[发明专利]一种基于捷联惯导的煤矿综采工作面直线度检测方法

说明书

本发明公开了一种基于捷联惯导的煤矿综采工作面直线度检测方法，该方法包括以下步骤：步骤一、建立坐标系及定义煤矿综采工作面直线度；步骤二、安装捷联惯导测量模块；步骤三、计算综采工作面直线度的最大偏差值；步骤四、获取刮板输送机中心线实际位置；步骤五、获取煤矿综采工作面直线度及报警提醒。本发明方法步骤简单、设计合理且准确度高，实现对煤矿综采工作面直线度准确测量，适应采煤环境恶劣、空间有限、工作面粉尘大的煤矿综采工作面。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，尤其是涉及一种基于捷联惯导的煤矿综采工作面直线度检测方法。

背景技术

随着我国煤炭科技的不断发展，对综采工作面智能化的要求也在不断提高。煤矿综采工作面是由采煤机、液压支架与刮板输送机共同组成。研究采煤机的位置与姿态信息可提高综采工作面的智能化水平，同时可对整条综采工作面中的“三机”设备进行直线度的测量，而综采工作面直线度测量的准确性又直接影响到煤矿井下的设备安全及工程质量。但由于煤炭行业的特殊性，综采工作面一般均为狭长形的测量对象，而综采工作面内又分布着大量的采煤设备，由于煤层的起伏以及采煤机截割时工作面煤尘对测量的影响，因此不能采用地面常规的激光定位技术和经纬度测量技术对综采工作面直线度进行测量。目前对综采工作面直线度的测量主要有以下几种方法：

(1)借助拉绳或红外射线由人工调整液压支架与刮板输送机的直线度，即由井下工作人员借助拉绳和红外射线等传统工具目测直线度的偏差，不过由于综采工作面设备较多、煤尘大，且综采工作面存在弯曲、起伏的情况，人的视线会受到很大影响，导致直线度测量的精度很低。

(2)运用半导体激光器、单模光纤准直激光束作为测量基准轴线，并以光电器件作为位置传感器，经单片机处理数据后可较为准确的显示所测直线度，其测量范围只能达到10m，但是工作面长度一般长达200m-300m,并且由于煤层的起伏以及采煤机截割时工作面煤尘对测量的影响，不能采用地面常规的激光定位技术对综采工作面直线度的测量；

(3)基于视觉测量的综采工作面直线度测量技术，主要是通过在工作面刮板输送机轨道布置LED灯，并使用图像传感器对LED灯进行采样，描绘出整个综采工作面直线度。但是当综采工作面煤尘大、光线低时，直接运用图像处理技术手段对工作面直线度进行计算有较大难度，测量精度低。

综上所述，目前综采工作面直线度测量主要受采煤环境恶劣、空间有限、工作面粉尘大等因素影响，现有的综采工作面直线度检测方法均未能满足智能化工作面的要求，无法准确获取综采工作面直线度。因此，需设计一种方法步骤简单、设计合理的基于捷联惯导的煤矿综采工作面直线度的测量方法，根据采煤机机身的实时姿态信息，建立采煤机航向角变化模型并获取采煤机航向角变化量，并结合刮板输送机中心线，实现对煤矿综采工作面直线度准确测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于捷联惯导的煤矿综采工作面直线度检测方法，其方法步骤简单、设计合理且准确度高，根据采煤机机身的实时姿态信息，建立采煤机航向角变化模型并获取采煤机航向角变化量，并结合刮板输送机中心线实际位置和刮板输送机中心线初始位置，实现对煤矿综采工作面直线度准确测量，测量准确且方便，适应采煤环境恶劣、空间有限、工作面粉尘大的煤矿综采工作面。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于捷联惯导的煤矿综采工作面直线度检测方法，其特征在于：

步骤一、建立坐标系及定义煤矿综采工作面直线度：