[发明专利]面向综采工作面地质、煤层与装备的虚拟综合测试方法

说明书

本发明涉及一种面向综采工作面地质、煤层与装备的虚拟综合测试方法，包括如下模型：虚拟地质模型、煤层勘测建模模拟模型、煤层模型动态修正模拟模型、理论工作空间模拟模型和采煤机位姿反演工作空间模拟模型。通过模型之间的定量对比分析能够对煤层勘测建模方法、煤层模型动态修正方法、采煤机截割技术或方法、采煤机位姿反演工作空间模型方法等进行测试，为综采工作面成体系的测试问题提供了有效的解决方案。

技术领域

本发明涉及技术测试与生产过程模拟的技术领域，具体为一种面向综采工作面地质、煤层与装备的虚拟综合测试方法。

背景技术

近年来，针对井下综采工作面所构建的综采工作面虚拟仿真系统越来越趋于成熟，并且由于该类系统具有场景设计自由、信息融合多元、仿真参数可调、构建成本较低、分析规划直观、控制操作方便等一系列优点，其能够在综采装备调试选型、综采过程虚拟规划、综采装备监测监控、综采装备智能控制等各方面发挥巨大作用。

现有技术中，公告号为CN205827203U的实用新型专利公开了一种实现多信息融合的采煤机智能控制的实验系统，其包括数据采集系统、电脑人机交互界面、机载控制器和运动执行机构，能够在实验室条件下对多信息融合的采煤机的智能控制方法进行验证。公开号为CN106407624A的发明专利公开了一种虚拟采煤机记忆截割方法研究，利用采煤机工况参数实时驱动采煤机虚拟样机，并绘制不同地质条件的综采工作面，实现采煤工作状态的“真实再现”。公开号为CN113051756A的发明专利公开的一种虚实融合的采煤机记忆截割试验系统和方法，提供了一种包括虚拟测试场景、虚实交互系统和试验测试台的采煤机截割试验系统和实验方法。公开号为CN113128109A的发明专利公开的一种面向智能化综采机器人生产系统的测试与评估方法提出了以特定工作面地质、装备运行的实际运行数据为基础，结合综采装备与煤层运动学关系，构建综采工作面虚拟离线运行系统。该系统能够将装备及地质探测手段按照未来智能化发展运行的参数进行输入，最终实现对综采工作面运行体系的评价。

上述一些方法为综采过程的虚拟测试和虚拟监测提供了有效的解决方案，但是对于综采工作面成体系的测试问题，这些方案缺乏针对性的、可靠的、成体系的测试方案设计，于是现有的这些方法无法切实满足实际生产和技术研发中遇到的测试与实验需求。对此，本发明中提出一种面向综采工作面地质、煤层与装备的虚拟综合测试方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向综采工作面地质、煤层与装备的虚拟综合测试方法，为综采工作面成体系的测试问题提供解决方案。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种面向综采工作面地质、煤层与装备的虚拟综合测试方法，所述方法中包括如下模型：虚拟地质模型、煤层勘测建模模拟模型、煤层模型动态修正模拟模型、理论工作空间模拟模型和采煤机位姿反演工作空间模拟模型；

所述虚拟地质模型是依据地质构造规律，结合目标地质对象特征所生成的地质模型；

所述煤层勘测建模模拟模型是模拟实际生产中的勘测手段，对虚拟地质模型进行模拟勘测，并利用所获得的模拟勘测数据构建出的煤层模型；

所述煤层模型动态修正模拟模型是以煤层勘测建模模拟模型为基础，从每个模拟工作面中依次获取模拟勘测数据，并在每一次获取模拟勘测数据后不断动态修正获得的煤层模型；

所述理论工作空间模拟模型是模拟实际生产中采煤机理论上开采出的工作空间的三维模型，该模型用于反映采煤机对煤层的截割情况；

所述采煤机位姿反演工作空间模拟模型是由采煤机采煤过程中位姿数据反演得到的采煤机工作空间模拟模型，该模型用于对实际生产过程中构建工作空间模型的过程和结果进行模拟；

结合上述模型实现如下测试：

煤层勘测建模模拟测试：将所述煤层勘测建模模拟模型与所述虚拟地质模型定量对比分析对当前煤层勘测建模方法进行评价；

煤层模型动态修正模拟测试：将所述煤层模型动态修正模拟模型与所述虚拟地质模型定量对比分析对当前煤层模型的动态修正方法进行评价；