基于多传感器融合的工作面设备定位定姿技术研究

随着科技的发展与进步,煤矿智能化已经成为目前矿业生产中的重点研究方向。但是在薄煤层工作面中由于顶板条件的复杂性以及作业环境的多变性,导致目前的井下自动化控制技术中存在液压支架自动跟机不能完美适应井下顶底板环境且采煤机难以精准定位的问题。以薄煤层工作面自动化控制系统为基础,结合图像识别以及多传感器融合的方法研究采煤机的定位技术,并对液压支架定姿的关键技术进行了分析,期望提高薄煤层自动化系统在煤矿井下的适应性,减少工作面的操作人员,提高煤矿生产的效率。

采煤机滚筒自动调高的液压控制方法

采煤机滚筒自动调高是实现煤矿综采自动化的关键技术之一。针对单一的采煤机记忆切割技术不适合我国复杂地质条件的情况,提出一种以记忆切割为主、截割负载煤岩分界辨识为辅的采煤机滚筒自动调高的液压控制方法。通过煤矿井下实验证明:采用该方法时,在自动跟踪采煤机记忆切割路径的基础上能够有效识别出滚筒切割到岩石时的异常状态,并对滚筒高度做自动液压调节,能够满足复杂地质条件下采煤机滚筒自动调高的控制要求。

采煤机液压自动调高系统的研究

提出了一种新的滚筒采煤机摇臂高度的自动调整方法。其原理是用采煤机滚筒在截割纯煤层和顶板岩石时的切割力作用于调高油缸而引起的压力变化来识别煤、岩分界、并据此控制相应的液压伺服系统以达到自动调整采煤机滚筒高度的目的。文中建立了自动调高系统的数学模型，并在此基础上进行了实验研究。

综采工作面中部跟机自动化控制的数学模型

针对综采工作面的双向割煤生产作业特点,分析了采煤机、液压支架、刮板输送机联合运转时的协调控制过程,根据采煤生产作业中刮板输送机弯曲段形成原理,提出了刮板输送机弯曲段形成的数学模型;在该模型基础上,分析了工作面中部液压支架跟机自动化作业的工艺过程,提出了综采工作面中部跟机自动化控制数学模型;根据该综采工作面中部跟机自动化控制数学模型,对某煤矿3107综采工作面相关参数进行了计算,并总结了3107综采工作面中部跟机自动化生产的经验。应用结果表明,综采工作面中部跟机自动化控制的数学模型与跟机自动化工艺过程相吻合,为进一步实现智能化综采工作面提供了理论基础。

自动化采煤控制系统设计

针对目前国内综采工作面自动化程度低的问题,提出了一种自动化采煤控制系统总体设计方案,重点阐述了该系统自动化采煤控制工艺及其实现方案。该系统采用RS485双总线通信模式,通过支架控制器将采煤机位置、液压支架状态等参数实时上传至端头服务器,端头服务器将参数上传至集控计算机进行显示,集控计算机通过端头服务器向支架控制器发送控制命令,完成对液压支架动作的双闭环控制,同时集控计算机向采煤机控制器发送控制命令,自动控制采煤机摇臂高度,从而实现工作面自动化采煤。

综采工作面自动化控制系统设计与应用

针对目前矿井综采工作面自动化采煤存在效率不高的问题,提出了综采工作面自动化控制系统的设计方案,介绍了系统的组成和功能。该系统可集中控制工作面设备,通过视频监视系统可对主要综采设备进行实时监控。

刮板输送机伸缩机尾全液压自动张紧控制系统的研究

针对刮板输送机伸缩机尾自动控制系统在实际应用中存在失效、频繁伸缩、稳定性差等问题,通过调研与研究,设计了一种刮板输送机全液压自动张紧系统。通过工厂测试与工业性试验,结果表明该系统能有效控制链条自动张紧与松弛,达到预期效果。该研究为机尾自动张紧提供新的解决方案,具有一定推广应用价值。

薄煤层工作面自动化控制仿真技术研究

薄煤层工作面设备稳定性直接关系到整个自动化系统的稳定运行,不仅受外部薄煤层采面煤岩的影响,还与薄煤层三机的协同工作过程密切相关。各设备的稳定运行是保证自动化准确实施的前提,因此以工作面设备自动化控制技术为控制模型,利用Solid Works进行建模,将建立好的采煤机、液压支架和刮板输送机三维模型导入ADAMS中进行仿真分析,验证各项控制技术在薄煤层工况下的适应性。研究表明,薄煤层液压支架满足降-移-升控制过程要求的精确度和适应性要求,刮板输送机推移过程碰撞减少、速度稳定,能够满足薄煤层工作面自动化控制要求,有效解决薄煤层工作面自动化水平不高的问题。

自动化采煤控制系统研究

为提高工作面的自动化程度和采煤效率,对自动化采煤控制系统进行研究,详细阐述自动化采煤控制系统的工艺和实现方法。该系统采用双RS485总线的通信方式,支架控制器负责采集液压支架的状态信息以及判断采煤机位置,并将这些信息上传至端头控制器和集控计算机。集控计算机将工艺控制命令发送到端头控制器,端头控制器再将动作控制命令发送到特定的支架控制器完成相应动作,从而实现液压支架动作的双闭环控制。