[发明专利]一种基于掘锚机位置感知系统的掘进支护方法

说明书

本发明提供一种基于掘锚机位置感知系统的掘进支护方法，包括以下步骤：使用超声测距传感器和超声成像模块对巷道断面进行粗略重建，得到巷道断面超声成像图像；超前支护系统、第一顶锚杆机根据所述超声成像图像进行初步支护；使用激光雷达和激光点云成像模块对巷道断面进行精准重建，得到巷道断面激光点云成像图像；第二支护系统、第二顶锚杆机和帮锚杆机根据所述激光点云成像图像进行加固支护。本发明把整个支护过程分成两个阶段，在进行超声成像、初步支护的同时，对巷道断面进行精准重建后再进行加固支护，打锚杆基本不会产生位置偏差，可达到建好的支护效果。第二个阶段和第一个阶段可并行进行，节约完成支护的时间，提高效率。

技术领域

本发明涉及矿山开采技术领域，具体涉及一种基于掘锚机位置感知系统的掘进支护方法。

背景技术

掘锚机是将掘进机和锚杆机综合一起的一体机，能够实现两者的并行作业，效率高，目前被广泛应用于矿山开采中。掘锚机在地下巷道进行掘进开采的过程中，需要实施监控地下巷道的断面情况，然后根据断面的不同情况，控制锚杆机调整位置打锚杆进行支护。

现有技术中，CN101819036B提供了一种掘进机的空间位姿自动测量方法，针对掘进机在煤矿井下狭小空间掘进作业的实际情况，在掘进机的后部设置工业摄像机、工控计算机、激光指向仪、图像采集卡，对掘进机煤岩断面的位姿进行测量、计算，确认机身最合理的位姿，然后指令进行采掘作业，使作业人员远离危险地段，减少突发事故，提高采掘的安全性，使掘进机处于最佳、最合理的作业位置和状态，最大覆盖角度为±60°，位移检测偏差＜10mm，偏转角检测精度为±12′，俯仰角检测精度为±6′，横滚角检测精度为±6′，以提高采掘质量和效率。

但是上述技术方案，仅仅是针对掘进机对掘进机煤岩断面的位姿进行测量，没有对锚杆机的空间位姿进行同步测量，不能在掘锚机的掘进开采过程中较为真实的重建巷道断面情况，锚杆机根据不完全真实的断面情况打锚杆进行支护，就可能产生位置偏差、对支护效果产生影响。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于掘锚机位置感知系统的掘进支护方法，以解决现有技术中存在的锚杆机根据不完全真实的断面情况打锚杆进行支护，可能产生位置偏差、对支护效果产生影响的技术问题。

本发明采用的技术方案是，一种基于掘锚机位置感知系统的掘进支护方法，在第一种可实现方式中，包括以下步骤：

使用超声测距传感器和超声成像模块对巷道断面进行粗略重建，得到巷道断面超声成像图像；

超前支护系统、第一顶锚杆机根据所述超声成像图像进行初步支护；

使用激光雷达和激光点云成像模块对巷道断面进行精准重建，得到巷道断面激光点云成像图像；

第二支护系统、第二顶锚杆机和帮锚杆机根据所述激光点云成像图像进行加固支护。

由第一种可实现方式的技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：先通过超声成像对巷道断面进行粗略重建，超前支护系统、第一顶锚杆机根据超声成像图像进行初步支护，完成初步支护的速度快；然后通过激光点云成像对巷道断面进行精准重建，第二支护系统、第二顶锚杆机和帮锚杆机根据激光点云成像图像进行加固支护，打锚杆基本不会产生位置偏差，达到建好的支护效果。把整个支护过程分成两个阶段，在进行超声成像、初步支护的同时，对巷道断面进行精准重建再进行加固支护，第二个阶段和第一个阶段可并行进行，节约完成支护的时间，提高效率。

结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，位置感知系统包括超声测距传感器、超声成像模块、激光雷达和激光点云成像模块；超声测距传感器和超声成像模块信号连接，激光雷达和激光点云成像模块信号连接。

结合第二种可实现方式，在第三种可实现方式中，超声测距传感器为多个，沿掘锚机的侧面和顶部均匀设置。