基于双圆弧样条曲线的采煤机上滚筒割煤路径规划

来源期刊：工矿自动化2020年第12期

论文作者：柴浩洛 邢存恩 华同兴

关键词：采煤机;上滚筒割煤路径;三维煤层地质模型;煤壁空间坐标系;双圆弧样条曲线;切矸量;

摘    要：采煤机上滚筒常发生切割顶板岩层的现象,这不仅会缩短滚筒截齿寿命,还会降低采出率,因此必须对上滚筒割煤路径进行规划。而传统的采煤机割煤路径规划方法存在误差较大、无法适应地质条件的改变、算法复杂等问题。针对上述问题,提出了一种基于双圆弧样条曲线的采煤机上滚筒割煤路径规划方法。首先采集工作面钻孔、回风巷、运输巷及切眼等的数据建立三维煤层地质模型;然后根据煤壁空间坐标系对模型进行仿真切割,得到顶板控制点集合,以相邻两点为一组建立连续控制点坐标系,根据双圆弧基本结构求解圆弧半径及圆心坐标,根据圆弧参数得出相邻两控制点之间的路径,即上滚筒割煤路径;最后采用遗传算法分析顶板曲线与割煤路径之间的关系,建立煤岩适应度函数模型,经过选择、交叉、变异操作对割煤路径进行仿真优化,得到更为合理、精确度更高的割煤路径。仿真结果表明:通过遗传算法优化得到了较为光滑的割煤路径,其中上滚筒割煤路径与顶板误差范围为0.183 9～0.349 3m,上滚筒截割顶板岩层现象得到改善,表明优化路径有效地减少了切矸量,提高了采出率。