[发明专利]一种确定工作面过圆弧褶皱采煤机自动割煤轨迹的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定采煤机自动割煤轨迹的方法，具体是一种确定工作面过圆弧褶皱采煤机自动割煤轨迹的方法。

背景技术

在煤矿开采过程中，由于煤层赋存条件的变化，工作面在推进的过程中常需要过褶皱，这给采煤机自动化割煤带来困难，增加了采煤机的割岩量以及开采成本，增大了技术和管理的难度。工作面过褶皱的方法主要还是依赖工作人员的经验，该方法缺点是采煤机的割煤轨迹没有经过优化，采煤机在过褶皱时割岩量大、设备磨损大、矸石含量高。

发明内容

本发明的目的是要提供一种割岩量最小，能确定工作面过圆弧褶皱采煤机自动割煤轨迹的方法。

本发明的目的是这样实现的：具体步骤如下：

a、根据地质勘探的结果，得出圆弧褶皱的顶面半径                                                、底面半径、煤层厚度m、圆弧长度l、圆心角α的数值；

b、以圆弧褶皱的圆心为原点建立平面直角坐标系；

c、确定工作面分段数目；取采煤机最大仰角和最大俯角中的较小值并除以2，设为β，分段数目等于α整除β的商再加1，将这个值设为n；

d、将圆弧褶皱分段，每个分段所对应的圆心角θ都相等，等于α除以n；

e、取任意一个分段，以该分段的圆心为原点建立平面直角坐标系；

f、当面积和面积相等时，采煤机的割岩量最小，此路径为最优路径；

具体计算方法为：

1. ；

2. ；

3. 当面积和面积相等时，采煤机的割岩量最小；

4. 将实际数据带入中，解该方程可得a的值，可得采煤机自动割煤轨迹的解析式分别为：一条直线AB：；另一条直线CD：。

有益效果，由于采用了上述方案，经过勘探得到褶皱的产状后，将圆弧褶皱分段，并建立平面直角坐标系，以最小割岩量为原则，当面积和面积相等时，由几何关系可以计算得到割岩量最小的割煤轨迹的解析式。采煤机按照此轨迹进行割煤，其割岩量最小，减少了截齿的磨损和矸石的含量，降低了开采成本；同时也加快了工作面的推进速度。

附图说明

图1为圆弧褶皱产状及建立的平面直角坐标系示意图。

图2为任意一个分段建立平面直角坐标系示意图。

图3为图2中分段部分的放大示意图。

图4为积和面积示意图。

图5为经过优化的采煤机自动割煤轨迹示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施作进一步的描述：

实施例1：具体方法步骤如下：

a、根据地质勘探的结果，得出圆弧褶皱的顶面半径、底面半径、煤层厚度m、圆弧长度l、圆心角α的数值；

b、以圆弧褶皱的圆心为原点建立平面直角坐标系；

c、确定工作面分段数目。取采煤机最大仰角和最大俯角中的较小值并除以2，设为β，分段数目等于α整除β的商再加1，将这个值设为n；

d、将圆弧褶皱分段，每个分段所对应的圆心角θ都相等，等于α除以n；

e、取任意一个分段，以该分段的圆心为原点建立平面直角坐标系；

f、以最小割岩量为原则确定采煤机的轨迹。当面积和面积相等时，采煤机沿着直线AB、CD进行割煤，割岩量比采煤机沿其它轨迹割煤时要小。直线AB、CD的求解方法具体是：根据几何关系，可以列出面积的表达式以及面积的表达式。将实际数据带入中，解该方程可得a的值，可得采煤机自动割煤轨迹的解析式分别为：一条直线AB：；另一条直线CD：。

g、确定分段的采煤机割煤轨迹后，将每个分段的轨迹连接起来可得工作面过圆弧褶皱采煤机自动割煤轨迹。