随着科学技术的飞速发展,我国煤矿的开采工艺逐渐进步,当前综采工作面液压支架跟机自动化采煤工艺有效提高了煤矿开采的效率和质量。本文通过对综采工作面液压支架中部跟机自动化采煤工艺,机头机尾跟机自动化采煤工艺的分析,对液压支架跟机的自动化工艺应用进行阐述。

针对综采工作面液压支架跟机自动化控制逻辑、供液系统和支架动作速度之间的矛盾关系,对液压支架液压系统进行了模块化、参数化分析。在兼顾进液管路和回液管路布局条件下,分别从稳态特性和瞬态特性角度对支架液压系统进行建模计算,对跟机过程中多动作时管路压力、流量进行解耦分析,推导得出了瞬态、稳态过程中压力随时间变化规律及迭代模型,结果表明,液压缸伸、收瞬间压力变化主要与进液压力、回液压力有关,为时间t的二次方关系。根据上述推导公式以巴彦高勒煤矿工作面实际参数进行赋值,分析了降移升过程中各阶段压力分布特性,并完成了不同供液条件下不同支架动作时液压缸的压力动态数据测量,验证了理论分析模型的科学性和有效性,结果表明,系统背压主要影响稳态过程,对瞬态过程影响较小。

针对综采工作面液压支架控制精度低、协同性差、推移不齐等问题,借鉴汽车无人驾驶技术,提出了一种液压支架智能协同控制方法。将综采工作面每台液压支架看作是一辆“汽车”,该“汽车”靠移架动作向前行驶,靠底调、侧护板调整行驶方向,液压支架群组就像排成一排的“汽车”按照一定顺序前行,并保持排列队形。每台液压支架都有固定的目标行程,并受左右侧支架的位置约束,能够关注前方采煤机运行情况,兼顾邻架的状况,从而实现液压支架智能协同控制。该方法从液压支架精准推移控制、平行移架控制、护帮板控制、自动跟机闭环控制等方面探讨了液压支架智能协同控制,为解决综采工作面液压支架控制问题提供了一个思路。

针对综采工作面采煤机和液压支架协同控制效率较低问题,基于采煤机记忆割煤和液压支架跟机自动化控制技术,提出了一种综采工作面采煤机和液压支架协同控制技术。依据综采工作面生产作业工艺,对采煤机和液压支架作业工序进行划分后重新匹配,生成采煤机和液压支架协同工序,各工序中通过协同控制逻辑实现对采煤机牵引方向、速度和液压支架跟机动作的协同控制。应用结果表明,与人工干预控制模式相比,该技术降低了采煤机和液压支架控制对人工干预的依赖性,提高了综采工作面自动化水平,为实现无人化开采提供了技术支撑。

由于目前综采工作面跟机自动化系统受地质条件、设备因素等影响,工作中会出现电液控系统位置设置偏差、总线通信出现断点、采煤机在使用时机头及机尾出现移动等问题,提出运用综采工作面液压支架跟机自动化采煤工艺。基于自动化系统的工作原理,对中部、机头、机尾跟机自动化工艺及其应用效果进行分析。实践表明,该工艺既可提高开采工作的质量,又可保证开采工作的效率。

由于山西某矿大采高工作面液压支架自动化跟机系统动作偏慢,生产效率低,针对工作面的液压支架自动化跟机系统进行设计优化,经由仿真分析验证了其优化效果,并在此基础上进行了现场应用。应用表明:液压支架动作平稳流畅,片帮以及堆煤问题得到了解决,液压系统运行稳定,提高了大采高工作面液压支架的跟机自动化水平。