随着煤矿采掘自动化准备技术不断创新发展,并且国家对生产安全意识与防范的提高,煤矿机械正朝着智能化、无人化的方向发展。以西山中煤机械制造公司生产的EBZ-150Ⅱ型悬臂式掘进机为研究对象,设计了一套自动截割控制系统。通过采用各类传感器进行数据采集,传输至控制面板进行数据处理,电液比例阀对截割钻头轨迹进行调整等实现悬臂掘进机的自适应截割作业,同传统人工截割技术相比,掘进效率更高断面成型效果也更好,大幅提升矿井采掘生产效率。

针对井下综采自动化程度低、综采经济性差的不足,对现有的综采控制系统进行了改造升级,实现了采煤机的自动截割作业和液压支架的跟机自动控制,有效提升了井下综采的效率和安全性。根据实际应用表明,新的自动化控制技术能够将井下作业人员数量降低47%,综采效率提升38.5%,目前已经在多个综采面进行了应用,取得了较好的应用效果。

为提高掘进机截割头轨迹跟踪控制精度及实现巷道断面自动截割成形,应用ADAMS和AMESim建立掘进机截割部机液联合仿真模型,进行悬臂水平和垂直摆动的运动学分析及逆运动学求解,提出根据截割头在机身坐标系中的坐标,经运动学逆解生成回转与升降液压缸的目标位移,再经回转与升降两个电液比例闭环控制系统实现对截割头运动轨迹控制的新方法。以矩形断面为例,提出了类S形截割路径规划,进行了截割头运动轨迹的跟踪控制仿真和给定断面参数的自动截割