基于记忆原理的采煤机自动割煤系统研究及应用

煤矿机械设备自动化控制系统的研究与应用摘要:本文旨在探讨煤矿机械设备自动化控制系统的研究与应用。

通过介绍自动化控制系统的基本原理、技术和应用，分析其在煤矿机械设备中的优势和局限性，并结合实际案例探讨自动化控制系统的应用效果。

文章总结了自动化控制系统在煤矿机械设备领域的研究现状和未来发展趋势，提出了建议和展望。

关键词：机械设备；自动化控制；应用；现状；趋势一、引言随着科技的飞速发展，自动化技术已经成为现代工业的重要标志。

在煤矿行业，机械设备的自动化控制对于提高生产效率、降低成本、增强安全性具有重要意义。

本文将详细分析煤矿机械设备自动化控制系统的原理、技术和应用。

二、煤矿机械设备自动化控制系统的基本原理和技术自动化控制系统是通过采用先进的控制技术、传感技术、计算机技术等手段，实现对机械设备的实时监控、自动控制和优化调度。

其基本原理包括反馈控制、前馈控制和开环控制等，通过调节系统参数，使得输出量能够按照预期目标进行自动调节。

在煤矿机械设备自动化控制系统中，主要涉及的技术包括传感器技术、PLC技术、通信技术、故障诊断技术等。

这些技术的应用为煤矿机械设备的自动化控制提供了有力支持。

三、煤矿机械设备自动化控制系统的应用（一）掘进设备自动化控制：1．实时监控：自动化控制系统通过安装的各类传感器，实时监测掘进设备的运行状态，如刀盘的转速、推进力、油温等，确保设备在正常参数范围内运行。

2．自动调整：根据实时监测的数据，系统可以自动调整掘进设备的运行参数，使其始终保持在最佳状态，从而提高掘进效率。

3．故障预测与诊断：通过分析设备运行数据，系统可以预测可能发生的故障，并及时进行报警，以便维修人员提前介入，减少故障停机时间。

（二）采煤设备自动化控制：1．智能化开采：通过高精度传感器和先进的控制算法，采煤设备可以实现自动定位、自动割煤，减少人工操作误差，提高采煤效率。

2．煤炭资源回收率提升：自动化控制系统能够精确控制采煤设备的运行路径和深度，最大化地回收煤炭资源，减少资源浪费。

煤矿井下采煤机智能综采控制系统的讨论摘要：随着中国对煤炭资源需求的增长，矿井的开采深度不断加大，其开采环境也面临着更多的不确定因素，而传统的采煤机进行开采作业时均是通过人工控制的，时常会因工作人员专业水平不高而无法对截割路径进行准确控制，使得煤矿不得不暂停综采作业，进而降低了煤矿的开采效率，并且给企业带来了不小的经济损失。

采煤机智能综采控制系统的引入，使得煤矿综采过程更加智能化、自动化，可以实现对煤矿综采工作的精确控制。

本文对该系统进行了简要分析。

该系统所采用的是人工记忆截割技术，融合了智能控制系统，保障了井下综采工作的有效进行，不仅提高了煤矿生产的效率，解决了因控制不当而引发的问题，还在极大程度上减少了人力的投入。

关键词：采煤机；智能化控制；综采作业引言采煤机作为采煤作业中最为重要的设备，是整个采煤作业链条的开端，特别是在现阶段机械以及数字技术应用的大前提下，体现了采煤作业的高度机械化及数字化。

为保障采煤机的长时间高负荷正常运行，一方面要提高设备各构件的质量，另一方面也要提供实时监控，及时收集采煤机各个部件的运行状态。

本文结合煤层识别新技术研究了采煤机控制系统的总体设计，目的是实现国产采煤机的远程通信、远程监控和集中控制相结合的功能。

1采煤机的工作机理近年来采煤机械设备更新换代极为迅速，大部分煤炭均实现了综合机械化水平。

采煤机作为综采工作面的重要组成设备，其与液压支架和刮板输送机一起实现煤炭的掘进工作，如图1所示为采煤机的工况。

采煤机正常运行时，通过牵引部分的左右轮和刮板输送机的销轨啮合，使得采煤机具有往复运行的功能，左右油缸伸缩配合工作实现采煤机滚筒高度的实时调整，以适应煤层的波动。

进行煤炭掘进时，采煤机前后滚筒分别截割顶煤和底煤，经滚筒上的螺旋叶片将截割之后的煤炭装入刮板输送机。

之后刮板输送机将煤炭输送至转载机中，经破碎机由桥式转载机将煤输送到带式输送机上，完成综采工作面的采煤、转运和输送工作。

采煤机定位及记忆切割技术研究
丰界泽
【期刊名称】《煤炭科技》
【年(卷),期】2018(000)002
【摘要】采用模糊控制理论的采煤机自适应记忆切割技术系统能够获取采煤机在任何一个位置的数据,对其所记忆的路线进行自主追踪,实验证明,该技术可以判别采煤机滚筒切割岩石时出现的异常问题,并自主调升滚筒高度、调节牵引机速度以合适的状态适应现场地质条件的控制要求.
【总页数】3页(P64-66)
【作者】丰界泽
【作者单位】山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司,山西吕梁033000
【正文语种】中文
【中图分类】TD421.6
【相关文献】
1.基于记忆切割的采煤机自动调高预见控制系统 [J], 田慕琴;辛忠东
2.基于人工免疫和记忆切割的采煤机滚筒自适应调高 [J], 王忠宾;徐志鹏;董晓军
3.采煤机记忆切割路径规划问题研究 [J], 谭超;徐志鹏;牛可
4.综采面采煤机记忆切割流程应用研究 [J], 贾文君
5.采煤机记忆截割技术研究 [J], 高颖;张谦
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综采工作面智能化采煤系统关键技术及应用分析摘要：综采工作面的采煤作业朝着自动化、机械化、智能化转型升级，这一过程中依赖于多种综采设备和先进技术手段，促进综采工作面智能化建设。

综采工作面智能化采煤系统关键技术中，煤岩识别技术、采煤机记忆截割技术、采煤机精确定位技术、图像信息识别技术都发挥重要作用，通过发挥技术优势而升级改造综采工作面智能化采煤系统。

关键词：综采工作面；智能化开采；LWS948型采煤机一、引言综采工作面的采煤作业中，智能采掘已经成为共识和趋势，传统采煤技术与大数据、物联网、人工智能、5G等新一代技术深度融合，助力综采工作面智能化建设。

当前的综采工作面智能化采煤系统中，已经成熟应用多种技术手段，可实现采煤作业过程中的远程集中控制、视频、语音的一体化，提高了综采工作面采煤作业的安全性与有效性。

二、综采工作面及其智能化开采综采工作面的全称是综合机械化回采工作面，坡度稳定、环境稳定、内部断层少的煤矿广泛应用综采工作面的采煤方式，属于一种长壁式采煤方式。

综采工作面的采煤作业中，主要的作业内容有破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理，可有效开采煤矿的上层与下层，且可以进行中间巷道的处理，使巷道成为运煤的安全通道[1]。

目前来看，综采工作面的运煤作业中，会搭配利用刮板输送机，且能够借助对拉式设计进行同向输送。

在煤矿自动化开采这一基础上，综采工作面的智能化开采水平持续提升，注重应用智能化的综采设备、智能化系统及智能化技术，甚至是一些煤矿企业已经实现综采工作面的综合机械化，成功应用综采工作面智能化系统，使割煤、支护、运煤等工况得到实时监测与控制。

也正是因为如此，综采工作面智能化开采可以最大程度减少人员参与，采煤作业的效率与质量均可以有效提高，且可以提高综采工作面采煤作业的安全性。

当前的综采工作面智能化开采有三个显著特点或优势，一是能够进行综采工作面的智能化感知，尤其是可以精准感知围岩区域和设备参数；二是在控制截割方向下，有多种成熟技术可适应于复杂的综采工作面采煤作业要求，可在复杂条件下合理安排采煤作业，全过程感知综采工作面的各种信息，在此基础上利于进行综采工作面采煤作业的智能化调整；三是达到综采工作面智能化运行和自动化作业的良好效果，采煤机记忆截割技术、采煤机精确定位系统、液压支架自动跟机移架、远程监测与状态显示都有力支持综采工作面智能化采煤[2]。

煤矿综放工作面智能化开采系统的应用分析摘要：在煤矿中，综放工作面的智能化越来越先进。

目前中国煤矿开采已经开启了智能化模式，煤矿智能化开采是将人工智能、物联网、大数据分析、云计算等先进技术与煤矿井下生产设备、地质情况等进行融合，形成了生产设备全面感知、自主学习、及时预测、动态决策的机器智能系统，实现了煤矿采煤工作面生产流程全自动化，达到了煤矿井下生产“减人增效”的目的，保障了煤矿生产的本质安全。

本文就煤矿综放工作面智能化开采系统的应用进行研究，以供参考。

关键词：综放开采；智能化技术；远程控制；综放设备引言在我国现有煤炭储量和产量中，厚煤层占比达到40%以上，是我国开采的主要煤层。

目前厚煤层开采有多种方式，其中综放开采是当前开采的主要方式之一。

传统的综放开采工艺人员投入多、劳动强度大、作业环境差、安全系数低，严重制约矿井安全高效发展。

推进综放工作面智能化建设、提高综放工作面智能化开采水平可从根本上解决上述问题。

1煤矿智能化开采的含义将智能化开采系统运用到煤矿开采过程中，可以使煤机装备实时感知井下的复杂环境与变化，然后对控制参数进行相关调整。

在煤矿智能化开采过程中，智能感知、智能决策及智能控制非常关键。

煤矿智能化系统就是以自动化装置为重点，结合具有现代化特点的理念与思想，对矿山的开采信息进行收集，而后再应用网络将数据进行集成，利用智能化操作提供高质量的服务。

智能化设备可以自主地方式进入学习过程，且其决策能力也极强，能更好地感知和分析问题，并自主修正，即使将其运用到复杂性的条件和环境下，它也能制定出科学性、可行性较强的开采计划与方案。

结合环境产生的不同变化，智能化开采设备可发挥出自身的作用和优势，真正实现智能化开采的目标。

在复杂的条件下，智能开采设备也可以进行无人开采。

2煤矿综放工作面智能化开采系统的应用2.1系统架构整个系统按三层结构搭建，第一层为工作面设备层，包括工作面综采涉及采、运、支设备与动力供应设备等，各设备自带参数检测及动作控制系统；第二层为集中监控层，设系统井下集控中心，各设备分系统以总线或以太网方式与集控中心通讯，交互参数及控制信息，实现集控中心对第一层各分系统的总控和参数集成、监视；第三层为井上监控层，由井下集控中心通过井上井下网络把数据信息传输到地面监控室，实现井下工况的图表化显示和数据综合分析。

采煤工作面智能化建设关键技术的应用研究摘要：煤矿智能化建设是当前煤矿行业发展的主要方向，采煤工作面的智能化是煤矿智能化中的重点和难点。

对采煤工作面智能化的研究现状进行了梳理，总结了采煤工作面智能化建设中的技术瓶颈，分别对环境与设备状态精准感知技术、采煤空间三维地质信息建模方法、采煤机高精度惯性导航定位技术、多源信息融合感知与智能交互技术、采煤设备系统协同控制技术、采煤智能化软件平台技术进行了分析。

以某煤矿智能化工作面系统建设为基础，介绍了采煤装备状态感知、工作面系统协调集中控制、采煤工作面设备故障诊断和智能化采煤系统安全保障等相关技术的应用效果。

关键词：智能化；采煤工作面；惯性导航；煤岩识别1引言煤矿智能化是我国煤矿信息化发展的趋势，目前，我国煤炭行业还处于煤矿智能化建设的初级阶段。

2020年初，为加快推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化水平，国家发展改革委等八部委联合发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，指出了建设煤矿智能化是促进我国煤炭工业高质量发展的重要手段。

为了加快煤矿智能化的建设进程，国家及地方政府也都相应出台了相关的政策，各煤炭企业纷纷投入到煤矿智能化建设及改造升级中。

经过近年来的建设，国内各大型煤矿企业都积极开始推进智能化建设，已经在煤矿智能化方面取得了明显的成效。

2智能化采煤工作面关键技术关于智能化采煤工作面，相关专家进行了定义，指出了工作面生产设备包括采煤机、液压支架和输送机等设备应具备自主感知、自主决策和自动控制运行的功能，这些功能的实现要依靠物联网、大数据、云计算和人工智能技术的不断发展。

随着信息化技术的不断发展，为采煤工作面的智能化建设提供了条件，并在一定程度上取得了较好的效果。

在智能化采煤工作建设过程中，关键技术包括了环境与设备状态精准感知、采煤空间三维地质信息建模、采煤设备状态数据物联网采集、采煤机高精度惯性导航定位、多源信息融合感知与智能交互技术、采煤机设备协同控制技术和采煤自动化软件平台技术。

采煤机记忆截割技术的研究赵远【摘要】介绍了采煤机记忆截割技术的总体方案和工作原理,研究了采煤机位置和姿态定位系统,并建立了采煤机位置定位和姿态定位的空间三维坐标数学模型,介绍了采煤机记忆截割系统的控制和数据回放两大模块,设计了采煤机记忆截割的截割数据记录和回放流程.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2017(030)004【总页数】3页(P154-156)【关键词】采煤机;记忆截割;位置定位;数据回放【作者】赵远【作者单位】中国煤炭科工集团太原研究院,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】TP29采煤机的自动化控制是实现综采工作面自动化生产的关键技术。

而采煤机自动化控制的关键内容是滚筒的自动调高。

对采煤机滚筒高度的控制，除少数采煤机外，绝大多数还是靠人工操作。

本文介绍了一种采煤机记忆截割技术，尽量减少人工操作，实现对采煤机滚筒自动调高，对工作面的自动化生产、降低工人劳动强度具有积极的意义。

采煤机自动控制的主要内容是采煤机的牵引速度和滚筒高度。

记忆截割是将人工操作的上述数据记录下来，然后进行自动效仿，效仿过程中可以接受人工纠正。

如图1所示为采煤机记忆截割控制流程图，整个控制流程主要分为三个阶段：人工示教阶段、记忆截割阶段、人工纠正阶段。

采煤机控制系统包括：滚筒调高控制和水平牵引控制；滚筒调高是指在采煤机牵引运动时，为了适应工作面煤层厚度的变化，在煤层高度范围内上下调整滚筒的位置；滚筒调高机构主要由油缸伸缩推动摇臂绕定轴线旋转，达到调高目的。

水平牵引是指采煤机机身的横向往复运动。

采煤机滚筒调高的程序记忆控制技术也就是仿形记忆割煤的采煤方法，利用采煤机在工作面的位置与滚筒高度一一对应的关系来实现自动截割，其工作原理为在数据采集模式下，由采煤机司机操作采煤机沿工作面煤层高低起伏的条件先割一刀，系统将采煤机运行的行程位置、滚筒高度位置，采煤机的工作姿态、牵引方向和牵引速度等信息存入到计算机的记忆存储单元；进入仿形截割模式后，采煤机运行动作和指令根据先前采集的运行工作参数自动运行；若煤层条件发生较大人变化时，采煤机司机手动操作割煤，并自动覆盖存储器以前该点的工作参数并保存，修改后的参数作为下一刀采煤机调高的参数。

煤炭与化工Coal and Chemical Industry第45卷第7期2022年7月Vol.45 No.7July. 2022机电与自动化老母坡煤业薄煤综采工作面智能化控制系统研究与应用徐川(冀中能源邢台矿业集团有限责任公司，河北邢台054000)摘要：针对传统煤炭开采方式智能化、自动化、数字化水平、安全性较低及开采工艺复杂等情况，以老母坡煤业5103智能化综采工作面为背景，根据煤矿综采工作面煤层赋存特点， 综合考虑了工作面通信系统、液压支架电液自动控制、采煤机智能化控制、综采装备协同运 行方式以及具体采煤工艺等多个方面，提出相关作业面的智能化开采方案，创建了通过地面远程操控和井下集控的安全、高效、智能化综采工作面，以供参考。

关键词：采煤作业；智能化开采；自动控制；连续开采；薄煤综采；采煤技术中图分类号：TD67文献标识码：B 文章编号：2095-5979 ( 2022 ) 07-0096-03Research and application of intelligent control system in fullymechanized face of thin coal seam in Laomupo MineXu Chuan(Jizhong Energy Xingtai Mining Industry Group Co., Ltd., Xingtai 054000, China )Abstract : In view of low intelligent, automatic, digital level, safety and complex mining technology of traditional coalmining methods, No.5103 Face of Laomupo Mine was taken as the background, according to the characteristics of coal seam occurrence, the intelligent mining scheme of related working face was put forward by comprehensively considering thecommunication system of working face, electro-hydraulic automatic control of hydraulic support, intelligent control of shearer, cooperative operation mode of fully mechanized equipment and specific coal mining technology. The safe, efficientand intelligent fiilly mechanized working face through ground remote control and underground centralized control wascreated for reference.Key words : coal mining operation; intelligent mining; automatic control; continuous mining; thin coal fully mechanizedmining; coal mining technology0引言我国煤炭企业以及相关研究机构对如何推动综采工作面智能化做了大量探索和实践，但这些探索 大都集中在“三机配套”装备实现单机智能化的基础上。

2019年第2期2019年2月0引言掘进机是煤矿井下综采面用于巷道掘进的机械设备，作为煤矿井下巷道掘进的关键设备，掘进机的截割特性直接决定着巷道的成形质量和巷道的掘进效率，关系着煤矿井下煤炭的综采效率和企业的生产效益。

现有的掘进机截割控制系统主要靠人工根据井下巷道的实际情况控制其进行掘进，人工劳动强度大、效率低，自动截割控制系统在使用过程中存在着作业灵活性差、仅适用于工况和地质条件较为简单的巷道掘进作业，对于复杂地质结构其截割效果极差，应用受到了极大的限制。

虽然随着科技的发展，掘进机的整体结构及工作方式得到了极大的优化，但现有掘进机的截割控制系统却普遍存在智能化程度低下，无法实现井下综采面少人化操作，人工劳动强度大，存在模糊截割和失误操作等问题[1]，且现有的自动截割控制系统在实际工作中也暴露出了对井下复杂地质结构适应性差、巷道成形效果差的缺陷，因此，煤炭生产企业急需一种能够将人工操作与自动截割控制相结合的新的截割控制系统，以提高掘进机的工作效率和对复杂地质环境的适应性。

1掘进机记忆截割控制原理掘进机记忆截割控制原理如图1所示，图中PCC 表示公共连接点。

图1掘进机记忆截割控制原理由记忆截割控制原理可知，在人工示范阶段，作业人员首先根据井下巷道的实际地质条件人工控制掘进机的截割机构进行巷道掘进作业。

在截割过程中，系统将自动记录采煤机截割机构的路径和掘进机驱动电机的电流、电压，并将相关信息传递到系统的PLC 控制中心，之后系统根据逻辑拟合关系将截割机构的运动路径进行拟合处理，并对路径及动作进行模糊优化处理，规划出记忆截割路径后系统将在动作过程中截割机构油缸、电机的工作状态信息传递给相应的油缸和电机，进而控制其按照系统规划的截割机构工作路径自动进行截割作业。

在执行截割的过程中，系统上设置的油缸位移传感器，电机的电流、电压传感器等对各机构执行记忆截割的情况进行实时检测与对比，最终形成反馈控制，实现截割路径与记忆路径的高度吻合[2]。