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        淺談綜采自動(dòng)化及發(fā)展趨勢(shì)

        2014-09-25 03:10:12趙宇星
        關(guān)鍵詞:采煤機(jī)

        趙宇星

        (神華神東煤炭集團(tuán)公司石圪臺(tái)煤礦,陜西 榆林 719315)

        摘 要:本文重點(diǎn)介紹了基于JOY采煤機(jī)及瑪珂PM32支架電液控制系統(tǒng)的自動(dòng)化綜采工作面的硬件配套、組織結(jié)構(gòu)及各設(shè)備相互間的通信方式;在此基礎(chǔ)上,闡述了綜采自動(dòng)化需要編輯的程序及需要設(shè)計(jì)的參數(shù)。分析了跟機(jī)自動(dòng)化割煤的工藝,并指出了關(guān)于如何進(jìn)一步提升綜采自動(dòng)化水平的方向。

        關(guān)鍵詞:采煤機(jī);電液控制系統(tǒng);綜采自動(dòng)化

        中圖分類(lèi)號(hào):TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        1引言

        當(dāng)今世界能源越來(lái)越受到人們的關(guān)注。作為工業(yè)生產(chǎn)中重要的能源,煤炭也倍受社會(huì)的關(guān)注。煤礦的出煤量主要來(lái)自于綜采工作面,一個(gè)礦綜采工作面出煤量的大小直接決定這個(gè)礦的產(chǎn)量。影響綜采工作面出煤量的因素主要有兩點(diǎn):其一是工作面的采高;其二是采煤工藝。隨著現(xiàn)代化采煤的不斷發(fā)展,適合綜采的中厚煤層越來(lái)越少,綜采工作面的采高開(kāi)始走向兩個(gè)極端:一是向著低采高方向發(fā)展(采高小于3米),二是向著大采高方向發(fā)展(采高大于6米),不管從哪個(gè)方向發(fā)展都不適合人工操作機(jī)械割煤。這樣的工作面人工操作機(jī)械割煤不僅工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大增加,而且也存在巨大的安全隱患。為了提高勞動(dòng)效率,同時(shí)減輕勞動(dòng)量,就需要我們研究新的采煤工藝,與此同時(shí)自動(dòng)化工作面也就應(yīng)運(yùn)而生。

        2綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

        自動(dòng)化系統(tǒng)主要集中在三個(gè)層面:地面調(diào)度室、順槽控制臺(tái)、整個(gè)綜采工作面,如圖1所示。

        2.1工作面設(shè)備

        工作面主要的自動(dòng)化設(shè)備為采煤機(jī)和支架控制器兩部分:

        采煤機(jī)機(jī)身上涉及自動(dòng)化方面的設(shè)備主要有:

        (1)搖臂角度傳感器、機(jī)身俯仰搖擺傳感器:兩個(gè)角度傳感器配合使用,通過(guò)一定計(jì)算可以精確的計(jì)算出此時(shí)煤機(jī)兩個(gè)滾筒的實(shí)際高度或是高度差。

        (2)D齒輪傳感器:通過(guò)該傳感器計(jì)數(shù),煤機(jī)控制器可以精確的采集到煤機(jī)的行走距離,再除以每個(gè)支架的寬度就可以在JNA顯示器上顯示煤機(jī)所在的當(dāng)前支架架號(hào)。

        (3)煤機(jī)位置紅外線(xiàn)發(fā)射器:與支架上的紅外接收器配合使用,使得支架控制器能夠得到煤機(jī)當(dāng)前所在的支架位置。

        (4)搖臂滾筒監(jiān)測(cè)攝像頭:該裝置將煤機(jī)兩滾筒與煤壁的接觸狀況轉(zhuǎn)化為電信號(hào),再通過(guò)光電轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為光信號(hào),最后通過(guò)光纜傳遞給控制臺(tái)的顯示器。

        (5)工作面兩端頭復(fù)位開(kāi)關(guān):由于支架中間存在間隙,導(dǎo)致煤機(jī)不能依靠D齒輪準(zhǔn)確的計(jì)算出所在支架的位置,為防止誤差越來(lái)越大,就裝設(shè)了該裝置。通過(guò)該裝置可以在煤機(jī)走到特定架時(shí)強(qiáng)制對(duì)其讀數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。

        (6)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng):該系統(tǒng)主要是由調(diào)制解調(diào)器、隔離模塊和網(wǎng)絡(luò)耦合器組成。中央控制器(CCU)的所有信息都可以在該系統(tǒng)的作用下,通過(guò)動(dòng)力載波技術(shù)沿煤機(jī)動(dòng)力電纜傳遞到控制臺(tái)。

        支架方面的主要設(shè)備是瑪珂pm32支架控制器。

        2.2順槽控制臺(tái)處的設(shè)備

        煤機(jī)方面的主要有:RPE、JOS(久益順槽控制計(jì)算機(jī))、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置、搖臂監(jiān)測(cè)顯示器。

        (1) RPE:主要由動(dòng)力載波模塊(SPLM)、網(wǎng)絡(luò)耦合器、隔離模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊組成,負(fù)責(zé)將高壓電纜上傳遞的信號(hào)接收、解碼,并且轉(zhuǎn)換為光信號(hào)傳遞給JOS。

        (2)JOS:主要由光電轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器(CCU)、JNA顯示器組成。當(dāng)RPE將煤機(jī)的信號(hào)傳遞過(guò)來(lái),JOS就可以通過(guò)JNA顯示器實(shí)時(shí)的顯示出煤機(jī)的各個(gè)信號(hào)。

        (3)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置:主要由光電耦合器(OC1),JNA柵,電流環(huán)、光電轉(zhuǎn)換器組成,主要負(fù)責(zé)將遠(yuǎn)程遙控器所發(fā)指令轉(zhuǎn)換為本安信號(hào)后再轉(zhuǎn)換為煤機(jī)可以識(shí)別的光信號(hào),通過(guò)光纜傳遞到煤機(jī)的控制器上,完成遠(yuǎn)程控制。

        (4)搖臂監(jiān)視顯示器:主要由四個(gè)本安液晶顯示器組成,它們通過(guò)和煤機(jī)機(jī)身上裝設(shè)的高清攝像頭配合使用,可以將煤機(jī)滾筒和煤壁的相對(duì)位置實(shí)時(shí)的顯示出來(lái),可以有效的幫助煤機(jī)司機(jī)對(duì)搖臂進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

        放置在控制臺(tái)的關(guān)于支架的設(shè)備主要是瑪珂主控計(jì)算機(jī)。該設(shè)備一方面可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要設(shè)置支架跟機(jī)自動(dòng)化的各項(xiàng)參數(shù);另一方面可以通過(guò)顯示界面實(shí)時(shí)的顯示煤機(jī)位置、立柱的壓力、推移油缸的伸縮量、工作面推進(jìn)位置、支架的動(dòng)作狀態(tài)等等。

        另外還有一臺(tái)光纖交換機(jī),可以將支架控制器上的信息和JOS上顯示的關(guān)于煤機(jī)信息通過(guò)光纖發(fā)送到地面。

        3綜采自動(dòng)化系統(tǒng)軟件設(shè)置

        3.1采煤機(jī)記憶割煤的初始化設(shè)定

        如圖2,在記憶割煤程序初始化中,對(duì)傳感器的標(biāo)定都是自動(dòng)方法下進(jìn)行了,既進(jìn)入相應(yīng)的標(biāo)定界面,根據(jù)系統(tǒng)提示的步驟按順序進(jìn)行標(biāo)定,精確的傳感器標(biāo)定是記憶割煤能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

        (1)標(biāo)定俯仰、搖擺傳感器:所謂的俯仰角度是沿采煤機(jī)機(jī)身和兩搖臂方向與水平線(xiàn)的角度,而搖擺角度是指沿采煤機(jī)機(jī)身垂直于兩搖臂方向的傾斜度。標(biāo)定俯仰、搖擺傳感器主要分為三個(gè)步驟:既根據(jù)相應(yīng)界面提示利用手持式角度儀分別精確的測(cè)量出俯仰、搖擺的最大值和水平值,并輸入到相應(yīng)的系統(tǒng);最后對(duì)俯仰、搖擺傳感器的角度進(jìn)行修正。

        (2)標(biāo)定搖臂角度傳感器:搖臂角度傳感器標(biāo)定分為左右兩部分,首先將搖臂盡可能的抬高,用手持式角度儀測(cè)量出此時(shí)的角度值,輸入到系統(tǒng)內(nèi)部;然后盡可能的將搖臂降到最低點(diǎn),再用角度測(cè)量?jī)x測(cè)出此時(shí)的值,將其輸出到系統(tǒng)當(dāng)中;最后進(jìn)行搖臂角度修正值的設(shè)定:調(diào)節(jié)搖臂高度,直到搖臂鉸鏈銷(xiāo)軸的中心和滾筒的中心在一條水平線(xiàn)上,此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出搖臂角度修正量的近視值。

        (3)標(biāo)定支架寬度:進(jìn)入支架寬度設(shè)定界面,將煤機(jī)移動(dòng)至紅外發(fā)射器正對(duì)任意支架的中心停下,點(diǎn)擊下一步后,將煤機(jī)向機(jī)尾方向牽引10架,在紅外發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)支架中心時(shí)停止?fàn)恳?,點(diǎn)擊下一步,系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算支架的寬度,這樣計(jì)算出的寬度帶有支架的架間縫隙寬度,使得系統(tǒng)能夠更精確的顯示煤機(jī)所在的支架位置。endprint

        (4)設(shè)定自動(dòng)參數(shù):需要設(shè)置兩部分參數(shù):a、記憶割煤參數(shù);b、煤機(jī)支架聯(lián)動(dòng)參數(shù)。

        記憶割煤參數(shù)主要包括最大、最小煤層厚度等煤層條件及采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)、寬、高,搖臂長(zhǎng)度、支腿距離、滾筒直徑、左右滾筒的臥底量等煤機(jī)的固有參數(shù)。煤機(jī)支架聯(lián)動(dòng)參數(shù)主要有左右端頭支架架號(hào)、機(jī)頭機(jī)尾自動(dòng)停止支架架號(hào)、左右復(fù)位支架架號(hào)等與支架相關(guān)的參數(shù)。

        (5)編輯過(guò)程列表:主要是創(chuàng)建新的列表、確定支架運(yùn)行的起始和終止區(qū)間,如端頭段的起始和終止架號(hào)、確定支架運(yùn)行區(qū)間的方向(包括左向、右向和端頭三種方向)、設(shè)定區(qū)間搖臂控制模式和設(shè)定區(qū)間程序控制高度。

        3.2支架跟機(jī)自動(dòng)化初始化步驟

        (1)設(shè)置自動(dòng)化類(lèi)型:根據(jù)自己要實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化類(lèi)型來(lái)調(diào)整當(dāng)前的設(shè)置,確定必需的設(shè)置。對(duì)于自動(dòng)化來(lái)說(shuō)有兩個(gè)子部分:推溜、自動(dòng)移架。這兩個(gè)部分都可以單獨(dú)或者是組合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

        (2)設(shè)置工作面自動(dòng)化范圍:當(dāng)對(duì)整個(gè)工作面實(shí)行自動(dòng)化的時(shí)候,工作面范圍參數(shù)會(huì)影響到自動(dòng)化的進(jìn)行。所以在自動(dòng)化的過(guò)程中對(duì)工作面范圍的設(shè)定要準(zhǔn)確。

        (3)設(shè)置采煤機(jī)最大跳躍項(xiàng):該項(xiàng)的功能是在自動(dòng)化過(guò)程中如果前一次得到的采煤機(jī)位置數(shù)據(jù)和當(dāng)前取得的采煤機(jī)位置數(shù)據(jù)相差的值超過(guò)這個(gè)參數(shù)時(shí),跟機(jī)自動(dòng)化就會(huì)停止。

        (4)設(shè)置采煤機(jī)最大步距及特殊步距:這項(xiàng)參數(shù)規(guī)定了在采煤機(jī)運(yùn)行的不同方向,不同位置時(shí),運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化的步距。

        (5)設(shè)置支架自動(dòng)化狀態(tài):支架的自動(dòng)化狀態(tài)是指該支架是否允許作自動(dòng)動(dòng)作。每一個(gè)支架的自動(dòng)化可以分為三組:移架,推溜,自動(dòng)移架。

        (6)設(shè)置各種自動(dòng)化參數(shù):端頭范圍、端尾范圍、采煤機(jī)范圍、推溜距離、推溜范圍、移架距離、移架范圍等自動(dòng)化有關(guān)的參數(shù),如果有護(hù)幫板還要設(shè)置護(hù)幫板收打的相關(guān)參數(shù)。

        4工作面實(shí)際應(yīng)用情況

        神東煤炭集團(tuán)石圪臺(tái)煤礦22上204綜采工作面長(zhǎng)度315m,全部跨落法管理頂板,設(shè)計(jì)采高為1.8m。工作面安裝平煤2.2m液壓支架173臺(tái),電控系統(tǒng)為瑪珂的pm32,JOY公司的07LS1A--LWS632型采煤機(jī)。采煤工藝流程:采煤機(jī)中間向下斜切進(jìn)刀→下行割煤→上行反空刀→自下而上移架推刮板運(yùn)輸機(jī)→采煤機(jī)由中間上行割煤→下行返空刀→采煤機(jī)中間向下斜切進(jìn)刀(下行割煤)→由中間開(kāi)始自下而上移架推刮板運(yùn)輸機(jī)。

        采煤機(jī)根據(jù)示范刀的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),隨著工作面的地質(zhì)變化自動(dòng)升降搖臂,使?jié)L筒達(dá)到適合的高度自動(dòng)割煤。液壓支架通過(guò)判斷采煤機(jī)的位置,自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)降住、拉架、升柱、推溜等各個(gè)工序。

        5總結(jié)與展望

        經(jīng)過(guò)一個(gè)工作面的運(yùn)行,取得了明顯的效果。相對(duì)于以前人工操作割煤,月增產(chǎn)約20%,節(jié)省人工約40%。但是目前這套自動(dòng)化割煤系統(tǒng)也美中不足,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

        由于生產(chǎn)過(guò)程中工作面的粉塵比較大,導(dǎo)致攝像頭無(wú)法清楚的顯示煤壁的實(shí)際情況,影響煤機(jī)司機(jī)的遠(yuǎn)程操控效果;

        由于煤機(jī)的自動(dòng)割煤是基于示范刀的設(shè)定高度,如果脫離煤機(jī)司機(jī)就只能按照上刀的位置行走,無(wú)法實(shí)時(shí)的跟進(jìn)工作面的實(shí)際情況。

        基于以上的不足,綜采自動(dòng)化工作面需要從以下幾個(gè)方面發(fā)展:

        (1)投入高清攝像裝備,能夠盡量減少粉塵對(duì)畫(huà)面清晰度的影響;

        (2)加入煤巖辨識(shí)裝置,區(qū)分煤層和巖層的分界線(xiàn),從而更好的實(shí)現(xiàn)煤機(jī)沿煤層走動(dòng);

        (3)加入先進(jìn)的控制算法和行走路線(xiàn)辨識(shí)方法,使得煤機(jī)能夠更加精確地按照預(yù)想路線(xiàn)行走。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 翁明月,孫茂新. 艾柯夫采煤機(jī)自動(dòng)化割煤實(shí)驗(yàn)及分析[J] .煤礦開(kāi)采.2009,14(2):67-68.

        [2] 楊景才,王繼生,李全生.神東礦區(qū)1.5~2.0m煤層自動(dòng)化開(kāi)采方案研究[J].神華科技.2009,7(2):13-16.

        [3] 于月生,左騰,周娟等.薄煤層綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)綜述[J].工礦自動(dòng)化.2013,39(5):27-30.endprint

        (4)設(shè)定自動(dòng)參數(shù):需要設(shè)置兩部分參數(shù):a、記憶割煤參數(shù);b、煤機(jī)支架聯(lián)動(dòng)參數(shù)。

        記憶割煤參數(shù)主要包括最大、最小煤層厚度等煤層條件及采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)、寬、高,搖臂長(zhǎng)度、支腿距離、滾筒直徑、左右滾筒的臥底量等煤機(jī)的固有參數(shù)。煤機(jī)支架聯(lián)動(dòng)參數(shù)主要有左右端頭支架架號(hào)、機(jī)頭機(jī)尾自動(dòng)停止支架架號(hào)、左右復(fù)位支架架號(hào)等與支架相關(guān)的參數(shù)。

        (5)編輯過(guò)程列表:主要是創(chuàng)建新的列表、確定支架運(yùn)行的起始和終止區(qū)間,如端頭段的起始和終止架號(hào)、確定支架運(yùn)行區(qū)間的方向(包括左向、右向和端頭三種方向)、設(shè)定區(qū)間搖臂控制模式和設(shè)定區(qū)間程序控制高度。

        3.2支架跟機(jī)自動(dòng)化初始化步驟

        (1)設(shè)置自動(dòng)化類(lèi)型:根據(jù)自己要實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化類(lèi)型來(lái)調(diào)整當(dāng)前的設(shè)置,確定必需的設(shè)置。對(duì)于自動(dòng)化來(lái)說(shuō)有兩個(gè)子部分:推溜、自動(dòng)移架。這兩個(gè)部分都可以單獨(dú)或者是組合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

        (2)設(shè)置工作面自動(dòng)化范圍:當(dāng)對(duì)整個(gè)工作面實(shí)行自動(dòng)化的時(shí)候,工作面范圍參數(shù)會(huì)影響到自動(dòng)化的進(jìn)行。所以在自動(dòng)化的過(guò)程中對(duì)工作面范圍的設(shè)定要準(zhǔn)確。

        (3)設(shè)置采煤機(jī)最大跳躍項(xiàng):該項(xiàng)的功能是在自動(dòng)化過(guò)程中如果前一次得到的采煤機(jī)位置數(shù)據(jù)和當(dāng)前取得的采煤機(jī)位置數(shù)據(jù)相差的值超過(guò)這個(gè)參數(shù)時(shí),跟機(jī)自動(dòng)化就會(huì)停止。

        (4)設(shè)置采煤機(jī)最大步距及特殊步距:這項(xiàng)參數(shù)規(guī)定了在采煤機(jī)運(yùn)行的不同方向,不同位置時(shí),運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化的步距。

        (5)設(shè)置支架自動(dòng)化狀態(tài):支架的自動(dòng)化狀態(tài)是指該支架是否允許作自動(dòng)動(dòng)作。每一個(gè)支架的自動(dòng)化可以分為三組:移架,推溜,自動(dòng)移架。

        (6)設(shè)置各種自動(dòng)化參數(shù):端頭范圍、端尾范圍、采煤機(jī)范圍、推溜距離、推溜范圍、移架距離、移架范圍等自動(dòng)化有關(guān)的參數(shù),如果有護(hù)幫板還要設(shè)置護(hù)幫板收打的相關(guān)參數(shù)。

        4工作面實(shí)際應(yīng)用情況

        神東煤炭集團(tuán)石圪臺(tái)煤礦22上204綜采工作面長(zhǎng)度315m,全部跨落法管理頂板,設(shè)計(jì)采高為1.8m。工作面安裝平煤2.2m液壓支架173臺(tái),電控系統(tǒng)為瑪珂的pm32,JOY公司的07LS1A--LWS632型采煤機(jī)。采煤工藝流程:采煤機(jī)中間向下斜切進(jìn)刀→下行割煤→上行反空刀→自下而上移架推刮板運(yùn)輸機(jī)→采煤機(jī)由中間上行割煤→下行返空刀→采煤機(jī)中間向下斜切進(jìn)刀(下行割煤)→由中間開(kāi)始自下而上移架推刮板運(yùn)輸機(jī)。

        采煤機(jī)根據(jù)示范刀的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),隨著工作面的地質(zhì)變化自動(dòng)升降搖臂,使?jié)L筒達(dá)到適合的高度自動(dòng)割煤。液壓支架通過(guò)判斷采煤機(jī)的位置,自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)降住、拉架、升柱、推溜等各個(gè)工序。

        5總結(jié)與展望

        經(jīng)過(guò)一個(gè)工作面的運(yùn)行,取得了明顯的效果。相對(duì)于以前人工操作割煤,月增產(chǎn)約20%,節(jié)省人工約40%。但是目前這套自動(dòng)化割煤系統(tǒng)也美中不足,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

        由于生產(chǎn)過(guò)程中工作面的粉塵比較大,導(dǎo)致攝像頭無(wú)法清楚的顯示煤壁的實(shí)際情況,影響煤機(jī)司機(jī)的遠(yuǎn)程操控效果;

        由于煤機(jī)的自動(dòng)割煤是基于示范刀的設(shè)定高度,如果脫離煤機(jī)司機(jī)就只能按照上刀的位置行走,無(wú)法實(shí)時(shí)的跟進(jìn)工作面的實(shí)際情況。

        基于以上的不足,綜采自動(dòng)化工作面需要從以下幾個(gè)方面發(fā)展:

        (1)投入高清攝像裝備,能夠盡量減少粉塵對(duì)畫(huà)面清晰度的影響;

        (2)加入煤巖辨識(shí)裝置,區(qū)分煤層和巖層的分界線(xiàn),從而更好的實(shí)現(xiàn)煤機(jī)沿煤層走動(dòng);

        (3)加入先進(jìn)的控制算法和行走路線(xiàn)辨識(shí)方法,使得煤機(jī)能夠更加精確地按照預(yù)想路線(xiàn)行走。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 翁明月,孫茂新. 艾柯夫采煤機(jī)自動(dòng)化割煤實(shí)驗(yàn)及分析[J] .煤礦開(kāi)采.2009,14(2):67-68.

        [2] 楊景才,王繼生,李全生.神東礦區(qū)1.5~2.0m煤層自動(dòng)化開(kāi)采方案研究[J].神華科技.2009,7(2):13-16.

        [3] 于月生,左騰,周娟等.薄煤層綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)綜述[J].工礦自動(dòng)化.2013,39(5):27-30.endprint

        (4)設(shè)定自動(dòng)參數(shù):需要設(shè)置兩部分參數(shù):a、記憶割煤參數(shù);b、煤機(jī)支架聯(lián)動(dòng)參數(shù)。

        記憶割煤參數(shù)主要包括最大、最小煤層厚度等煤層條件及采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)、寬、高,搖臂長(zhǎng)度、支腿距離、滾筒直徑、左右滾筒的臥底量等煤機(jī)的固有參數(shù)。煤機(jī)支架聯(lián)動(dòng)參數(shù)主要有左右端頭支架架號(hào)、機(jī)頭機(jī)尾自動(dòng)停止支架架號(hào)、左右復(fù)位支架架號(hào)等與支架相關(guān)的參數(shù)。

        (5)編輯過(guò)程列表:主要是創(chuàng)建新的列表、確定支架運(yùn)行的起始和終止區(qū)間,如端頭段的起始和終止架號(hào)、確定支架運(yùn)行區(qū)間的方向(包括左向、右向和端頭三種方向)、設(shè)定區(qū)間搖臂控制模式和設(shè)定區(qū)間程序控制高度。

        3.2支架跟機(jī)自動(dòng)化初始化步驟

        (1)設(shè)置自動(dòng)化類(lèi)型:根據(jù)自己要實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化類(lèi)型來(lái)調(diào)整當(dāng)前的設(shè)置,確定必需的設(shè)置。對(duì)于自動(dòng)化來(lái)說(shuō)有兩個(gè)子部分:推溜、自動(dòng)移架。這兩個(gè)部分都可以單獨(dú)或者是組合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

        (2)設(shè)置工作面自動(dòng)化范圍:當(dāng)對(duì)整個(gè)工作面實(shí)行自動(dòng)化的時(shí)候,工作面范圍參數(shù)會(huì)影響到自動(dòng)化的進(jìn)行。所以在自動(dòng)化的過(guò)程中對(duì)工作面范圍的設(shè)定要準(zhǔn)確。

        (3)設(shè)置采煤機(jī)最大跳躍項(xiàng):該項(xiàng)的功能是在自動(dòng)化過(guò)程中如果前一次得到的采煤機(jī)位置數(shù)據(jù)和當(dāng)前取得的采煤機(jī)位置數(shù)據(jù)相差的值超過(guò)這個(gè)參數(shù)時(shí),跟機(jī)自動(dòng)化就會(huì)停止。

        (4)設(shè)置采煤機(jī)最大步距及特殊步距:這項(xiàng)參數(shù)規(guī)定了在采煤機(jī)運(yùn)行的不同方向,不同位置時(shí),運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化的步距。

        (5)設(shè)置支架自動(dòng)化狀態(tài):支架的自動(dòng)化狀態(tài)是指該支架是否允許作自動(dòng)動(dòng)作。每一個(gè)支架的自動(dòng)化可以分為三組:移架,推溜,自動(dòng)移架。

        (6)設(shè)置各種自動(dòng)化參數(shù):端頭范圍、端尾范圍、采煤機(jī)范圍、推溜距離、推溜范圍、移架距離、移架范圍等自動(dòng)化有關(guān)的參數(shù),如果有護(hù)幫板還要設(shè)置護(hù)幫板收打的相關(guān)參數(shù)。

        4工作面實(shí)際應(yīng)用情況

        神東煤炭集團(tuán)石圪臺(tái)煤礦22上204綜采工作面長(zhǎng)度315m,全部跨落法管理頂板,設(shè)計(jì)采高為1.8m。工作面安裝平煤2.2m液壓支架173臺(tái),電控系統(tǒng)為瑪珂的pm32,JOY公司的07LS1A--LWS632型采煤機(jī)。采煤工藝流程:采煤機(jī)中間向下斜切進(jìn)刀→下行割煤→上行反空刀→自下而上移架推刮板運(yùn)輸機(jī)→采煤機(jī)由中間上行割煤→下行返空刀→采煤機(jī)中間向下斜切進(jìn)刀(下行割煤)→由中間開(kāi)始自下而上移架推刮板運(yùn)輸機(jī)。

        采煤機(jī)根據(jù)示范刀的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),隨著工作面的地質(zhì)變化自動(dòng)升降搖臂,使?jié)L筒達(dá)到適合的高度自動(dòng)割煤。液壓支架通過(guò)判斷采煤機(jī)的位置,自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)降住、拉架、升柱、推溜等各個(gè)工序。

        5總結(jié)與展望

        經(jīng)過(guò)一個(gè)工作面的運(yùn)行,取得了明顯的效果。相對(duì)于以前人工操作割煤,月增產(chǎn)約20%,節(jié)省人工約40%。但是目前這套自動(dòng)化割煤系統(tǒng)也美中不足,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

        由于生產(chǎn)過(guò)程中工作面的粉塵比較大,導(dǎo)致攝像頭無(wú)法清楚的顯示煤壁的實(shí)際情況,影響煤機(jī)司機(jī)的遠(yuǎn)程操控效果;

        由于煤機(jī)的自動(dòng)割煤是基于示范刀的設(shè)定高度,如果脫離煤機(jī)司機(jī)就只能按照上刀的位置行走,無(wú)法實(shí)時(shí)的跟進(jìn)工作面的實(shí)際情況。

        基于以上的不足,綜采自動(dòng)化工作面需要從以下幾個(gè)方面發(fā)展:

        (1)投入高清攝像裝備,能夠盡量減少粉塵對(duì)畫(huà)面清晰度的影響;

        (2)加入煤巖辨識(shí)裝置,區(qū)分煤層和巖層的分界線(xiàn),從而更好的實(shí)現(xiàn)煤機(jī)沿煤層走動(dòng);

        (3)加入先進(jìn)的控制算法和行走路線(xiàn)辨識(shí)方法,使得煤機(jī)能夠更加精確地按照預(yù)想路線(xiàn)行走。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 翁明月,孫茂新. 艾柯夫采煤機(jī)自動(dòng)化割煤實(shí)驗(yàn)及分析[J] .煤礦開(kāi)采.2009,14(2):67-68.

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