综采工作面模拟装置与模拟试验研究

摘要

煤矿综采自动化技术是实现煤炭安全、高效回采的重要保障，是国家经济发展所需煤炭供应的先决条件。《中国制造2025—能源装备实施方案》中，将煤炭绿色智能采掘装备列入能源装备发展任务之一;国家“十三五”规划在能源关键技术装备中也明确提出加快推进煤炭自动化、智能化、无人开采技术的研发应用;煤炭工业也开始不断深入探索“互联网+人工智能+自动开采”的绿色开采新模式。 本文对自动化综采工作面关键技术进行探索，主要研究内容如下： （1）结合自动化综采工作面工艺及技术特点，搭建了综采工作面模拟试验平台，对试验平台电控系统、机械系统以及上位机软件进行了分析与设计。 （2）采煤机定位作为工作面自动化生产的关键技术，其精确程度尤为重要。由于定位系统存在不可避免的漂移等误差，一段时间过后定位效果无法满足工作需求。本文提出了适用于采煤机定位技术的平滑算法，采煤机每完成一刀走到端面时，利用平滑算法进行采煤机轨迹校正。 （3）由于采煤机轨迹生成的时间不同，其对应的刮板输送机调直算法也不同。在基于实时采煤机轨迹的刮板输送机调直试验中，通过试验证明了该调直算法对直线度误差有改善作用。 （4）在基于端面校准后采煤机轨迹的刮板输送机调直试验中，结果不仅表明该调直方法对直线度误差有改善作用，同时证明了基于更高精度的采煤机定位轨迹的调直方法效果优于基于实时采煤机轨迹的调直方法。 （5）对刮板输送机直线度的影响因素进行了研究，借鉴了基于极差理论的刮板输送机直线度预测模型，通过改变推杆的推移误差正态分布范围来检验该模型的准确性。

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变量注释表

1 绪论

1.1课题来源

1.2 研究背景

1.3自动化综采工作面研究现状

1.3.1 澳大利亚Landmark项目

1.3.2 欧盟NEMAEQ项目

1.3.3 国内相关科研项目

1.3.4综采工作面自动化关键技术

1.4自动化综采工作面模拟试验方法研究现状

1.5研究内容

2 自动化综采工作面模拟试验平台研制

2.1综采工作面模拟试验平台整体方案

2.2模拟试验台机械系统设计

2.3模拟试验台电控系统设计

2.4模拟试验台的试验方法

2.5.1 上位机软件的需求分析

2.5.2上位机软件界面设计

2.5.3上位机软件功能实现设计

2.6 本章小结

3采煤机定位数据事后处理算法

3.1平滑算法概述

3.2.1 卡尔曼滤波概述

3.2.2组合导航误差状态模型建立

3.2.3量测方程建立

3.3定位数据时候处理过程

3.4采煤机定位数据后处理试验研究

3.5本章小结

4基于采煤机定位数据后处理的刮板输送机调直研究

4.1基于采煤机轨迹后处理的调直原理

4.2调直算法的仿真研究

4.3.1基于实时生成采煤机轨迹的刮板输送机调直试验

4.3.2基于采煤机定位轨迹后处理的刮板输送机调直试验

4.4刮板输送机直线度影响因素研究

4.5本章小结

5 总结和展望

5.1 研究总结

5.2研究展望

参考文献

作者简历

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