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作者
侯运炳张弘毛善君孙振明李梅陈华州
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单位
中国矿业大学（北京）能源与矿业学院北京龙软科技股份有限公司北京大学地球与空间科学学院
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摘要
采煤机使用“记忆截割”技术割煤时，需要进行人工领刀，且对煤层赋存条件要求较高，当煤层起伏较大时需要频繁示教领刀。“记忆截割”技术仅针对下一刀煤层顶板截割路径进行优化，在采煤机推进方向无法根据煤层的赋存形态对采煤机俯仰采路线进行精确规划与控制。本文基于采煤机自适应智能截割理念，设计了综采工作面采煤机智能截割系统运行模式，利用煤层精细化物探数据构建工作面高精度三维地质模型，而后利用地质模型对采煤机的未来截割路径进行规划，并在开采过程中根据工作面揭露的最新地质资料动态修正高精度三维地质模型。将高精度三维动态地质模型与采煤机开采规划算法耦合，提出可自适应煤层变化的采煤机开采控制基线规划算法，实现对采煤机推进方向的俯仰采控制与牵引方向的截割控制，以及地质模型更新、开采基线规划与采煤机滚筒调整之间的高效协作。设计了智能截割系统内滚筒调整参量的计算服务接口，以及智能截割系统与采煤机控制系统间的通讯协议，实现了采煤机滚筒基于规划截割路径的精准控制。实践表明，采煤机智能截割系统适用于底板倾角各种变化程度的煤层，采煤机截割线更好地贴合煤层顶、底板线，节约资源，提高生产效率。
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关键词
智能采矿综采工作面采煤机自适应截割路径规划高精度三维动态地质模型通讯协议
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基金项目(Foundation)
国家重点研发计划(2017YFC0804303)；
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文章目录
1 综采工作面采煤机智能截割系统运行模式设计
2 采煤机截割路径规划
2.1 底板推进路径
2.2 底板控制点异常点修正
2.2.1 异常点判定
2.2.2 异常点修正方法
2.2.2.1 单一异常点
2.2.2.2 连续2个异常点
2.2.2.3 连续3个异常点
2.2.2.4 连续4个及以上异常点
2.3 顶板截割路径计算
3 采煤机控制系统通讯协议
3.1 综采工作面截割路径调整参量生成
3.2 调整参量计算服务接口
(1) 请求接口命令。
(2) 规划n刀截割路径请求协议。
①Fwj:
②xDao:
③nRDao:
④Hfloor:
⑤Hroof:
⑥Hmax:
⑦Hmin:
⑧IniLine:
(3) 返回规划截割路径的数据协议。
①nRDao:
②nPoint:
③Dstatus:
④Data:
(4) 滚筒调整参数修正请求协议。
①nDst:
②LastLine:
(5) 返回调整参数的数据协议。
①nRDst:
②nPoint:
③Dstatus:
④Data:
3.3 采煤机规划截割数据接口服务
3.4 采煤机规划截割模块通讯协议
3.4.1 通讯接口
3.4.2 采煤机运行状态及滚筒调整参量接口
4 系统实现与应用
5 结 论
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引用格式
侯运炳,张弘,毛善君,孙振明,李梅,陈华州.基于高精度三维动态地质模型的采煤机自适应智能截割技术研究[J].矿业科学学报,2023,8(01):26-38.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2023.01.003.
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