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随着煤矿安全重要性的提高和煤炭开采技术的发展,井下采煤综采工作面实现少人或者无人开采已经是采煤机发展的必然趋势,但由于现有煤炭开采装备的自动化程度仍然较低,大量设备依赖于人工手动操作。因此,亟待提高综采工作面装备的自动化水平,改善采煤工人的劳动条件,降低劳动强度。 滚筒采煤机作为井下综合机械化开采的关键设备之一,其自动化水平也成为决定综采工作面自动化、智能化水平极为关键的一部分。滚筒采煤机作业过程中基本的控制包括行走控制和滚筒截割高度控制两部分,其中滚筒截割高度控制是指,以自动或人工控制方式,使滚筒高度根据煤层与矸石界面的起伏变化而实时调整。优化滚筒截割高度控制方法与过程,实现多割煤少割矸,对于提升煤炭品质,减少设备损伤等方面极为重要。目前,已经提出的煤岩界面识别的理论基础已经较为完善,但涉及采煤机自身调高系统控制特性的研究较少,故需要对其控制过程的动态特性需要深入研究,从而近一步实现“少人化”或“无人化”开采,改善采煤工人的劳动条件,降低劳动强度。 本文建立采煤机调高系统的数学模型,使用软件 AMESim 仿真采煤机滚筒在运动过程中的运动规律。并依托采煤机研制生产企业的优势,以 MG320/710-WD1型电牵引采煤机为研究对象,使用MTM2磁致伸缩位移传感器对滚筒高度进行测量,使用BOC(主操作控制)模块实时读取控制采煤机调高系统升降的电磁阀的开关状态。获取采煤机滚筒的运动曲线和采煤机调高系统中电磁阀的开关状态,得到采煤机滚筒在启动和停止时非匀速过程的运动规律,总结其运动过程中的动态特性,与软件仿真结果相比较,验证其正确性与准确性。并根据采煤机及滚筒的当前位置和目标位置之间的距离,提出采煤机及滚筒的控制策略。同时验证调高控制策略的可行性,通过研究分析,将采煤机滚筒精确控制策略应用到具体工况中,可以有效减少采煤机在水平方向上和滚筒在竖直方向上不必要的运动距离和运动时间,提升采煤机工作效率,延长设备的使用寿命,同时也降低了井下生产的危险性,为井下综采工作面的无人化、少人化作业提供了一些实际有效的控制方法。