Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.Основной тенденцией развития горных работ по выемке полезного ископаемого является непрерывное углубление очистных забоев и подгогови- ' тельных выработок.По мере углубления увеличивается число пластов,разрабатываемых с помощью селективной выемки,пластсз с легкообрукающейся кровлей и пластов склонных к внезапным выбросам угля и газа. Применение комбайновой технологии выемки этих пластов предполагает оснащение комбайнов,входящих в очистные комплексы, средствами автоматического управления и контроля (автоматическое управление к направленное вождение при безлюдной выемке,поддержание исполнительного органа на границе уголь-порода при селективной выемки,оставление пачки угля при легкообрушающейея кровле).Система распознавания и метод контроля границы угольпоро-да,разработанные в диссертации представляют основу разработки системы регулирования положения исполнительного органа, являющуюся составной частою комплекса аппаратуры,автоматизирующей работу горных комбайнов.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является разработка метода контроля положения исполнительного органа горных комбайнов по границе уголь-порода,распознаваемой по совокупности электрических свойств угля и вмещающих пород.
ИДЕЯ РАБОТЫ.Построение системы Контроля положения исполнительного органа горных комбайнов по границе уголь-по*рода достаточной степени точности достигается использованием совокупности информативных параметров электрических свойств угля и вмещающих пород, преобразованных к виду .позволяющему использовать хорошо изученную и легко реализуемую аппаратурно решающую функцию.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ включает анализ и обобщение результатов научно-технических публикаций по разработке методов контроля границы уголь-порода й изученности электрических свойств горных пород; построение матема-
- 4 -тической модели параметров электрических свойств и анализ экспериментальных данных выполнены с помощью методов теории случайных функций,для построения системы контроля границы уголь-порода использованы основные положения теории распознавания образов. НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ,выносимые на защиту:
-автоматическое поддержание требуемого положения исполнительного органа горного комбайна при разрушении неоднородного массива обеспечивается контролем границы уголь-порода по совокупности параметров электрических свойств угля и вмещающих пород; параметры электрических свойств долины быть подвергнуты предварительному преобразованию,приводящему их к виду начболее полно изученному в теории распознавания и легко реализуемому аппаратурно;
-математической моделью,адекватно отображающей изменчивость параметров электрических свойств является векторная случайная функция пространственных координат, компоненты которой'представлены суммой двух слагаемых; первое слагаемое описывает изменчивость электрических свойств,обусловленную неоднородностью состава и структуры горных пород;второе-Изменчивость электрических свойств,обусловленную "эффективной" неоднородностью, проявляющуюся в пределах одной пробы;
-число параметров электрических свойств для
экспрессного распознавания угля и вмещающих пород
должно быть определено из условия "минимизации ошибки
распознавания. ' "'
НАУЧНАЯ НОВИЗНА: впервые разработана математическая модель параметров электрических свойств горных пород .описывающая их изменчивость в пространстве горного массива и на ее основе изучены электрические свойства угля и вмещающих пород;
новым результатом является построение оцеьок вероятностных характеристик параметров электрических свойств горных пород , установление их зависимости от частоты электромагнитного поля и влажности и выявление корреляционных связей,отражающих наличие направленной изменчивости электрических свойств по падению пласта;
новым результатом также является разработка преобразования параметров электрических свойств горных пород к переменным,имеющим совместное нормальное распределение вероятностей, что позволило использовать хорошо изученную и легко реализуемую аппаратурпо решающую функцию;
впервые построена система распознавания горных пород по различию совокупности электрических свойств.
ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ.Развитие метода преобразования Н.В. Смирнова,позволяющее перейти к статистичесгл независимым переменным,имеющим совместное нормальное распределение вероятностей;решение вопроса о минимизации числа пара* метров,используемых при распознавании и определение объема обучающей выборки представляют вклад з формирование теории распознавания угля и вмещающих пород по различию их свойств.Кроме того в работе получили дальнейшее развитие методы исследования параметров электрических свойств горных пород,основанные на модели случайной функции,описывающей их изменчивость в пространстве горного массива.
Практическде значение работы состоит в разработке распознающей системы и датчика контроля,позволяющих поддержать исполнительный орган горного комбайна в требуемом положении.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ научных положений подтверждена:проведением экспериментов на образцах,изготовленных по ГОСТ 25494-82,ГОСТ 25495-82; установлением качественной адекватности разрзботанной математической модели параметров электрических свойств реальным свойствам массива;использованием в обучающей выборке статистически достоверных(на уровне доверительной, вероятности 0.95)вероятностных характеристик; результатами численных экспериментов на ЗВМ,подтверждающих ожидаемую ошибку распознавания.
РЕАЛИЗАЦИЯ.Разработанная система распознавания и датчик контроля использованы для установки на комбайне ПКЦ,входящем в состав добычного комплекса .осуществляющего безлюдную выемку и для оснащения комбайна "Темп-10",применяемого для выемки пластов со сложной
горно-геологической структурой.
АПРОБАЦИЯ.Основные положения работы доложены на 2-й республиканской конференции "Физика твердого тела и новые области ее применения" /Караганда 1990/,10-й Всесоюзной конференции вузов СССР с участием научно-исследовательских институтов/Москва 1991/. В целом работа доложена на заседании межкафедрального семинара по специальности 05.05.06."Горные машиньГ/Караганда 199-1/.
ПУБЛИКАЦИИ.По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ.Диссертация состоит из введения,4-х разделов,заключения,списка литературы из 133 наименований и содержит 193 стр.машинописного текста, 63 рис.,34 таблицы и приложение.