[发明专利]一种针对刮板输送机上窜下滑问题的预警方法

说明书

本发明涉及一种针对刮板输送机上窜下滑问题的预警方法，在创建研究刮板输送机上窜下滑的环境方面，摆脱了井下恶劣环境的限制对刮板输送机上窜下滑进行研究；在数据输出方面，将综采工作面煤机装备的位置坐标、中部槽的弯曲角度、液压支架推移机构的运动参数、采煤机对刮板输送机的作用力、各中部槽受到的弯曲阻力以XML文件的形式将数据实时输出；实现了研究环境的可视化，可通过对相关位置进行局部视野缩放进行相关检查；刮板输送机、采煤机、液压支架的相关参数变化实时显示在运行界面上；实现了整个虚拟综采工作面运行的参数化，综采工作面煤机装备的质量、液压支架运行时与刮板输送机弯曲时的一些阻力、摩擦系数可以在Unity3D的相关模块下进行设置。

技术领域

本发明涉及视觉三维重建技术领域，更具体地说，涉及一种针对刮板输送机上窜下滑问题的预警方法。

背景技术

刮板输送机上窜下滑是困扰综采工作面正常工作的问题之一，这个问题极大的阻碍了综采工作面“智能化”的推进，严重威胁了煤矿的安全生产，并对煤矿开采效率也产生了很大的影响，因而亟需对刮板输送机上窜下滑的实时监测、预防与控制进行有效的研究。

现有的技术中，申请号为CN201710410717.7提出了一种防止综采工作面输送机上窜下滑的方法。具体步骤如下：(1)工作面运输顺槽要严格按照设计要求掘进；(2)转载机严格按照设备中心进行铺设；(3)工作面机头、机尾严格控制相互超前距离；(4) 工作面输送机沿煤壁要推直。

申请号为CN201410103912.1提出了一种运输机上窜下滑自动控制系统，包括运输机、工作面液压支架和中心计算机；通过在机头上安装机头激光测距仪，在机尾上安装机尾测距仪，将机头测距仪和机尾测距仪连接到中心计算机上，并将该中心计算机连接于工作面液压支架，用于根据机头测距仪和机尾测距仪的测量数据控制所述工作面液压支架的推溜行程。

上述方法中，对距离的测量、刮板输送机的直线度、传感器的精度等有着严格的要求，但是由于煤矿井下环境复杂、空间狭窄、光线昏暗等条件的限制，使得在对上述方法中提出的要求的实现比较困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种针对刮板输送机上窜下滑问题的预警方法，针对在煤矿井下对刮板输送机上窜下滑进行相关研究比较困难的问题，实现在虚拟研究平台上对刮板输送机上窜下滑是否发生、原因机理以及预防控制等相关研究。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种针对刮板输送机上窜下滑问题的预警方法，包括：

在Unity3D创建的虚拟环境下，选择配套综采工作面的煤机装备型号，并进行参数化设置，在建立虚拟综采工作面煤机装备与虚拟煤层间的虚拟接触模型；其中，所述配套综采工作面的煤机装备包括采煤机、液压支架及刮板输送机；虚拟综采工作面煤机装备包括虚拟采煤机、虚拟液压支架及虚拟刮板输送机；

采集煤机装备的实时运行参数、煤层与煤机装备间的摩擦系数变化，使虚拟刮板输送机受到的作用力规律与井下刮板输送机相一致，建立虚拟环境与井下环境的数字孪生关系；

通过将虚拟综采工作面煤机装备相对煤层底板、相对预设参考物的位姿数据实时输出，对虚拟刮板输送机的机头相对于虚拟运输巷位置基准的变化进行监测，根据预设评判等级确定刮板输送机上窜下滑的程度，并产生警报信号进行预警。

其中，上窜下滑的评判等级为：

当刮板输送机处于非蛇行状态时，机头位置变化量大小，分为三个等级，虚拟环境下，机头位置变化量在第一阈值范围时，综采工作面上窜下滑的程度较低，属于轻度上窜下滑；机头位置变化量在第二阈值范围时，此时已经影响正常的煤矿开采，需要停机进行相关的调斜处理，属于中度上窜下滑；机头位置变化量在第三阈值范围时，属于重度上窜下滑。