采煤工作面的物理约束条件建立采煤工作面的计算机模型；建立三维数据预测模型，根据支架设计模型建立支架的三维数据预测模型，根据采煤工作面设计结合实地采集工作面的三维数据建立采煤工作面的三维数据预测模型；还包括支架初始定标方法，所述支架的初始定标方法包括以下步骤：步骤1、构成采煤工作面的初始状态，根据支架的三维数据预测模型以及采煤工作面的三维数据预测模型，在采煤工作面现场安装支架，按照实际的采煤工作面的支架的初始安装状态，构建采煤工作面的初始状态；步骤2、模型修正，利用在采煤工作面现场采集的数据修正支架的三维数据预测模型；步骤3、验证，按照支架的物理约束条件以及采煤工作面的物理约束条件对修正后的支架的三维数据预测模型以及采煤工作面的三维数据预测模型进行验证，在保证物理约束条件的情况下得到相应的约束参数。2.根据权利要求1所述的采煤工作面的支架联合标定方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎亮，刘中元，陈显坤，周勇，冯春，陈飞，杨海宾，朱明建，俞卫中，曹煜，胡大裟，吴云亮，董婷婷，喻其祥，余晓辉，
申请(专利权)人：成都技转创新连线科技集团有限公司四川川煤华荣能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：