[发明专利]一种巷道综合掘进成套装备掘进工艺及协同定位控制方法

说明书

本发明公开了一种巷道综合掘进成套装备掘进工艺及协同定位控制方法，所述工艺为基于一种巷道综合掘进成套装备掘进系统的设备布置工艺，所述一种巷道综合掘进成套装备掘进系统包括综合掘进成套装备、协同定位控制系统、分布式无线通讯收发装置、惯性定位导航系统、激光测距定位系统、串联式光纤光栅三维曲率传感系统，所述控制方法基于上述工艺，可以普遍适用于现有巷道掘进工况，以合理的装备布置工艺实现综合掘进成套装备的紧密匹配，并基于自主定位方法和相对定位方法实现掘进、支护、运输等多个掘进工序之间的并行作业协同控制，提升巷道的综合掘进效率和自动化、智能化水平。

技术领域

本发明涉及巷道掘进工作面装备布置工艺及自动化控制技术领域，具体涉及一种巷道综合掘进成套装备掘进工艺及协同定位控制方法。

背景技术

多年以来，巷道掘进存在速度慢、掘进效率低、综合机械化掘进装备配套混乱、成套装备无法平行作业、装备智能化控制水平低等亟待解决的难题，同时掘进工作面环境恶劣，人员密度大，装备单机人工操作繁琐，工人劳动强度大，导致巷道综合掘进自动化水平一直无法向采煤工作面一样，形成多种装备之间的紧密配套融合，进而无法突破单机掘进和支护的局限性，掘进装备的协同控制与平行作业问题成为巷道掘进的“卡脖子”问题，巷道掘进效率和智能化水平始终无法突破瓶颈，加剧了的采掘接续难题。

因此，目前亟需设计一种巷道综合掘进成套装备掘进工艺及协同定位控制方法，以实现巷道掘进装备间掘、支、运的协同控制和平行作业，并普遍适用于各种巷道施工，快速提升巷道的掘进效率和自动化、智能化水平。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种巷道综合掘进成套装备掘进工艺及协同定位控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种巷道综合掘进成套装备掘进工艺，所述工艺为基于一种巷道综合掘进成套装备掘进系统的设备布置工艺，所述一种巷道综合掘进成套装备掘进系统包括综合掘进成套装备、协同定位控制系统、分布式无线通讯收发装置、惯性定位导航系统、激光测距定位系统、串联式光纤光栅三维曲率传感系统，所述综合掘进成套装备包括巷道掘进迎头断面布置的悬臂式掘进机，所述悬臂式掘进机上方布置有自移迈步式临时支护装置，所述悬臂式掘进机的运输机构后方布置有履带自移式转载机，所述履带自移式转载机上布置有骑跨式自动锚杆钻机，所述履带自移式转载机后方衔接布置有自移式柔性连续运输机，所述悬臂式掘进机机体安装有惯性定位导航系统，所述悬臂式掘进机周围安装有激光测距定位系统，所述履带自移式转载机机体、自移式柔性连续运输机机身布置有串联式光纤光栅三维曲率传感系统，所述协同定位控制系统布置在巷道侧帮的硐室中负责综合掘进成套装备的位姿信息的统一接收、计算和控制信息的下发，所述悬臂式掘进机、履带自移式转载机、骑跨式自动锚杆钻机、自移式柔性连续运输机上分别布置有分布式无线通讯收发装置以实现各装置位姿信息和协同定位控制系统的通讯。

优选地，所述悬臂式掘进机用于实现巷道断面的破岩开掘，所述自移迈步式临时支护装置负责巷道的临时支护，防止空顶作业，所述骑跨式自动锚杆钻机用于实现巷道永久锚杆支护，所述自移式柔性连续运输机负责柔性跟随性物料运输。

优选地，所述分布式无线通讯收发装置包括控制中心无线通讯收发装置、掘进机无线通讯收发装置、转载机无线通讯收发装置、运输机无线通讯收发装置，所述控制中心无线通讯收发装置布置在巷道综合掘进成套装备的协同定位控制系统中负责对各分布式无线通讯收发装置进行信息通讯和控制指令下发，所述掘进机无线通讯收发装置安装在悬臂式掘进机机体上负责将惯性定位导航系统和激光测距定位系统获取的悬臂式掘进机和临时支护装置的定位信息发送至控制中心无线通讯收发装置并收取运动控制指令，所述转载机无线通讯收发装置安装在履带自移式转载机机体上负责将转载机串联式光纤光栅三维曲率传感系统获取的转载机和自动锚杆钻机的定位信息发送至控制中心无线通讯收发装置并收取运