【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于采煤，具体而言，涉及一种急倾斜薄煤层无人化采煤的方法。
技术介绍
1、急倾斜薄煤层采煤是煤矿开采领域的重要分支，传统采煤技术主要依靠人工或半机械化设备沿煤层走向布置工作面进行开采。常规采煤方法包括倾斜分层法、水平分层法和沿走向布置工作面法等，通过人工操作采煤机械设备完成切割和回采作业。随着煤矿智能化发展，采煤机器人开始在部分煤层条件较好的矿区应用，通过预设路径执行基本采煤任务。
2、然而，传统急倾斜薄煤层采煤技术在实际应用中存在诸多缺陷。首先，采煤路径规划通常采用简单的矩形网格划分工作面，难以精确适应不规则煤层边界；其次，路径算法多采用固定模式，无法根据煤层厚度、倾角、煤质等多维特征进行动态优化；再者，现有技术缺乏对采煤过程中实时地质变化的响应机制，导致采煤作业难以适应煤层的突变情况。
3、特别是在倾角大于45度的急倾斜薄煤层环境下，由于地质条件复杂多变，煤层厚度不均，顶板稳定性差，现有采煤路径规划技术精度低下，且难以根据煤层实时变化进行动态调整，导致采煤效率低、安全风险高、资源回收率不足等问题，亟...
【技术保护点】
1.一种急倾斜薄煤层无人化采煤的方法，其特征在于，包括：构建薄煤层三维地质模型确定煤层倾角分布矩阵、煤层厚度数据矩阵及断层分布矩阵；划分薄煤层水平分层并建立三维采煤网格模型；采用蜂窝式六边形网格划分工作面形成采煤路径计算基础网络；基于贝尔曼福特算法设计采煤机器人主行进路径，综合考虑煤层厚度数据矩阵、煤层倾角分布矩阵和煤质分布矩阵计算最优采煤路径；构建采煤路径导航图形成多维加权图结构；开发单向分区回采策略；实现采煤机器人的路径动态规划和采煤参数调整。
2.根据权利要求1所述的急倾斜薄煤层无人化采煤的方法，其特征在于，所述划分薄煤层水平分层并建立三维采煤网格模...
【技术特征摘要】
1.一种急倾斜薄煤层无人化采煤的方法，其特征在于，包括：构建薄煤层三维地质模型确定煤层倾角分布矩阵、煤层厚度数据矩阵及断层分布矩阵；划分薄煤层水平分层并建立三维采煤网格模型；采用蜂窝式六边形网格划分工作面形成采煤路径计算基础网络；基于贝尔曼福特算法设计采煤机器人主行进路径，综合考虑煤层厚度数据矩阵、煤层倾角分布矩阵和煤质分布矩阵计算最优采煤路径；构建采煤路径导航图形成多维加权图结构；开发单向分区回采策略；实现采煤机器人的路径动态规划和采煤参数调整。
2.根据权利要求1所述的急倾斜薄煤层无人化采煤的方法，其特征在于，所述划分薄煤层水平分层并建立三维采煤网格模型的步骤，具体是设计沿走向布置工作面，采用分层回采法，将急倾斜薄煤层按照厚度划分为多个水平分层，每层厚度为0.8至1.2米，利用多特征聚类函数对煤层进行分层优化，建立三维采煤网格模型。
3.根据权利要求2所述的急倾斜薄煤层无人化采煤的方法，其特征在于，所述采用蜂窝式六边形网格划分工作面形成采煤路径计算基础网络的步骤，具体是将工作面划分为多个边长0.6米的正六边形单元，形成采煤路径计算基础网络，提高路径规划精度；所述蜂窝式六边形网格具体是一种将采煤工作面空间划分为边长为0.6米的规则正六边形单元集合的空间表示方法，每个六边形单元与周围相邻的六个单元共享边界，相比传统的矩形网格，六边形网格在任意方向上均具有恒定的相邻单元距离，减少方向偏差累积误差，提升路径平滑度。
4.根据权利要求3所述的急倾斜薄煤层无人化采煤的方法，其特征在于，所述开发单向分区回采策略的步骤，具体是将工作面划分为多个采区，对每个采区设定单向行进路径，避免采煤机器人重复经过同一区域，提高采煤效率。
5.根据权利要求4所述的急倾斜薄煤层无人化采煤的方法，其特征在于，所述实现实时路径动态规划的步骤，具体是基于分层厚度参数矩阵和工作面水平层划分边界点集合，实现实时路径动态规划，采煤机器人根据煤层实时探测数据采集瓦斯含量分布矩阵，周期性更新局部区域网...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建非，倪洪彬，解东亮，廖海龙，浦豪，王乾生，包振龙，孟智奇，韩波，
申请(专利权)人：昆明煤炭设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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