本發(fā)明屬于煤礦巷道清潔領(lǐng)域，涉及一種巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法。

背景技術(shù)：

1、煤礦巷道內(nèi)積塵問題的嚴(yán)重性在礦井安全生產(chǎn)中不容忽視。長(zhǎng)期以來(lái)，積塵一直是影響礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。具體來(lái)說(shuō)，煤礦巷道內(nèi)的積塵問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2、影響通風(fēng)效果：巷道積塵會(huì)降低空氣流通速度，導(dǎo)致通風(fēng)不暢。這不僅會(huì)影響礦井內(nèi)部的空氣質(zhì)量，還可能導(dǎo)致礦井內(nèi)有害氣體濃度升高，對(duì)礦工的身體健康構(gòu)成威脅。

3、安全事故隱患：巷道積塵容易引發(fā)瓦斯爆炸、煤塵爆炸等安全事故。當(dāng)積塵達(dá)到一定厚度時(shí)，一旦遇到火源或高溫，極易發(fā)生爆炸，給礦井安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重后果。

4、傳統(tǒng)清潔方法不足：目前，煤礦巷道清潔主要依靠人工清掃或噴水沖洗。這些方法存在以下弊端：a.效率低下：人工清掃速度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以滿足礦井生產(chǎn)需求。b.勞動(dòng)強(qiáng)度大：礦工在清掃過程中長(zhǎng)時(shí)間彎腰、負(fù)重，容易導(dǎo)致腰肌勞損等職業(yè)病。c.清潔效果不佳：噴水沖洗容易造成巷道積水，影響礦井正常生產(chǎn)。

5、現(xiàn)有清潔設(shè)備局限性：目前市場(chǎng)上的清潔設(shè)備普遍存在以下問題：a.缺乏積塵厚度感知：現(xiàn)有清潔設(shè)備無(wú)法準(zhǔn)確判斷巷道積塵的厚度，導(dǎo)致清潔效果難以保證。b.無(wú)法評(píng)價(jià)清潔效果：現(xiàn)有設(shè)備在清潔過程中，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)清潔效果，難以確保巷道內(nèi)積塵得到有效清除。

6、綜上所述，煤礦巷道內(nèi)積塵問題的解決迫在眉睫。為了提高礦井安全生產(chǎn)水平，降低礦工勞動(dòng)強(qiáng)度，有必要研發(fā)一種巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)積塵厚度的高效感知和清潔效果的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，從而確保礦井安全生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，該方法包括以下步驟：

4、積塵厚度監(jiān)測(cè)，采用線激光掃描手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道積塵厚度，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出積塵分布規(guī)律和沉降規(guī)律；

5、清潔效果評(píng)價(jià)，建立潮式/濕式清潔效果與運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x因素之間的關(guān)系函數(shù)，并根據(jù)積塵厚度和清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作；

6、自適應(yīng)清潔控制，根據(jù)清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)清潔。

7、進(jìn)一步，所述積塵厚度監(jiān)測(cè)采用線激光掃描手段，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

8、進(jìn)一步，所述清潔效果評(píng)價(jià)建立潮式/濕式清潔效果與運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x因素之間的關(guān)系函數(shù)，并根據(jù)積塵厚度和清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，其中運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x因素與清潔效果之間的關(guān)系函數(shù)為f(f1,f2)＝x(v,l1,l2)，其中f為潮/濕式清潔效果，v為運(yùn)載平臺(tái)行走速度，l1為距離左幫距離，l2為距離右?guī)途嚯x。

9、進(jìn)一步，所述自適應(yīng)清潔控制包括調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，其中運(yùn)載平臺(tái)行走速度的調(diào)整范圍為0.5m/s～2.0m/s，距離左幫距離和距離右?guī)途嚯x的調(diào)整范圍為0.5mm～2.0mm。

10、進(jìn)一步，所述清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作包括清潔臂的伸縮、旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)動(dòng)作，以及清潔刷的旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)動(dòng)作。

11、一種巷道積塵自適應(yīng)清潔控制系統(tǒng)，包括積塵厚度監(jiān)測(cè)模塊、清潔效果評(píng)價(jià)模塊、自適應(yīng)清潔控制模塊，所述積塵厚度監(jiān)測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道積塵厚度，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至清潔效果評(píng)價(jià)模塊；所述清潔效果評(píng)價(jià)模塊用于建立潮式/濕式清潔效果與運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x因素之間的關(guān)系函數(shù)，并根據(jù)積塵厚度和清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作；所述自適應(yīng)清潔控制模塊用于根據(jù)清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)清潔。

12、一種巷道積塵清潔裝置，包括運(yùn)載平臺(tái)和清潔機(jī)械臂，所述運(yùn)載平臺(tái)用于搭載清潔機(jī)械臂，并在巷道內(nèi)移動(dòng)；所述清潔機(jī)械臂用于執(zhí)行清潔作業(yè)，并根據(jù)自適應(yīng)清潔控制模塊的指令進(jìn)行姿態(tài)和動(dòng)作調(diào)整。

13、本發(fā)明的有益效果在于：

14、(1)提高清潔效率

15、根據(jù)積塵厚度和清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度、距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)高效清潔。

16、根據(jù)積塵分布規(guī)律和沉降規(guī)律進(jìn)行清潔路徑規(guī)劃，避免重復(fù)清潔，提高清潔效率。

17、(2)提高清潔精度

18、采用線激光掃描等手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道積塵厚度，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出積塵分布規(guī)律和沉降規(guī)律，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)清潔。

19、根據(jù)清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，精確控制運(yùn)載平臺(tái)的行走速度、距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，保證清潔效果。

20、(3)降低勞動(dòng)強(qiáng)度

21、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化清潔，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

22、可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控清潔過程，減少人工巡檢次數(shù)。

23、(4)提高安全性

24、及時(shí)清除巷道積塵，降低瓦斯爆炸等安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。

25、降低人工操作的風(fēng)險(xiǎn)，保障人員安全。

26、(5)節(jié)約成本

27、提高清潔效率，降低清潔成本。

28、減少設(shè)備磨損，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

29、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說(shuō)明書來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，其特征在于：所述積塵厚度監(jiān)測(cè)采用線激光掃描手段，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，其特征在于：所述清潔效果評(píng)價(jià)建立潮式/濕式清潔效果與運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x因素之間的關(guān)系函數(shù)，并根據(jù)積塵厚度和清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，其中運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x因素與清潔效果之間的關(guān)系函數(shù)為f(f1,f2)＝x(v,l1,l2)，其中f為潮/濕式清潔效果，v為運(yùn)載平臺(tái)行走速度，l1為距離左幫距離，l2為距離右?guī)途嚯x。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，其特征在于：所述自適應(yīng)清潔控制包括調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，其中運(yùn)載平臺(tái)行走速度的調(diào)整范圍為0.5m/s～2.0m/s，距離左幫距離和距離右?guī)途嚯x的調(diào)整范圍為0.5mm～2.0mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，其特征在于：所述清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作包括清潔臂的伸縮、旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)動(dòng)作，以及清潔刷的旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)動(dòng)作。

6.一種巷道積塵自適應(yīng)清潔控制系統(tǒng)，其特征在于：包括積塵厚度監(jiān)測(cè)模塊、清潔效果評(píng)價(jià)模塊、自適應(yīng)清潔控制模塊，所述積塵厚度監(jiān)測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道積塵厚度，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至清潔效果評(píng)價(jià)模塊；所述清潔效果評(píng)價(jià)模塊用于建立潮式/濕式清潔效果與運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x因素之間的關(guān)系函數(shù)，并根據(jù)積塵厚度和清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作；所述自適應(yīng)清潔控制模塊用于根據(jù)清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)清潔。

7.一種巷道積塵清潔裝置，其特征在于：包括運(yùn)載平臺(tái)和清潔機(jī)械臂，所述運(yùn)載平臺(tái)用于搭載清潔機(jī)械臂，并在巷道內(nèi)移動(dòng)；所述清潔機(jī)械臂用于執(zhí)行清潔作業(yè)，并根據(jù)自適應(yīng)清潔控制模塊的指令進(jìn)行姿態(tài)和動(dòng)作調(diào)整。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種巷道積塵自適應(yīng)清潔控制方法，屬于煤礦巷道清潔領(lǐng)域。該方法包括積塵厚度監(jiān)測(cè)、清潔效果評(píng)價(jià)和自適應(yīng)清潔控制三個(gè)步驟。采用線激光掃描等手段實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道積塵厚度，得出積塵分布規(guī)律和沉降規(guī)律。建立潮式/濕式清潔效果與運(yùn)載平臺(tái)行走速度、距離左幫距離、距離右?guī)途嚯x等因素之間的關(guān)系函數(shù)，并根據(jù)積塵厚度和清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作。根據(jù)清潔效果評(píng)價(jià)結(jié)果，調(diào)整運(yùn)載平臺(tái)的行走速度和距離兩幫的距離，以及清潔機(jī)械臂的姿態(tài)和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)清潔。本發(fā)明根據(jù)巷道積塵厚度和清潔效果自動(dòng)調(diào)整清潔設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的巷道清潔，降低巷道積塵。

技術(shù)研發(fā)人員：劉奎,龔小兵,趙中太,劉佩,巫亮,梁愛春,陳波,魯軻,李定富,郝忠,鄧志輝,王迪,何顯能,余志勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17