【假一罚四】采煤机智能化技术

本书着重介绍了作者研究团队多年来在煤矿智能化开采方面的研究成果，旨在为行业内科研院校及煤矿企业提供参考。本书共分为7章，第1章绪论部分概述了我国采煤技术的发展概况，回顾了煤岩识别技术和采煤机定位技术的国内外研究现状，并指出应用中存在的问题。第2章详细地介绍了采煤机的基本结构及工作过程，设计了采煤机智能控制系统的总体架构，凝练了智能化采煤机的关键技术。第3章分析了采煤机惯性导航定位产生的主要误差类型，提出了一种采煤机惯性导航定位方案，建立了采煤机惯性导航定位的姿态误差模型、速度误差模型、位置误差模型和系统误差模型，研究了基于差分式惯性传感组件的采煤机位姿差分解算方法；设计并搭建了采煤机惯性导航定位实验平台，进一步验证提出的采煤机惯性导航定位方法的正确性和可行性。第4章在分析采煤机煤岩截割模式的基础上，详细探讨了煤岩截割传感信号的产生机理；在此基础上，研究了基于多传感信息融合的采煤机煤岩识别方法；然后，研究了采煤机截割过程中煤壁温度变化的影响因素以及煤壁红外热成像图的温度分布特征。第5章借助煤岩可见光图像及煤岩截割表面的激光点云数据，建立了卷积神经网络模型，设计了激光点云数据精简和分割算法，分别研究了基于深度学习和激光扫描的综采工作面煤岩识别方法。第6章通过采煤机滚筒切割的历史数据来生成煤层分布边界的历史特征点，研究了基于煤层分布预测的采煤机截割路径规划方法；然后，设计了采煤机滚筒截割路径模糊优化方法，在此基础上，研究了基于双坐标系的采煤机截割路径平整性控制方法，从而为采煤机的智能调高提供依据。第7章以识别煤壁片帮为目标，研究了基于机器视觉的综采工作面煤壁片帮识别关键技术，提出了综采工作面监控图像增强方法与煤壁片帮特征分析方法，实现了煤壁片帮危害程度评估。

江苏省高等学校优秀科技创新团队骨干成员，中国机械工程学会高级会员。主持或完成国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金特别资助项目（第13批）、江苏省自然科学基金面上项目、中国博士后科学基金面上项目（第58批、第66批）、中央高校基本科研业务费专项资金项目、校企合作项目等。作为主要人员参与完成国家“973”、“863”、国家自然科学基金及企业委托项目多项。以第一作者或通讯作者在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》、《Knowledge-Based Systems》、《Measurement》、《振动、测试与诊断》、《煤炭学报》等国内外重要学术期刊上发表学术论文20余篇；以第一发明人授权发明专利10余件；获2019年度江苏省科技进步二等奖1项（R3），中国煤炭工业协会三等奖1项（R3）。