關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫(kù)科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

一、采煤機(jī)自動(dòng)進(jìn)刀與割煤

1.采煤機(jī)監(jiān)測(cè)控制原理

采煤機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)記錄和存儲(chǔ)大量的運(yùn)行過程數(shù)據(jù)，要求實(shí)時(shí)反映給工作面操作人員，甚至傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控室，這就對(duì)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)提出了更高的要求。采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式，只需要一條雙芯電纜，既便于對(duì)通訊線進(jìn)行特殊的保護(hù)，又方便擴(kuò)展。系統(tǒng)由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)單元和多個(gè)副節(jié)點(diǎn)單元組成，如圖1所示。

圖1  采煤機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)組成圖

主節(jié)點(diǎn)單元主要完成監(jiān)控保護(hù)、緊急停機(jī)等重要級(jí)別相對(duì)較高的任務(wù)；副節(jié)點(diǎn)單元包括左端頭操作站、右端頭操作站、機(jī)身左側(cè)信號(hào)監(jiān)測(cè)站、機(jī)身右側(cè)信號(hào)監(jiān)測(cè)站、遙控控制處理單元、動(dòng)力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站和運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄單元。各副節(jié)點(diǎn)分別負(fù)責(zé)采集不同的信號(hào)并進(jìn)行處理，然后通過現(xiàn)場(chǎng)總線與主節(jié)點(diǎn)單元通信，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的處理結(jié)果傳給主節(jié)點(diǎn)單元，并接收主節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)和命令，執(zhí)行相應(yīng)的信號(hào)指令，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或控制相應(yīng)的繼電器、電磁閥動(dòng)作。

2.進(jìn)刀與割煤控制流程

(a)采煤機(jī)向下割煤；(b)采煤機(jī)在下端斜切進(jìn)刀；(c)機(jī)尾推向煤壁，采煤機(jī)向下端割透煤壁；(d)采煤機(jī)向上正常割下一刀煤，輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)身推向煤壁；(e)采煤機(jī)在上端頭斜切進(jìn)刀割煤；(f)機(jī)尾推向煤壁，采煤機(jī)向上端割透煤壁；(g)采煤機(jī)向下正常割下一刀煤，輸送機(jī)機(jī)尾和機(jī)身推向煤壁

圖2  采煤機(jī)端部斜切進(jìn)刀及割煤工序圖

綜放工作面常用割煤進(jìn)刀過程如下：采煤機(jī)從工作面下端向上端正常割煤時(shí)，隨后移架，推移輸送機(jī)[圖2(a)]；采煤機(jī)到達(dá)工作面下端頭割透煤壁后，反向先割兩滾筒間剩余15m的機(jī)身底煤，之后進(jìn)入斜切進(jìn)刀段[圖2(b)]；斜切進(jìn)刀完成后將機(jī)頭推向煤壁，采煤機(jī)反向?qū)⑾露诉M(jìn)刀段煤壁割透[圖2(c)]，而后反向割兩滾筒間剩余15m的底煤，并開始向上端正常割煤，與此同時(shí)，將機(jī)頭和機(jī)身順序推向煤壁[圖2(d)]；采煤機(jī)到達(dá)上端后，和在下端一樣反向割機(jī)身剩余底煤，進(jìn)入斜切進(jìn)刀段進(jìn)行斜切割煤[圖2(e)]；完成斜切進(jìn)刀后將機(jī)尾推向煤壁，采煤機(jī)向上割進(jìn)刀段煤[圖2(f)]，而后反向割兩滾筒間剩余15m的底煤，并開始向下端正常割煤，與此同時(shí)，將機(jī)尾和機(jī)身順序推向煤壁[圖2(g)]。

進(jìn)刀段的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過程如下：

當(dāng)采煤機(jī)向機(jī)頭方向割煤時(shí)，采煤機(jī)后支架依次拉架，當(dāng)采煤機(jī)割過和40#支架距離超過BP_D的支架時(shí)，從40#支架開始，推溜的目標(biāo)行程替換為根據(jù)公式(SUP_NUM-SNK_R1)×BP_D/（SNK_R2-SNK_Rl）計(jì)算出來(lái)的行程值，從而可以推出進(jìn)刀段。當(dāng)采煤機(jī)進(jìn)刀向機(jī)尾方向行走時(shí)，工作面機(jī)頭未移架支架根據(jù)和采煤機(jī)位置的遠(yuǎn)近依次完成移架動(dòng)作。并當(dāng)采煤機(jī)進(jìn)刀完成后，從工作面機(jī)頭位置開始推溜，包括進(jìn)刀段未完全推溜支架，此時(shí)在SNK_R1、SNK_R2之間的支架推溜目標(biāo)行程替換為BP_EXT值，實(shí)現(xiàn)全距離推溜。

采煤機(jī)在割機(jī)頭位置煤時(shí)，SNK_R1、SNK_R2之間的支架因?yàn)樽约旱奶厥庑杂涗浬弦淮瓮瓿傻膭?dòng)作，此時(shí)并不會(huì)被采煤機(jī)位置信息觸發(fā)跟機(jī)動(dòng)作，而是等采煤機(jī)從機(jī)頭回刀后作為采煤機(jī)機(jī)尾方向割煤被觸發(fā)在采煤機(jī)后自動(dòng)移架、自動(dòng)推溜，從而實(shí)現(xiàn)在進(jìn)刀段的跟機(jī)自動(dòng)動(dòng)作。

二、自動(dòng)移架與推溜

工作面中部除放煤和拉后溜以外的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化。適應(yīng)雙向割煤工藝的跟機(jī)自動(dòng)移架、自動(dòng)推溜、自動(dòng)伸縮護(hù)幫板。

要實(shí)現(xiàn)液壓支架跟隨采煤機(jī)自動(dòng)操作，首先電液控制系統(tǒng)要獲得采煤機(jī)運(yùn)行的當(dāng)前位置和牽引方向。通過兩種方法獲得采煤機(jī)位置即紅外線法和與采煤機(jī)數(shù)據(jù)通訊法。兩種方法互為備用。其次根據(jù)采煤工藝的要求編制程序，通過參數(shù)調(diào)整，在工作面不同位置不同區(qū)段支架控制器控制支架完成不同的工藝動(dòng)作，如自動(dòng)收護(hù)幫板、自動(dòng)移架、自動(dòng)伸護(hù)幫板、自動(dòng)推溜等。如圖3所示。

圖3  移架推溜控制過程

跟機(jī)自動(dòng)化是支架單動(dòng)作的自動(dòng)觸發(fā)的聯(lián)合動(dòng)作。觸發(fā)條件根據(jù)采煤機(jī)位置信息和系統(tǒng)中有關(guān)采煤工藝設(shè)置。

可以參加跟機(jī)自動(dòng)化的動(dòng)作包括：伸縮護(hù)幫板、推前溜、升降前后柱、拉后溜、自動(dòng)移架、自動(dòng)后部放頂煤。

三、自動(dòng)放煤

1.系統(tǒng)原理

實(shí)現(xiàn)人工啟動(dòng)成組按時(shí)間控制自動(dòng)放煤，必要時(shí)人工單架找補(bǔ)的半自動(dòng)放煤。根據(jù)后部輸送機(jī)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)放煤口數(shù)量和組數(shù)的自動(dòng)控制。

控制系統(tǒng)程序提供支架放煤動(dòng)作的連續(xù)順序動(dòng)作控制，尾梁、插板的位置由千斤頂行程傳感器監(jiān)測(cè)，即放煤口的大小受行程參數(shù)控制，放煤口打開的時(shí)間由時(shí)間參數(shù)控制。啟動(dòng)放煤動(dòng)作由人工操作控制，可一次啟動(dòng)一架，也可啟動(dòng)成組支架自動(dòng)放煤。

放煤口的停止可以由時(shí)間參數(shù)確定的定時(shí)停止，也可由放煤工手動(dòng)按鍵停止，當(dāng)后部輸送機(jī)負(fù)荷超限時(shí)程序也可控制其停止。

2.工藝過程及流程圖

放煤方法：采用單架雙口雙輪順序放煤方法。放煤步距1.6m，即兩采一放。放煤口位置：滯后移架15架。鄰架放煤間隔時(shí)間1s。

放煤操作過程：

第一輪自動(dòng)放煤，共動(dòng)作3次；每次放煤時(shí)間依據(jù)工作面具體條件在實(shí)測(cè)基礎(chǔ)上給定。

第一次，收插板千斤頂，收尾梁千斤頂，收到位放煤；

第二次，收插板千斤頂2/3，收尾梁千斤頂2/3放煤；

第三次，收插板千斤頂1/3，收尾梁千斤頂1/3放煤。

第二輪：人工放煤，單架放煤時(shí)間不超過15s，保證放煤質(zhì)量。

放煤工藝流程見圖4。

圖4  放煤控制流程圖

需要注意的是，由于每個(gè)綜放工作面地質(zhì)條件不同，采用自動(dòng)化綜放回采時(shí)，需要針對(duì)工作面的具體條件進(jìn)行調(diào)整，切不可隨意套用其它煤礦既有回采工藝。

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