“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”专题

来源：《煤炭学报》2015年第11期

煤炭是我国的主要能源，我国以煤为主的能源结构在今后相当长的时期内不会改变。未来我国煤炭开采深度与难度越来越大，采掘作业是其最重要、最危险的生产环节，70% 煤矿事故死亡发生在采掘区。研究深部危险煤层无人采掘装备是确保我国具备煤炭能源持续生产能力，也是体现国家对矿工生命安全高度负责的重要举措。无人采掘装备是当前国际煤炭领域的发展前沿和久攻未破的世界性难题。

本专题是从国家重点基础研究发展计划( 973) 项目“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”提交的论文中，优选出的代表性论文。研究成果涉及深部煤层自适应高效截割原理与适用性评估、深部围岩支护稳定性原理及自适应支护设备创成方法、无人采掘装备动力传递部件渐变可靠性建模与设计理论、重载突变工况的高效动力传递原理及自适应控制方法、煤岩性状识别与采掘状态感知原理及实现方法、机器人化无人综掘装备自主导控原理与实现方法等6 个研究课题的内容。

行业视野: 采矿
类别; 66个
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专家; 17篇
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悬臂式掘进机空间位姿的运动学模型与仿真

作者(Author)：田劼, 王苏彧, 穆晶, 吴淼

摘要：为实现掘进断面自动截割成形控制,达到无人采掘装备自主巡航目标,研究了悬臂式掘进机空间位姿运动学模型并进行了仿真。将悬臂式掘进机的机械机构简化为一系列平移或旋转关节串联而成的运动链,建立了掘进机空间位姿坐标体系;利用齐次坐标变换和机器人运动学相关理论建立了掘进机机身位姿和截割头相对于大地坐标系的空间位姿矩阵。采用D-H法求解了正向运动学问题即截割头空间位姿精确定位;采用代数法分析研究了逆向运动学问题即截割头轨迹规划及控制的数学模型。以EBZ200机型为例,实验仿真了类S形自下而上矩形截割断面工艺路径,并进行了现场多组试验。试验结果表明:设定巷道断面4 500 mm×4 000 mm,两帮综合最大误差为65mm,相对控制最大误差为1.4%,达到煤巷断面质量精度要求,且重复精度高、无累计偏差。

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煤炭学报

2015年第11期

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