基于工况触发的采煤机滚筒截割高度模板生成方法

针对采煤机在工作过程中易受不同工况条件的影响导致滚筒调高精度低的问题,提出了一种基于工况触发的采煤机滚筒截割高度模板生成方法。对采煤机历史传感器数据进行预处理和特征提取,选择影响滚筒高度调节的截割电动机电流、截割电动机温度、俯仰角、横滚角、牵引速度5维特征数据,构建用于生成滚筒截割高度模板的补偿回声状态网络(C−ESN)模型;建立工况触发机制,将采煤机传感器实时数据输入C−ESN模型,以测试误差为判断准则,识别当前采煤机的工况为正常区域、三角煤区域或异常工况;最后,C−ESN模型生成相应的滚筒截割高度模板。当三角煤区域和正常区域测试误差都大于阈值时,采用迁移学习方法对测试误差小的截割高度模板参数进行修正,以保证异常工况下截割高度模板的精度。基于现场采煤机实际数据的实验结果表明:左右滚筒截割高度模板与实际截割高度相比,在正常区域的最大误差分别为11.47,9.96 cm,在三角煤区域最大误差分别为12.91,7.94 cm,能够满足工程实际要求;与传统回声状态网络和径向基函数网络模型相比,C−ESN模型的精度在正常区域分别提升了54%和57%,在三角煤区域分别提升了10%和69%。

EBJ—200G掘进机增加截割高度设计

根据用户需要 ,采取机体加高 ,截割臂加长的方法来增加掘进机的截割高度。

采煤机截割高度测量模型与测量误差分析

采煤机截割高度的测量及其误差分析是实现综采工作面自动化的一项重要研究内容。本文针对机身姿态传感器和摇臂摆角传感器测量方案、机身姿态传感器和调高油缸位移传感器测量方案,分别建立了采煤机截割高度测量模型。利用函数误差公式,推导了测量误差模型。以MG1000/2660-WD型采煤机为例,分析了截割高度测量误差分别随俯仰角、摇臂摆角和调高油缸位移的变化规律,得到了两种测量方案截割高度测量误差的最大值的位置。根据算例分析的结果可知,摇臂摆角传感器和调高油缸位移传感器的精度对测量误差的影响较小,机身姿态传感器的精度将决定截割高度测量误差的大小。最后,以采煤机截割高度测量误差小于5 cm为例进行分析,得出两种测量方案下各传感器的精度要求:摇臂摆角传感器精度为0.022°和机身姿态传感器的俯仰角最大动态误差小于0.16°(1 h内),调高油缸位移传感器精度为1 mm和机身姿态传感器的俯仰角最大动态误差小于0.14°(1 h内)。

大采高综放开采截割高度的确定

大采高工作面截割高度的确定受很多因素的影响,以塔山矿101工作面开采条件为背景,采用FLAC3D数值模拟及工程实测研究手段,研究了不同截割高度下煤壁片帮、支架工作阻力以及顶煤运移规律和回收率。研究结果表明:支架工作阻力、煤壁破坏程度、顶煤冒放性和截割高度呈非线性的正相关,顶煤回收率则随截割高度的增大先增加后减小;综合煤壁稳定性、支架选型、顶煤冒放性及采出率确定101工作面截割高度为5 m是合理的。

基于截割顶底板高度预测模型的采煤机自动调高技术

传统的煤层截割路径规划通过几何控制、规划计算等方式对采煤机滚筒高度进行预测,但存在预测的数据误差较大、无法适应地质条件变化的问题。针对上述问题,提出了一种基于截割顶底板高度预测模型的采煤机自动调高技术。首先,分析了影响截割顶底板高度的因素,指出影响顶底板高度的主要因素包括煤层的起伏变化数据、历史截割数据、刮板输送机的高程数据及人工操作记录,将上述4类数据融合处理,建立以长短期记忆(LSTM)模型和灰色马尔可夫模型为基础的截割顶底板高度预测模型,通过算法模型预测出截割顶底板的高度。然后,以截割顶底板的高度数据为基础,结合采煤机位姿和空间坐标,建立计算滚筒高度的几何模型,同时依据刮板输送机上窜下滑量及是否执行加减刀工艺等因素进行修正,最终将顶底板高度序列转换为滚筒高度序列,即将截割顶底板高度转换为采煤机滚筒的目标高度,由采煤机执行到目标高度,实现滚筒自动调高工业性试验结果表明:(1)在自动调高技术的控制下,顶滚筒和底滚筒的预测高度与实际高度偏差值有90%的数据量均在10 cm以内,滚筒的预测高度和实际高度具有明显的一致性。(2)与传统手动控制方式相比,中部截割一刀煤的人工干预调高次数由49次下降为21次,说明截割顶底板的高度预测模型和计算滚筒高度的几何模型是准确合理的,采煤机滚筒的自动调高技术是可行的。

采煤机记忆截割系统设计及试验研究

为进一步提升综采工作面自动化、智能化水平,最终达到无人化运行的目的。以MG620/1660-WD型号的采煤机为研究对象,在对记忆截割控制技术研究的基础上.完成了记忆截割控制流程及系统软硬件的设计.重点对人工示教和自动截割参数的设置进行研究,并对所设计的记忆截割控制系统进行性能验证,取得理想结果。

采煤机截齿优化应用研究

在巷道掘进及煤层回采过程中,采煤机截齿是损耗率较高的配件,而且其机械性能的优劣直接与生产效率相关,其使用寿命的大小影响了其他采煤设备及其配件的有效使用年限。大同煤田特有的'三硬'地质条件,采煤机在截割薄煤层时,由于煤层的厚度变化及构造发育,为满足生产条件,需要掘进部分岩石。因此,采煤机截齿与'三硬'煤岩接触,应力集中及冲击载荷长期作用于采煤机截齿,采煤机截齿产生形变,齿耗增加。

基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整

针对现有采煤机定位与姿态调整方法准确性较差的问题,在地面有缓慢坡度变化的情况下,对基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整方法进行了研究。首先介绍了采煤机定位技术,即由捷联惯导系统获取采煤机运动参数信息,采用欧拉角法对数据进行处理,进而完成采煤机位姿解算及实时定位;然后以采煤机截割高度调整为例,介绍了基于捷联惯导系统的采煤机姿态调整方法,重点推导了采煤机在不同截割工况下,采煤机截割高度与机身倾角之间的关系式;最后采用采煤机模型进行采煤机定位与截割高度调整实验,结果表明基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整方法可有效提高采煤机的定位与姿态调整精度。

采煤机自动化控制系统的设计及实验验证

为进一步提升采煤机的自动化、智能化生产水平,在对采煤机自动化控制系统总体设计的基础上,重点对采煤机自动控制与采煤工艺相结合的控制流程进行设计并通过搭建实验模拟平台分别对采煤机截割阻力与牵引速度的智能控制、采煤机截割高度与煤层高度之间智能控制效果进行验证。结果表明,该控制系统控制效果理想,能满足设计要求。

EBZ132伸缩型掘进机的研制

介绍了目前不伸缩EBZ132型掘进机在煤矿开采中存在的不足,阐述了研制出截割头可伸缩掘进机的必要性,在现有的EBZ132型掘进机的基础上对部分元部件进行了改进设计,设计了伸缩型截割机构,并介绍其主要改进原则及工作原理。

大倾角中厚-厚复合煤层综放技术研究

针对复合顶板大倾角中厚-厚复合煤层采用大采高综采出现片帮和冒顶的问题,以大宝顶煤矿4223-25工作面为工程背景,分析了煤层赋存条件,提出了综合机械化放顶煤采煤法,采用FLAC3D模拟软件分析了不同截割高度对工作面煤壁及顶板变形破坏规律,确定了截割高度为2.4m。利用库伦摩尔理论和格里菲斯理论分析了当截高为2.4m时顶煤冒放性,证明了综放截高为2.4m时的合理性。现场试验表明：顶煤回收率达到78.56%,工作面回收率达到96%,取得了良好的经济和社会效益,为我国类似条件煤矿开采提供一定的指导意义。

采煤机的自动调高

自动调整截割高度的采煤机从欧洲引进到美国煤矿。 在英国,采煤机自动调高已经产生了一些显著的效果。自动调高时采煤机本身的截割效果很好,在试验的六周内,始终是增产的,并且提高了经济效益。目前使用在英国煤矿的自动调高采煤机,其调高系统是利用γ射线传感器,借助采煤机留下护顶煤的薄厚来实现自动调高的。

14CMl5—11AX连续采煤机

据《Coal Age》2004年第11期报道，乔伊采矿机械公司最近推出新型14CMl5—11AX连续采煤机，截割高度975mm，适用于截割1280～1676mm厚的煤层；截割滚筒直径最小975mm，最大1097mm。新设计的截割头采用1套全正齿轮驱动轮系，将400hp的装机功率传递到掘进工作面。外置法兰盘安装电机和机内密封使得维修方便而容易。新液压组件大大减少了液压系统软管数量。