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综采工作面透明化开采模式及关键技术

原长锁 王峰

原长锁,王峰. 综采工作面透明化开采模式及关键技术[J]. 工矿自动化,2022,48(3):11-15, 31.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021110048
引用本文: 原长锁,王峰. 综采工作面透明化开采模式及关键技术[J]. 工矿自动化,2022,48(3):11-15, 31.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021110048
YUAN Changsuo, WANG Feng. Transparent mining mode and key technologies of fully mechanized working face[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(3):11-15, 31.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021110048
Citation: YUAN Changsuo, WANG Feng. Transparent mining mode and key technologies of fully mechanized working face[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(3):11-15, 31.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021110048

综采工作面透明化开采模式及关键技术

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2021110048
基金项目: 山东省重大科技创新工程资助项目(2020CXGC011501)。
详细信息
    作者简介:

    原长锁(1969-),男,陕西蒲城人,高级工程师,现主要从事煤矿机电设备管理工作,E-mail:yyz250516@163.com

  • 中图分类号: TD67

Transparent mining mode and key technologies of fully mechanized working face

  • 摘要: 针对目前基于自适应工作面地质条件的智能开采技术无法满足实际工程应用要求的问题,提出了包括模型构建、待开采空间定位、截割控制决策与执行3个阶段的综采工作面透明化开采模式,即以煤层赋存勘探为基础,以工作面三维数字化模型为对象,通过剖切三维数字化模型、提取待开采煤层顶底板轨迹坐标,制定采煤机调高控制策略,最终采煤机依据截割轨迹参数进行调高控制,达到自主割煤目标;阐述了三维数字化模型建立、三维激光点云模型建立、模型剖切与截割规划、采煤机调高控制等综采工作面透明化开采关键技术。在国家能源集团神东煤炭集团公司榆家梁煤矿43102综采工作面开展了透明化开采模式及关键技术工程应用:构建工作面初始三维地质模型,沿煤层顶底板分界线完成钻孔勘测,实现对工作面煤层赋存情况的探测;获取的数据导入初始三维地质模型后,得到工作面三维数字化模型;在工作面回采过程中每天进行地质测绘,通过测绘数据实现三维数字化模型误差纠偏;构建采场实时三维激光点云模型,提取三维激光点云模型中煤壁、顶板交接处三维坐标数据集形成剖切线,利用剖切线对三维数字化模型进行剖切,获得下一割煤循环的顶底板轮廓曲线;通过分析煤层赋存变化情况制定截割规划,指导采煤机后续割煤循环过程中滚筒自主调高控制。应用结果表明,三维数字化模型误差小于±0.2 m,初步实现了采煤机依据工作面煤层赋存条件进行自主割煤。

     

  • 图  1  工作面巡检机构

    Figure  1.  Inspection mechanism of working face

    图  2  工作面三维激光扫描工作原理

    Figure  2.  Working principle of 3D laser scanning of working face

    图  3  点对点坐标传导方式

    Figure  3.  Point to point coordinate conduction mode

    图  4  工作面三维数字化模型

    Figure  4.  3D digital model of working face

    图  5  三维激光点云模型

    Figure  5.  3D laser point cloud model

    图  6  三维数字化模型和地质测绘顶底板轮廓曲线对比

    Figure  6.  Comparison of top and bottom contour curves between 3D digital model and geological mapping

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-19
  • 修回日期:  2022-03-10
  • 网络出版日期:  2022-03-05

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