一、采煤機(jī)自動進(jìn)刀與割煤
1.采煤機(jī)監(jiān)測控制原理
采煤機(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)記錄和存儲大量的運(yùn)行過程數(shù)據(jù)，要求實時反映給工作面操作人員，甚至傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控室，這就對監(jiān)測控制系統(tǒng)提出了更高的要求。采用現(xiàn)場總線方式，只需要一條雙芯電纜，既便于對通訊線進(jìn)行特殊的保護(hù)，又方便擴(kuò)展。系統(tǒng)由一個主節(jié)點單元和多個副節(jié)點單元組成，如圖1所示。
圖1 采煤機(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)組成圖
主節(jié)點單元主要完成監(jiān)控保護(hù)、緊急停機(jī)等重要級別相對較高的任務(wù)；副節(jié)點單元包括左端頭操作站、右端頭操作站、機(jī)身左側(cè)信號監(jiān)測站、機(jī)身右側(cè)信號監(jiān)測站、遙控控制處理單元、動力系統(tǒng)監(jiān)測站和運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄單元。各副節(jié)點分別負(fù)責(zé)采集不同的信號并進(jìn)行處理，然后通過現(xiàn)場總線與主節(jié)點單元通信，將現(xiàn)場信號的處理結(jié)果傳給主節(jié)點單元，并接收主節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)和命令，執(zhí)行相應(yīng)的信號指令，存儲數(shù)據(jù)或控制相應(yīng)的繼電器、電磁閥動作。
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，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，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，將機(jī)尾和機(jī)身順序推向煤壁[圖2(g)]。
進(jìn)刀段的自動化實現(xiàn)過程如下：
當(dāng)采煤機(jī)向機(jī)頭方向割煤時，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，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）計算出來的行程值，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，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，此時在SNK_R1、SNK_R2之間的支架推溜目標(biāo)行程替換為BP_EXT值，實現(xiàn)全距離推溜。
采煤機(jī)在割機(jī)頭位置煤時，SNK_R1、SNK_R2之間的支架因為自己的特殊性記錄上一次完成的動作，此時并不會被采煤機(jī)位置信息觸發(fā)跟機(jī)動作，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)后自動移架、自動推溜，從而實現(xiàn)在進(jìn)刀段的跟機(jī)自動動作。
二、自動移架與推溜
工作面中部除放煤和拉后溜以外的動作實現(xiàn)全部自動化。適應(yīng)雙向割煤工藝的跟機(jī)自動移架、自動推溜、自動伸縮護(hù)幫板。
要實現(xiàn)液壓支架跟隨采煤機(jī)自動操作，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作，如自動收護(hù)幫板、自動移架、自動伸護(hù)幫板、自動推溜等。如圖3所示。
圖3 移架推溜控制過程
跟機(jī)自動化是支架單動作的自動觸發(fā)的聯(lián)合動作。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)自動化的動作包括：伸縮護(hù)幫板、推前溜、升降前后柱、拉后溜、自動移架、自動后部放頂煤。
三、自動放煤
1.系統(tǒng)原理
實現(xiàn)人工啟動成組按時間控制自動放煤，必要時人工單架找補(bǔ)的半自動放煤。根據(jù)后部輸送機(jī)負(fù)荷實現(xiàn)放煤口數(shù)量和組數(shù)的自動控制。
控制系統(tǒng)程序提供支架放煤動作的連續(xù)順序動作控制，尾梁、插板的位置由千斤頂行程傳感器監(jiān)測，即放煤口的大小受行程參數(shù)控制，放煤口打開的時間由時間參數(shù)控制。啟動放煤動作由人工操作控制，可一次啟動一架，也可啟動成組支架自動放煤。
放煤口的停止可以由時間參數(shù)確定的定時停止，也可由放煤工手動按鍵停止，當(dāng)后部輸送機(jī)負(fù)荷超限時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。鄰架放煤間隔時間1s。
放煤操作過程：
第一輪自動放煤，共動作3次；每次放煤時間依據(jù)工作面具體條件在實測基礎(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，由于每個綜放工作面地質(zhì)條件不同，采用自動化綜放回采時，需要針對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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