基于地理信息系统(GIS)的采煤机定位定姿技术研究

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采煤机采区定位定姿技术

采煤机采区定位定姿技术
各种采煤机定位定姿方法都有各自的优缺点, 将捷联惯导与无线传感器网络技术结合起来,组成 组合定位定姿系统,可以克服单系统的缺点,取长补 短,以更好满足自动化生产的要求。
采煤机的姿态主要是靠俯仰角、横滚角和偏航
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机械管理开发 jxglkfbjb@
第 33 卷
角表示的,如图 1 所示。
从载体坐标系变换到基准坐标系的公式为:
晌上 xb 裳梢
晌上 xo 裳梢
上 上
yb
梢 梢
=C1C2C3上上
yo
梢 梢
.
尚上 zb 捎梢
尚上 zo 捎梢
(4)
采煤机上任意点的位置,可以通过式(4)转换到
收稿日期:2018-02-26 作者简介:崔宇(1989—),男,毕业于大同大学煤炭工程学院,助 理工程师,综采技术员。
惯性导航技术是一种自主式导航技术,通过安 装在采煤机上的陀螺仪及加速度计,测量采煤机的 实时角加速度和线性加速度,解算出采煤机的运动 状态信息,再经过坐标变换得到采煤机的实时位置。 这种方法不需外加信号,定位精度高,可以得到采煤 机的三维位置信息,但在长时间工作后由于累积误 差使精度变差,需要采用综合导航技术进行修正[4]。 2 捷联惯导与无线传感器网络组合定位定姿原理
图 2 所示。
Z2
Z(0 Z1)(天)
Zb

Y(2 Y b)
X(1 X2)
Y(0 北) Y1
X(0 东)
Xb
图 2 坐标系变化示意图
其 中 OXbY bZb 是 载 体 坐 标 系 ,OXoY oZo 是 当 地 基准坐标系,载体坐标系经过三次旋转后与基准 坐标系重合,三次旋转的角度就是采煤机的俯仰 角 兹、横滚角 酌 和偏航角 鬃。三次旋转的变换矩阵 分别为:

基于GIS煤矿地质测量信息数据模型论文

基于GIS煤矿地质测量信息数据模型论文

基于GIS的煤矿地质测量信息的数据模型的研究[摘要]:基于gsi的煤矿地质测量信息分类编码应当与数据模型紧密联系,其实现就是在概念化设计的基础上对煤矿地质测量空间信息进行抽象、汇总与组织,并在逻辑实现的基础上进行分类编码的过程,同时也反映了从客观世界到计算机世界的逐级映射的过程:通过概念数据模型对煤矿地质测量信息进行抽象、汇总与组织;通过逻辑数据模型对煤矿地质测量信息进行分类与编码。

[关键词]:gis 煤矿地质测量数据模型中图分类号:x752文献标识码:x文章编号:1009-914x(2013)01- 0297-011.前言随着信息科学技术的快速发展以及社会经济发展的稳步前进,信息技术逐步广泛地应用于社会的不同领域;信息化与网络化己成为各个行业数字化的重要基础手段,在企业应用中起到十分重要的作用。

客观世界的事物是无穷无尽的,要研究、认识、利用和改造它们,就必须进行概括与抽象(即理想化或模型化),以便揭示客观事物演变的基本规律,并将其作为利用和改造客观世界的手段。

模型是现实世界本质的反映或科学的抽象,反映事物的固有特性及其相互联系和运动规律。

数据模型是地理信息系统中关于数据和联系的逻辑组织的形式表达,以抽象的形式表述一个部门或系统的业务活动与信息流程。

基础信息分类与编码需要把现实世界抽象到数字世界与信息世界。

2.煤矿地质测量信息涉及的范围及其特征煤矿的开发活动是一个复杂的系统工程,在生产过程中,产生了大量的相关信息。

从信息来源看,可将其分为内部数据源和外部信息源。

内部数据源是指煤矿日常生产和销售活动有关的数据,主要包括煤矿地质测量信息数据、采掘工程数据,以及安全与调度、设施与耗材、通风、运输等生产数据,还包括财务、劳动与人事、原材料消耗等运营数据;外部信息源是指国家政策、法规、上级单位指令、原材料市场、矿产品市场等信息。

煤矿地质测量信息主要针对煤矿这一特殊的空间系统,它的对象主体是煤层及其围岩等地质实体。

综采工作面采煤机定位技术研究

综采工作面采煤机定位技术研究

综采工作面采煤机定位技术研究随着煤炭工业的不断发展,采煤机在煤炭生产中起着重要作用。

而综采工作面采煤机的定位技术更是对煤矿生产效率和安全性有着重要的影响。

本文将对综采工作面采煤机定位技术进行研究,探讨其发展现状、存在的问题以及未来的发展趋势。

综采工作面采煤机定位技术是指通过各种感知技术和定位方法,实现采煤机在工作面的准确定位,以便提高采煤效率和确保工作面的安全性。

随着煤矿生产规模的不断扩大和煤层复杂程度的增加,综采工作面采煤机定位技术也在不断发展和完善。

目前,主要的定位技术包括全球定位系统(GPS)、激光扫描技术、摄像头定位技术等。

1.全球定位系统(GPS)技术全球定位系统是一种利用卫星信号实现定位的技术,它可以实现对采煤机位置的准确定位,并可以通过系统软件实现对采煤机位置的监控和管理。

在实际应用中,通过布设在采煤机上的GPS接收器,可以实现对采煤机位置的实时监控和管理,使得采煤机的定位更加准确和稳定。

2.激光扫描技术激光扫描技术是一种利用激光测距仪实现对采煤机位置的测量和定位的技术。

这种技术可以通过在采煤机上安装激光测距仪,实时获取采煤机所在位置的三维坐标,并结合地图信息实现对采煤机在工作面的准确定位。

与GPS技术相比,激光扫描技术更适用于煤矿井下环境较为复杂的情况。

3.摄像头定位技术摄像头定位技术是一种通过在采煤机上安装摄像头,实时获取采煤机在工作面的位置信息的技术。

通过对采煤机位置的监控和分析,可以实现对采煤机定位的精准控制,提高采煤效率和安全性。

二、综采工作面采煤机定位技术存在的问题尽管综采工作面采煤机定位技术在一定程度上可以提高采煤效率和确保工作面的安全性,但在实际应用中仍然存在一些问题:1.技术精度不高:目前的定位技术在复杂煤矿井下环境中存在一定的定位误差,不能满足精细化采煤的需求。

2.成本较高:一些定位技术的设备和系统成本较高,增加了煤矿生产成本。

3.稳定性不足:部分定位技术在煤矿井下环境中的稳定性不足,容易受到地质条件和设备干扰的影响。

基于GIS的煤矿测绘管理信息系统研究

基于GIS的煤矿测绘管理信息系统研究
科技论坛 ■
基于 G I S的煤 矿 测 绘 管理 信 息 系 统 研 究
口赵 刚 刚 丁 万 根
( 河 南大有 能源 股份 有 限公 司 ( 耿村 煤矿 地测 科) 河 南 三 门峡
摘 要
4 7 2 4 3展 , 中 国的煤炭 行 业呈 现 出蓬 勃发展 的 良好 势 头。 因此 , 煤矿 数据 采 集 , 管理 , 维 护和 应 用
也提 出 了更高 的要 求。 本文 首先 介 绍 了矿 山管理和 地理 信 息 系统 , 并讲述 了 G I s的 引用 于煤矿 管 理 的 意 义 , 然后 重 点 阐述 了 煤矿 信 息 系统管 理体 系结构 的 需要 , 实现煤矿 管 理信 息 系统 的 关键 技术 , 最后 阐述 了系统 的功能 设计 方 法。 关键 词 煤矿 测绘 地理信 息 系统 煤矿 管 理信 息 中图 分类 号 : T u 2 0 4 + . 2 文 献 标识 号 : A 文 章编 号 : 2 3 0 6 — 1 4 9 9( 2 0 1 3 ) 1 8 — 0 2 7 3 — 1
加工 功能而设 计 的。
近年来 , 随着 煤 炭工业 的快 速发 展 , 煤矿 管 理传 统手段 越来 越 困 难 适应 于煤矿 的发 展要 求 ,利 用现 代技 术来 改 变传 统的 管理 方法 迫 切 需要 , 及 时反 映煤 矿 发展动态和变更信息 , 为煤矿 管理, 决策和分析提 供快速, 准确 , 直观 的信息。 特 别是在煤矿管理信息中, 在煤炭开采 中更大 的信息容量和煤炭开采速度越来越快 , 传统的管理模式 已逐渐落后 , 建设 现代煤矿管理信 息系统 已经成 为一种 必然 的。此外 , 随着 GI s 技术 成熟 及发展, GI S已应用到社会管理和社会生活的各个方 面, 煤矿管理也不例 外。 GI S 可以提高管理的 自动化程度 , 大大提高煤矿管理工作效率 。 为了 适应煤炭市场发展 的新形势 , 加 强煤 炭市场管理, 煤炭市场秩序维护 , 保 障煤矿权利人的合法权益, 进一 步促进煤矿工业 的健康有序发展 , 适时推 出以Gl s为基础 的煤 矿管理信 息 系统是 大势所趋 。

地理信息系统技术在煤矿研究中的应用

地理信息系统技术在煤矿研究中的应用

地理信息系统(Geographic Information System ,Geo-Information system ,简称GIS )是在计算机软硬件支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统[1]。

煤矿研究涉及采矿工程、安全工程、地球科学、测绘科学、资源环境与城乡规划管理等诸多学科。

近年来提出的“数字煤矿”[2]、“数字矿山”[3]理念,更是将煤矿机电一体化技术、计算机技术、3S 技术(遥感技术RS 、地理信息系统GIS 、全球定位系统GPS )有机结合,最大限度地利用矿井信息资源和数字化手段处理矿井各类问题。

本文对近年来煤矿地理信息系统研究成果进行梳理,提出空间和属性数据管理、空间运算与专题图编制、三维场景构建与可视化是煤矿地理信息系统的主要应用,拟为加速发展煤炭工业发展提供高新技术支持。

1空间和属性数据管理煤矿地理信息系统是融合计算机图形技术和数据库技术于一体的信息管理系统,它将空间数据与属性数据相结合,既能根据属性数据调用相应的空间数据,也能在地图上进行点击查询,调用出相应的属性数据,获取属性信息[4]。

其中,空间数据库包含煤矿系统中要素的空间位置(经纬度、平面直角坐标、极坐标)、类型(点、线、面)以及空间相互关系(度量关系、延伸关系、拓扑关系)等属性;属性数据库则表示煤矿要素与几何位置无关的定性或定量属性,如名称、类型、特性、数量、等级等。

常见的煤矿地理信息数据库包括基础地理数据库、地质数据库、测量数据库、动态数据库等子系统。

其中,基础地理数据包括整个矿区的行政区界、河流湖泊、铁路公路、地表土地利用状况等数据;地质数据库是对地质钻孔基础资料信息进行一系列的计算后获得的数据[5],包括地层分布、勘探线、钻孔分布、煤层资料、断层数据等;测量数据库通常是对井上、下测量基础数据的测量、计算或地理信息系统技术在煤矿研究中的应用刘耀龙1,薛晔1,苏巧梅2[基金项目]山西省软科学研究计划重大项目(2014042005-01);太原理工大学校青年基金(2013W023,2013W024);太原理工大学引进人才科研启动项目(TYUT-RC201110A )收稿日期:2015-04-20;修回日期:2015-08-20作者简介:刘耀龙(1984-),男,山西五寨人,博士,讲师,硕导,主要从事环境灾害与风险评估研究,E-ma il :liuya olong@ 。

基于GIS煤炭勘查地测空间信息系统

基于GIS煤炭勘查地测空间信息系统

基于GIS煤炭勘查地测空间信息系统随着科学技术不断发展,信息技术应用领域越来越广泛,我国地质勘察行业为了优化管理模式,提高信息化应用程度,将GIS作为基础组件,从而构建出煤炭勘查地测空间信息系统。

其系统构建主要应用了net2003C#语言进行编写,所以此系统相对来说比较简易,在成本和时间上消耗不多,并且满足了地质勘查、矿产行业的实际情况与行业特点需求。

GIS煤炭勘查地测空间信息系统不仅适用于地质勘查行业,还可以应用到矿产行业,其是一种优质图形处理系统以及通用数据库。

本文就GIS煤炭勘查地测空间信息系统的适用范围和优点进行分析和探讨。

标签:煤炭勘查地测空间信息系统1我国煤炭勘查地测空间信息系统发展现状我国煤炭产业根据自身需求、结合实际情况,使用电子计算机技术构成煤炭勘查产业所使用的地测空间信息系统,这套系统在一定程度上满足了煤炭勘查产业现阶段所需。

地测空间信息系统的构建没有考虑到地测空间信息的特殊性,造成其与煤炭资源勘查、煤炭资源开发所使用的作业方式切合度过低,对推动煤炭勘查技术、生产技术发展中发挥作用不明显。

地测空间信息系统在核心技术上的研究还尚存不足,在矿物地质基础图制作、野外地质信息处理、数字地质信息报告编写上的不足最为显然。

再者,此系统在进行图形制作、地质数据处理、信息共享等技术过于薄弱,无法满足煤炭勘查、生产产业的基本需求,使其总体实用性较低、操作性较差,没有达到设计时所要求的专业、高效等特点。

2地测空间信息系统的结构模式以及功能地测空间信息系统是以GIS为基础组件,进行再次开发与软件集成。

在地测空间信息系统构建中,.net2003C#编辑语言的应用使体统在构建过程中较为方便快捷,在系统开发上大大降低了构建难度,节省了开发成本及时间。

美国环境系统研究所(ESRI)研发的ActiveX控件为地测空间信息系统数据处理提供良好的技术支持。

地测空间信息系统设计初衷是应煤炭勘查实际所需,进行图形和数据处理,使煤炭勘查作业能更加高效、专业为基本要求构建而成。

浅谈GIS煤炭勘查地测空间信息系统

浅谈GIS煤炭勘查地测空间信息系统

浅谈GIS煤炭勘查地测空间信息系统煤炭资源是我国重要能源,其对我国经济和社会发展有着至关重要的作用。

在新的发展形势下,如何提升煤炭资源的勘查质量,具有非常重要的现实意义。

GIS煤炭勘查地测空间信息系统可以为煤炭勘查工作提供有力的支持。

通过该系统,能够为煤炭勘查工作提供更加快捷的帮助,有效节约了时间和成本。

该系统可以有效应用于地勘和地测部分,具有非常强的实用性。

本文就对GIS煤炭勘查地测空间信息系统的设计与应用进行深入探讨和研究。

标签:GIS;煤炭;勘查地测空间信息系统0 引言GIS煤炭勘查地测空间信息系统是煤炭企业提升自身信息化能力的重要支撑,其是在矿区海量数据以及矿区可持续发展决策支持信息间的重要桥梁,其能够为煤炭企业资源勘探工作提供必要的支持,有效提升勘查工作的质量和效率。

在新的发展形势下,加强GIS煤炭勘查地测空间信息系统的应用效率是市场经济发展的要求。

本文就对GIS煤炭勘查地测空间信息系统的设计与应用进行深入探讨和研究。

1 GIS煤炭勘查地测空间信息系统在煤炭勘探行业应用的必要性随着我国计算机技术的不断发展和完善,我国煤炭企业也在不断提升自身的科学水平。

煤矿企业地测行业在不断的发展过程中,逐步提升了自身的计算机技术应用水平,有效地提升了勘查工作的质量,且取得了很好的成果。

然而,从目前来看,煤矿企业地测行业并没有从根本上改变传统的生产和管理模式,煤炭勘查工作仍然存在很多的不足之处。

首先来说,当前的计算机技术并没有有效的结合煤炭资源勘探和开发的生产实际和工作方法,也没有有效的考虑到地测空间的信息特点。

在这种情况下,煤炭地测勘查工作开展起来往往无法满足实际的需要。

其次,没有全面深入开展煤炭勘查地测空间信息系统关键技术的研究,尤其是对通过应用地测基础数据和信息指导野外“三边”工作及进行野外数据处理、煤炭地质基础图件制作、资源量估算以及数字地质报告编制等缺乏关键性技术研究,这使得其无法为地测勘查工作提供更为深入的支持。

基于GIS煤矿机电设备精细化管理系统

基于GIS煤矿机电设备精细化管理系统

基于GIS煤矿机电设备精细化管理系统作者:闫光安来源:《科技创新导报》 2014年第1期闫光安(山西离柳焦煤集团有限公司(质量管理处)山西孝义 032300)摘要:在我国,煤矿行业的发展一直处于较不稳定和安全的发展模式,传统的管理方式已然不适合煤矿企业的发展,下面我就当前煤矿管理方式的新转变,基于基于GIS煤矿机电设备的精细化管理系统模式进行简单论述,通过对当前企业存在的生产过程中出现的安全问题,分析原因,提出解决措施也就是基于GIS煤矿机电设备精细化管理系统。

关键词:GIS 煤矿机电设备精细化管理中图分类号:TP27文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)01(a)-0184-01随着我国社会主义社会的不断发展和建设,我国的科学技术水平也不断提高,越来越多的高科技产品出现,这些产品进入市场,给我们的生产生活又带来了一项保障措施。

煤矿行业也随着经济的快速发展,出现了很多问题,比如过量开采、管理方式落后等,造成煤矿企业发展过程中的阻碍,那么就必须对其企业制定合理的管理制度和管理系统,从而有利于企业健康快速稳定安全的发展,基于以上煤矿行业出现的各种问题,我国提出了GIS煤矿机电设备的精细化管理系统,将管理过程中出现的问题全部量化处理,从目标制定、开采、出矿等各个流程都细化分块处理。

从而对其管理的整个过程有效控制,努力实现最低成本,最高效益,最安全生产。

1 GIS概念GIS,是英文名称Geographic Inform ation System的缩写,它被称作是地理资讯系统,它是一门综合性的学科,将地理和地图进行广泛结合,应用与生产生活的各行各业中,是专门基于企业管理过程中的信息输入,存储,信息查询,分析情况以及显示地理数据为一体化的计算机信息系统。

2 煤矿机电设备的管理现状分析2.1 煤矿机电设备的应用技术处于适应阶段随着我国经济的快速发展,煤矿行业也处于高速发展状况下,高新技术应用于煤矿行业显得尤其重要,那么在煤矿机电设备这一方面,国外的技术要较为先进,因此我国国内开始大量引进国外先进技术,但是在技术引进的过程中,需要不断的试验和磨合,在这段时间里,事故的发生率就会增加,煤矿机电设备的管理就会变得复杂。

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采煤机与工作面煤岩相互作用,采煤机定位定姿 技术必须获得煤岩截割过程中采煤机在煤层中的三 维绝对位置及其姿态。 缺少采煤机在煤层中的确定 位置信息,是阻碍长壁综采工作面自动化作业可靠稳 定的重要原因。 例如基于记忆截割的采煤机自动调 高是自动化工作面经常使用的技术,它在复杂地质条 件下应用受到了限制( 图 1)。 通过采煤机在煤层的 位置信息,不但可以获得当前截割过程的煤层顶底板 信息,而且可以预知后续截割煤层的地质变化,为采 煤机自动调高提供信息。 因此,采煤机定位定姿技术 必须研究以采区绝对坐标为参考坐标,获得采煤机在 开采煤层内位置的方法与技术。 笔者依托承担的 “973” 计划课题“ 深部煤岩自适应高效截割原理与适 用性评估” 、“863” 计划课题“ 采煤机工作可靠性智能
以采煤机、刮板输送机、液压支架为主要设备的 长壁综采工作面采煤方法是世界主要产煤国家采用 的采煤方法。 随着煤炭开采规模与深度的增大,煤矿 综采工作面事故频发,采区矿工生命安全受到极大威 胁。 因此少人、无人的自动化采矿技术是国际煤炭开 采领域共同迫切的前沿技术[1-2] 。 澳大利亚联邦科
监测技术”、“ 十二五” 智能制造装备发展专项“ 煤炭 综采成套设备智能系统开发与示范应用” 项目,以山 西某煤矿 18201 工作面为试验地点,研究了基于工作 面地理信息系统( GIS) 的采煤机绝对定位技术,实现 采煤机在工作面煤层三维地质环境中的定位与煤层 地质信息的感知,为实现采煤机根据地质条件的自动 调高提供了有力支撑。
Study on the positioning and orientation of a shearer based on geographic information system
GE Shi-rong1 ,SU Zhong-shui2 ,LI Ang1 ,WANG Shi-bo1 ,HAO Shang-qing1 ,LIU Wan-li1 ,MENG Lei3
(1. School of Mechatronic Engineering,China University of Mining & Technology,Xuzhou 221116,China;2 Shijiazhuang Boou Metal Process Company,Shijiazhuang 050061,China;3. Internet of Things ( Mine Perception) Research Center,China University of Mining & Technology,Xuzhou 221008,China)
2 采煤机定位定姿算法与技术实现
煤机机身的具有自动寻北功能的惯性导航装置测量 采煤机机身的运行方位与姿态,利用安装于摇臂与机
Abstract:Autonomous positioning and sensing coal seam are the key technologies of an auto-control system of a shearer. No. 18201 longwall face at a coal mine in Shanxi,China was selected as an experimental face. Seismic wave CT was used to detect the coal seam precisely. A geographic information system of the longwall face was built. A positioning and orientation system of shearer was developed with an inertial navigation device and axial encoders. Through some experiments in the longwall face,the positioning and orientation system measured the running tracks and cutting tracks of the shearer. The relationship between these tracks and the roof and floor of the coal seam was obtained. The shearer was located in its working face so that it can sense the coal seam. Key words:shearer;positioning and orientation;GIS;longwall face
数据,在 ArcGIS 平台下建立了以开采起始点为原点的 东北天坐标系下的工作面煤层顶底板数字模型( 图 3) ,顶底板数据以栅格点坐标值形式存储,栅格尺寸为 0. 8 m,栅格行列数分别为 5 391 行和 365 列。
图 3 18201 工作面煤层及煤层顶底板三维模型[17] Fig. 3 Three dimensional model of coal seam and its roof and floor[17]
学与工业研究组织[1-5] 、欧洲委员会信息与欧盟委员 会[6] 、美国 JOY 公司[7] 、国内神东煤炭集团[8] 、冀中 能源[9] 、西山煤电[10] 等大型煤炭企业相继在长壁综 采工作面自动化、智能化研究与工业性试验方面开展 了大量的工作。 实现自动化、智能化工作面的关键技 术是研究适合且能感知煤层条件的采煤机自动控制
第 40 卷第 11 期 2015 年 11 月
煤 炭 学 报 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY

Vol. 40 No. 11 Nov. 2015
葛世荣,苏忠水,李 昂,等. 基于地理信息系统( GIS) 的采煤机定位定姿技术研究[ J] . 煤炭学报,2015,40(11) :2503 -2508. doi: 10. 13225 / j. cnki. jccs. 2015. 7011 Ge Shirong,Su Zhongshui,Li Ang,et al. Study on the positioning and orientation of a shearer based on geographic information system[ J] . Journal of China Coal Society,2015,40(11) :2503-2508. doi:10. 13225 / j. cnki. jccs. 2015. 7011
摘 要:采煤机自主定位及其对煤层信息的感知是采煤机自动控制系统关键技术。 以山西某煤矿 18201 工作面为试验地点,利用震波 CT 探测技术对工作面煤层进行了精细勘探,构建了工作面煤 层地理信息系统。 以具有自动寻北功能的惯性导航装置、轴编码器为传感元件,开发了基于工作面 地理信息系统的采煤机定位定姿装置。 经过工作面试验,采煤机定位装置可实时测量采煤机行走 轨迹、截割轨迹及其与煤层顶底板关系,实现了采煤机在工作面煤层三维地质环境中的定位与煤层 地质信息的感知。 关键词:采煤机;定位定姿;地理信息系统;长壁综采工作面 中图分类号:TD421. 6 文献标志码:A 文章编号:0253-9993(2015)11-2503-06
2504
煤 炭 学 报
2015 年第 40 卷
系统,包括采煤机自主定位与自动导航系统以及自动 调高系统,其中采煤机高速、精确自主定位导航技术 是实现采煤机自动控制系统的关键[11-13] 。
目前采煤机定位技术主要包括 3 种:① 以支架 为参考基准的定位技术。 通过在支架上安装红外传 感器[14] 、 无线传感网络[15-16] , 采煤机信号发射装置 发出的信号经支架接收装置接收,根据接收信号的支 架编号和支架对应位置坐标进行定位。 这种定位技 术的定位精度主要与信号接收装置的布置密度有关, 而且,由于此定位法基于已知的支架坐标信息,在实 际的生产过程中,工作面支架移架频繁,位置不能实 时获取,所以无法实现实时与精确定位。 ② 轨道里 程定位技术。 通过采煤机行走齿轮传感器监测采煤 机在刮板上的运行距离,采煤机的行走距离按照齿轨 轮与齿轨啮合的圆周计算[17] 。 该方法只能确定采煤 机沿刮板输送机的运动距离和方向,无法确定采煤机 在工作面方向与推进方向上的位移,造成定位不精 确,同时存在齿轮计数误差累加的不足。 因此,该定 位技术仅能大体判断采煤机的位置,无法满足采煤机 定位的精度和实时性要求。 ③ 自主定位技术。 将捷 联式惯性导航系统应用于井下采煤机的自主定位技 术,其原理是将捷联惯导直接固联在采煤机机身,捷 联式惯性系统中的陀螺仪和加速度计直接感受采煤 机在惯性空间的转动角速度和线性加速度,经过积分 运算得到采煤机机身的运动速度、航向、姿态和位置 等信息[2-3,5,18-19] 。 文献[20] 提出了基于陀螺仪和里 程计的综合定位方法,利用光纤陀螺仪测量采煤机的 航向角,将里程计测得的速度利用航位推算方法获得 采煤机的位置。 这种定位方法解决了捷联惯导系统 以线加速度积分测量采煤机速度造成的积分累积误 差问题,但在航向角度上仍然存在积分累积误差。
基于地理信息系统( GIS) 的采煤机定位定姿技术研究
葛世荣1 ,苏忠水2 ,李 昂1 ,王世博1 ,郝尚清1 ,刘万里1 ,孟 磊3
(1. 中国矿业大学 机电工程学院,江苏 徐州 221116;2. 石家庄博欧金属制品有限公司,河北 石家庄 050061;3. 中国矿业大学 物联网( 感知矿 山) 研究中心,江苏 徐州 221008)
图 1 记忆截割在褶皱煤层的应用局限[22] Fig. 1 Limitation of memory cutting in fold geometry[22]
1 工作面地理信息系统( GIS) 的构建
为了建 立 工 作 面 精 细 地 质 模 型, 利 用 震 波 CT (Computerized Tomography) 探测技术对 18201 工作面 煤层进行了地质探测。 被勘探工作面基本参数为:工 作面长度 291. 1 m,沿东方向;走向长度 6 112. 5 m,沿 北方向,煤层倾角 8. 1° ~ 11. 1°,煤 层 厚 度 变 化 范 围 3. 95 ~ 8. 04 m,平均煤层厚度 5. 57 m。 图 2 为震波 CT 探测技术方案原理[17] ,激发点测线布置于胶带巷,测 线总长约 4 150 m,实际炮间距均为 10 m,施工炮点
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