采煤机滚筒自动调高技术的分析

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采煤机滚筒调高控制算法研究

式中ｃ表示ＣＳ，１，ＯｓｙＴ表示ｓ其它同理。坐标系ｉｙ，ｎ Ⅱ相对坐标系Ｉ的坐标变换为：
维普资讯
２００７年第４期
煤
矿
机
电
・９・
Ｔ＝，３Ｔ・Ｔ＝ｒＹｙ卢ｃＴａｓｍ，ｍ）＝￣（，，）ｒ（，：Ｐ￣ｎｍ
立，图１见。
Ｘ
由采煤机运行状况及移架操作过程知：ｒ２一ｒ／
＜＜ｒ２，ｒ２＜＜ｒ２一ｒ２＜＜７２ｒ一ｒ／／ｒ，ｒ／／ｒ。根／
据空间坐标变换原理，标系 Ⅱ 相对坐标系Ｉ的坐坐
ｙ，而矢量ｍ（ｍ，为初始坐标系Ｉ的坐标原ｍ，ｍ）点Ｏ到被测坐标系 Ⅱ的坐标原点Ｏ的空间矢量。
采煤机的运动姿态对滚筒高度的影响和摇臂油缸行
程的控制算法。
１采煤立坐标系，轴垂直采煤机机身指向工作面推进方向，ｙ轴平行采煤机机身沿工作面指向左侧，ｚ轴垂直、ｙ轴由右手规则建
０００】Ｌ０Ｊ００】Ｌ００】ＪｏＪ
Ｉ—
—
Ｌｊ
图１采煤机坐标系及其变换图
设初始坐标系Ｉ０ＸＹＺ，施记忆控制时为实的采煤机坐标系 Ⅱ为０Ｘ。（＝１２３ … ）ｉ、、… 。根据坐标变换原理坐标系Ｉ绕轴旋转Ｏ角，引，先ｌ
ｃｌｎｄｒｆｒｄｕｌｖｌｒｇｌｔｏｙｉｅｏｒｍｅｅｅｕａｉｎ．

采煤机滚筒自动调高的液压控制方法

２０１３年２月
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥＴ０ＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ｆｅｂ．２０１３
第４１卷第４期
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．４
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ３８８１．２０１３．０４．０２９
ＸｕｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｈｅａｒｅｒｄｒｕｍａｕｔｏｍａｔｉｃｈｅｉｇｈｔａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ．
矿井下实验证明：采ห้องสมุดไป่ตู้该方法时，在自动跟踪采煤机记忆切割路径的基础上能够有效识别出滚筒切割到岩石时的异常状
态，并对滚筒高度做自动液压调节，能够满足复杂地质条件下采煤机滚筒自动调高的控制要求。
关键词：采煤机；自动调高；液压控制；记忆截割；煤岩分界
中图分类号：ＴＩＭ２１．６＋１文献标识码：Ａ文章编号：１００１— ３８８１（２０１３）４—１００— ２
ＡＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＨｅｉｇｈｔＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔｆｏｒＳｈｅａｒｅｒＤｒｕｍ

采煤机截割滚筒自适应液压调高系统设计

作中噪声大，造成了严重的噪声污染。通过对纯水液
（）４将主阀阀芯阻尼孔直径取小值，对纯水液压溢
流阀的压力稳定有利，般油压阀为０８～１２由于水一．．，
的黏度低，于细长孔式的直径其值应略小于油压阀。对３３卸荷噪声的控制．
定性；（）对于内流式结构，主阀阀座孔直径不变的３在情况下，大防振尾部的直径。有利于主阀的稳定。加
增加。
３４机械噪声的控制．
为了降低溢流阀阀芯与阀套间可能产生的干摩擦
高频噪声和机械碰撞声。应选择具有自润滑特性和减振性能良好的摩擦副材料，金属石墨、如陶瓷等。
（）避免自高压直接卸荷，采用高．低三级１宜中．
卸荷方法；
［］袁锐波．字式纯水溢流阀的研究［］液压与气动，１数Ｊ．
２０，１）７７．０２（２：３— ５
（）在纯水液压溢流阀的控制管路中设置节流阀２
ＺＵＸａ — ｕＺＡＧＹｎｊｎＷＡＧＺｏｇｂｎＨＯｉｍｏ，ＨＮａ－，ｏｕＮｈｎ —ｉ
（中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州２１１）２１６
摘
要：采煤机截割滚筒的自适应调高对煤矿井下综采工作面的自动化和高效化生产有着重要的影响，
该文提出了一种采煤机截割滚筒自适应液压调高系统的实现方法，方法能够解决采煤机摇臂在正常工作该

基于预测控制的采煤机滚筒自动调高系统

ｃｎｅｉｎｌｓｔｍ．Ｔｈｓｔｍａｅｓｔｖｅｐｎｅｍａｌｆｕｔａｉｎｎｓｅｄｒｎ．ｅｉｃｅｓｄｏｏｖｎｏａｙｓｅｔｅｙｓｅｈｓｓｎｉｅｒｓｏｓ，ｓｌｌｃｕｔｏｓａｄｔａｙｗｏｋｉｇＴｈｎｒａｅｆｉ
ｓｍｐｉｇｐｉｎｐｅｉｔｅａｇｒｔｍａｅｄｃｅｅｏｌｏｆｕｔａｉｎａｄｏｅｓｏｔｏｅｇｔｏｅｓｅｒｒｃｔｉｇａｌｎｏｎｉｒｄｃｉｌｏｉｔｖｈｈｖｅｒａｄｒｅｔｃｕｔｏｎｖｒｈｏｆｈｉｈｆｔｈａｅｕｔｎｓｌｈ
ｏｈａｅｒｍｓｄｏｒｄｃｉｅｃｎｒｌｉｓａｉｈｄｗｉｈｈｏｙａｔｏｆｐｅｉｔｖｏｔｏ．Ｉｈｆａｓｅｒｒｄｕｂａｅｎｐｅｉｔｖｏｔｏｓｅｔｂｌｅｔｔｅｔｅｒｎｄｍｅｈｄｏｒｄｃｉｅｃｎｒ１ｎｔｅｓｈ
计算机系统应用
ｈｔ：￣ｗｃＳａｒ．ｔｌｐｌ．－．ｇｃ — ｏｎ
２Ｉ０２年第２卷第４期Ｉ
基于预测控制的采煤机滚筒自动调高系
李晓豁，李烨健，刘述明，曹江卫
（辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新１３０）２００
摘
ＬＩＸｉｏＨｕ， —ｉｎＬＩＳｕＭｉｇＣＡＯｉｎ — ｅａ－ｏＬＩＹｅＪａ，Ｕｈ－ｎ，ＪａｇＷｉ

采煤技术发展现状及趋势分析

采煤技术发展现状及趋势分析摘要：采煤技术的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤技术的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。

关键词：采煤技术；发展；现状；趋势我国煤矿采煤技术的发展，受到了国外发达国家在采煤中应用液压支架电液控制系统的影响，在实际的操作中达到了高度的自动化。

在20世纪80年代中期以前，我国对于煤层的开采，尤其是高难度厚煤层的开采主要集中在分层开采的技术之上。

因为当时无论是煤矿理论还是煤矿装备都处于一种相对落后的状态，因此无论是生产安全还是生产管理难度都相对较大。

随着技术的不断发展，在1984年，我国成功的取得了综采放顶开采的试验，这标志着我国煤炭采煤技术的进步。

将电气自动化技术在煤矿采煤中得到应用，是国内煤炭行业发展的主要动力和长远目标。

1我国采煤技术存在的问题采煤技术水平仍然较低，技术装备较差，采煤机制造技术落后。

与国外同行业相比，在机电一体化、智能化、自动化的控制技术，产品可靠性技术，数字集成技术与计算机辅助设计技术，仍然存在较大差距。

在采煤机械化系统，运输系统、采场围岩控制系统、巷道准备系统和辅助运输系统技术装备较差，功率及生产能力较小，机械化程度和工效普遍不高。

引进消化国外先进设备方面不够。

在井下自救系统、避灾系统、个人防护装备水平仍然很低，对瓦斯等重大灾害预测预报的仪器、仪表还不能完全达到要求，对安全事故的防治技术及装备不能充分有效防治灾害或最大限度减轻灾害。

煤矿重大科技攻关课题难以实现，重大安全技术问题难以解决。

目前我国煤矿在“一通三防”、防治水、矿井深部地压、冲击地压、高温害和支护等方面存在许多技术难题，严重威胁着煤矿安全生产，这些涉及行业技术发展共性基础性和前瞻性的重大科技工作课题，国家支持范围和力度与过去相比大大减少。

2煤炭开采技术的发展趋势现代科学技术前沿具有明显的时域、领域和动态特性。

采煤机牵引部的自动调速机理与自动控制系统分析

采煤机牵引部的自动调速机理与自动控制系统分析摘要：本文将结合真实的煤矿案例，对采煤机牵引部的自动调速机理、自动控制系统进行详细的分析与探究，旨在能够进一步优化采煤机的系统，降低其结构的复杂性，进而提高工作效率，缓解工人的压力。

关键词：采煤机牵引部；自动调速；自动控制中图分类号：TD67 文献标识码：B 文章编号：前言对于采煤机而言，牵引部是其重要的组成部分之一，但在实际应用中很容易被损坏，影响着煤矿开采的进度。

由于煤矿开采的环境较为恶劣、复杂，所以就需要进一步提高采煤机牵引部力量、速度，增强其自身对煤矿环境的适应性，为解决采煤工作的问题提供保障。

对此，相关的研究人员、设计人员就应该加大研究与分析的力度，研制出性能更佳的零部件，进而增强采煤机牵引部的可靠性。

一、煤矿矿井概述该煤矿所处的位置属于向斜构造，其轴向为东西走向，长度在10千米左右，宽度为2.2千米，北翼的倾角在2度至5度之间，南翼的倾角在8度至12度之间，整体构造相对简单。

在本煤矿中，共包含2、3、4-1、4-2号煤层，为了提高开采效率，均采用，采煤机开展相关工作。

在煤矿中，4-2号煤层的特征如表1所述：表 1 4-2号煤层的特征二、采煤机牵引部的自动调速机理（一）自动调速的必要性分析（1）增加采煤机的牵引速度、力量和截割功率；（2）优化采煤机的自动调节特性，从而适应各种不同煤矿环境的需求，充分发挥其自身生产力优势。

由于在采煤的过程中，采煤机的司机无法准确估计工作面的实际变化，仅仅凭借自身的经验调节开采的速度，因此具有较强的盲目性，对此便需要将自动调速系统安装在牵引部上[1]。

对于采煤机而言，自动调速就是在根据牵引力、电动机功率的变化而自动调节速度，从而使采煤机能够一直处于满载的运行状态，保证采煤的工作质量与效率，同时还能够避免牵引机发生破坏。

在牵引机中，截割电机的实际负载受多方面因素的影响，如牵引速度、截深、采高、夹矸硬度、煤层硬度等。

综采工作面采煤机故障及预防措施

综采工作面采煤机故障及预防措施摘要：采煤机作为综采工作面的核心设备，其运行状况好坏直接影响煤矿产量及井下工人的劳动量。

某煤矿在用MG2×200/870-WD型采煤机在使用过程中频繁出现过载情况，经统计此机型为成熟机型，在周边煤矿使用较多且很少发生频繁过载现象。

采煤机在工作过程中频繁过载，既影响矿方产量，造成较大的经济损失，又对采煤机厂家企业形象造成较大影响，避免采煤机频繁过载是煤矿和采煤机厂家共同的目标。

关键词：综采工作面;采煤机;故障分析;预防措施引言煤炭作为我国一次能源消费的主体，其消费总量常年占比在６０％左右。

煤炭开采经历了机械化、自动化阶段，并逐步进入智能化阶段。

近年来，国家逐步加大对煤矿智能化的建设力度。

《国家能源局关于促进煤炭工业科学发展的指导意见》提出：目前煤矿安全生产形势依然严峻和复杂，必须加强煤矿自动化、数字化、智能化技术装备研发，提高煤矿安全保障能力。

1主要功能该采煤机采用手动和自动两种开启方式，当采煤机自动模式出现故障后，操作人员可进行手动开启；采煤机具有自身监测功能，采煤机运行过程中通过传感器收集的各项参数，通过控制器集中控制作用实现采煤机全方位监控；采煤机具有断电保护功能，当采煤及运行过程中发现电压、电流及温度超标时会及时发出警报，并进行断电停机保护动作。

2综采工作面采煤机故障及预防措施2.1采煤机过载原因分析针对矿方使用采煤机时发生的频繁过载问题，对该矿工作面地质条件、采煤机使用情况及外部供电情况进行了了解。

该矿综采工作面为一次采全高，工作面长200m，采高1.5m，沿顶板截煤，煤层局部不稳定，含长度约50m的10~20cm厚的岩石；每个生产班更换约15个截齿；导向滑靴在正常范围内磨损，行走部和销排啮合正常；井下全部设备仅由1台移动变压器供电，牵引电机时常处在欠压工作状态；工作面截矸石时基本满速截煤。

此外，随机读取某一生产班8h的采煤机牵引和截割电机电流数据，并按截割过载时间占比、牵引过载时间占比及正常截煤时间占比进行汇总。

基于记忆切割法的滚筒式采煤机调高系统自动化性能研究

R ———滚筒直径,m;
c———大摇臂长度,m;
°).
β———大摇臂调高角度,(
活塞杆位置 a 与变量β 存在如下关系:
π
β ＝θ６＋θ４－θ２－２
c２＋b２－L２
０
θ４＝a
r
c
co
s
２
b
c
(
３)
(
４)
b２＋L０２－a２
(
θ６＝a
r
c
co
s
５)
２
bL
式中:θ４ ———大、小摇臂的夹角,(
的阶跃响应进行仿真研究.
１调高系统模型建立
１
１滚筒采煤机调高系统原理
采煤机调高系统示意如图１所示.采煤机调高
系统主要由左滚筒、左调高油缸、左牵引电机、右
牵引电机、右调高油缸及右滚筒组成.左右调高油
缸一侧与采煤机机身铰接, 另一侧与杠杆机构铰
接,通过左右调高油缸的伸缩推动杠杆机构,从而
和下降的响应时间以及不同行走速度时采煤机调高
系统的轨迹跟踪阶跃响应进行研究,具体设置参数
为:油缸杆径１１０ mm, 油缸行程１６０ mm, 油缸
油缸有杆腔的流量连续性方程为:
V１ dP１
dx
(
P１－P２)＋
７)
＋Cη(
d
t
t
βe d
式中:Q１ ———杆腔流量,m３/s;
Cη———泄露系数;
自动化性能最优速度区间为１０~１３ m/s.
稳态值差值为１０ mm. 而采煤机滚筒从最大高度
２８００ mm下降至－１００ mm 所需时间为６

煤矿采煤机智能化关键技术探讨

煤矿采煤机智能化关键技术探讨摘要：随着时代的发展，智能化技术已经广泛地应用在传统工业中，智能化的融入带动了传统工业发展的进步。

新时代的发展对于煤矿开采技术要求越来越严格，传统的技术并不适合新时代的发展，所以需要对传统技术进行优化和提升。

在煤矿开采过程中，每个环节都相对复杂，需要用到煤矿采煤机，传统的开采方法效率过慢，需要将智能化融入煤矿采煤中，这有助于关键技术发挥其作用。

关键词：煤矿；采煤机；智能化；关键技术1采煤机构造及运行原理目前综采工作面常用的生产设备多为双滚筒采煤机，其组成部分包括截割部、机身连接部位、牵引部、高压开关箱、液压箱以及变频器箱等，具体介绍如下：1）采煤机截割部包括截割滚筒、摇臂以及电机三大部分，截割滚筒上附带截割齿来对综采工作面煤壁进行截割作业，摇臂控制截割滚筒的升降功能，避免截割到煤层顶板或底板岩层。

截割电机则作为运行动力带动截割部进行截割作业。

2）机身连接部分主要是通过销轴结构，起到将采煤机机身与截割部进行连接的作用。

3）牵引部主要是负责采煤机在煤壁截割过程中的行走工作，利用牵引电机带动采煤机沿刮板输送机做横向运动，实现沿煤壁进行截割作业。

4）高压开关箱是采煤机的供电系统，采区变电所输送的三相高压电通过此装置为采煤机的运行提供动力，为截割电机及牵引电机供电。

5）变压器箱负责将高压电转换为低压电进行使用。

6）液压箱包括液压泵、泵电机、控制阀等，为采煤机的液压系统及水系统提供动力，控制摇臂、滚筒升降或设备冷却。

7）变频器箱负责对采煤机的运行进行参数控制。

2煤矿采煤机智能化关键技术2.1保障无线网传输技术设置的科学性在开展无线网传输技术方案时，要重视煤矿开采作业面的设置工作，在煤矿开采作业面中对设备进行调整时要保障其合理性，才能保障机械设备在操作过程中实现具体的效用。

采用科学有效的方法来总结通信经验，同时要对无线交换机的具体运行进行分析，根据实际情况采用针对性的措施来提升交换机的优势，能有效地保障资源传输更加便捷。

煤矿采煤机自动化与智能化技术探讨

煤矿采煤机自动化与智能化技术探讨摘要：自动化采煤技术的应用水平不断提高，采煤机作为煤炭生产的一部分，对煤矿的成功经营具有重要意义。

目前，采煤机自动化和智能化技术的应用已经取得较好的效果，企业还需要进一步加强智能化和自动化的发展。

关键词：煤矿采煤机；自动化；智能化技术引言为了满足社会生产生活对煤炭资源的需求，煤炭企业在开采过程中，需要结合煤炭资源实际开采需求，注重煤矿采煤机智能化关键技术的应用，引入先进技术，确保煤炭开采作业可以顺利进行。

在实际应用过程中，必须应用专项化开采设备，并融合智能化关键技术，确保相关设备运行效率得以全面提升，保证采煤装置整体应用质量，助力企业实现煤炭资源的优质开采目标。

1煤矿机电设备中自动化和智能化技术的优势1）提高煤炭生产效率。

自动化技术引入的主要优势是提高煤炭开采效率。

与煤矿电气设备的常规运行模式相比，将自动化技术应用于煤矿设备，可以实现煤矿机械的智能化，提高煤矿设备的平稳运行，提高煤炭开采效率和质量。

2）增加煤炭企业的经济优势，降低生产成本。

应用煤矿设备自动化技术，可以降低煤炭生产相关人力资源的利用率，解放人力资源，降低生产成本。

特别是，使用自动化技术可以通过减少设备管理任务对人力资源的依赖，减少井下设备管理人员的数量。

井下设备管理人员的减少降低了煤炭生产成本，降低了煤炭生产的总成本，从而提高了煤炭企业的经济效益。

3）提高生产和矿业安全。

自动化技术在煤矿电气设备中的应用，可以有效地提高生产和矿山作业的安全性，以及减少和预防煤炭生产和开采过程的安全风险。

同时，在煤炭机电设备运行过程中，可以采用自动化技术实现智能化管理，有效提高煤炭生产效率和安全性。

2煤矿采煤机智能化应用现状2.1无线网传输技术设置不科学将智能化技术应用到煤矿采煤机上，可以实现自动化采煤，确保煤炭开采工作可以顺利实施。

从智能化技术应用实际情况来看，只有保证无线网传输先进性，才能保证采煤机设备使用效率，保障实际工作质量。

采煤机滚筒自动调高系统的控制算法仿真

ห้องสมุดไป่ตู้
文章编号：１００９ — ９１４Ｘ（２０１４）０１ — ０３５７一Ｏｌ
随着油田的长期开发，由于油套管长期与地层流体接触，受地层流体的长期腐蚀、地层出砂、固井质量差等原因，使套管发生形变、错断和穿孔等最终导致漏失，直接影响到油水井的正常生产，目前油水井油套管发生漏失的现象越来越普遍套管漏失会导致注入井的注入水（或者聚合物）经漏失点进入无用地层，不能完全进入目的层达不到应有的驱油效果，油井的套管漏失会使水层或者高含水层的水进入井筒导致油井高含水，漏失严重时直接影响油水井的正常生产，甚至导致停产。因此需要发展简单准确的找漏方法，找出漏失点为封堵提供可靠的依据，使油水井恢复正常的生产，减少油水井报废带来的巨大损失。目前在检测管漏上，针对不同施工条件开展了五参数测井、中子水流、电磁流量、井温、多臂井径等测井技术。五参数测井在找漏方面主要针对油管或空套管直接验漏；中子水流找漏技术主要应用于带油管井的套管找漏和空套管找漏，解决了流量计不能测量非接触性流体流量的缺陷，能够方便可靠测量油管、套管和环形空间内的上下水流流量，已成为孤东油田油套管验漏的主要方法；多臂井径找漏技术依据套管腐蚀变形的状况来判断漏失点，可以准确直观地找出套管腐蚀、变形和孔洞位置，根据厚度变化判断裂缝、孔洞的存在，但一般需要结合电磁流量等其它找漏方法进行验证。１常用找漏测井方法原理１．１五参数找漏测井原理五参数找漏测井是在作业过程中利用五参数（流量、同位素、井温、压力、磁定位）测井仪器，准确找出漏失位置的一种找漏测井方法。五参数组合测井一次下井能够实现（井温、伽玛、流量、磁定位、压力）五个参数的测量。五参数找漏是根据流量曲线在漏点位置会出现递减，同时同位素示踪剂随水流进入漏点井段粘附在该井段，同位素曲线会出现异常来判断漏失位置及漏失程度的。１．２中子水流找漏原理中子水流测井是一种测量水流速度的测井方法，井下仪器由遥测短节（伽玛、磁定位、井温、压力）、中子水流测井仪及中子发生器组成。测量过程中脉冲中子发生器发射一段时间的中子，使井筒内（纵向上约３０ｃｍ）的水溶液中的氧元素活化。如果水流动，伽玛射线探测器就可以测出水的流动信号，进而测出流体的速度。即采用一个较短的活化期（卜１０ｓ，视水流的速度而定）选择一个较长的数据采集期（一般为４０－６ｓ）Ｏ进行活化测量。根据中子源到探测器的距离及活化流体通过探测器的时间就能够确定流体的速度，是一种已知距离的时间探测，从而计算出流量。

基于PAC的采煤机滚筒自动调高系统设计

煤炭质量、降低设备损耗和故障率，轻操作工人的劳动强度，减尤其加强了工作面的安全保障，同时提高了回采率，减少了资源的浪费，在这
些方面具有重要意义。２采煤机自动化技术．采煤机的自动化主要包括两部分：引速度和滚筒切割高度的自动牵控制。目国内外绝大多数采煤机牵引速度都实现了手动和自动控制，前而采煤机滚筒高度的控制，除国外极少数的采煤机采用存储记忆切割模式进行高度控制外，大部分是靠人工操作，即操作工人靠视力观察及切割噪音来判断采煤机滚筒是在割煤还是割岩，以便调节滚筒的垂直位置。然而由于采煤机在工作过程中产生大量煤尘，使工作面能见度很低，而且机器本身噪音很大，操作工人实际上难以准确及时地判断采煤机的截割状态。如果是在薄煤层工作面，工人行走不便，使操作人员难以及时调节滚筒的高度。因此采煤机在工作过程中经常会截割到顶底板岩石，至金属顶粱。甚采煤机连续截割岩石会加剧滚筒截齿磨损及其
上当前时刻的目标值ｙｋ， ’）则必须控制输出在ｎ（步之前就开始变化。３模糊控制的应用＿３将模糊控制应用在传感器信号的处理上，在辅助记忆控制的基础上，增加人工经验，整合多路传感器信号，经过处理后，行信号输出。进
如图１所示。之所以采用模糊控制，当多路传感器信号发生较大的变化时，是怀疑是否割到顶板岩层的时候，采集的信号进行判断，对实现对记忆控制的弥补，图２所示。如
图１多传感器数据模糊控制策略
ｙ（）【－， ∑ ｘｑａｘ＝）

采煤机滚筒调高记忆程控采样周期

采样和稀疏存储采样信息的方法。在采样位移间隔内，计算机可能采样很多次，只要存储缸端点但的采样信息，供记忆程控使用，关键是确定合理的
Ａｘ０
维普资讯
２０Ｏ６年第４期
由采样定理知，应使：
＞２～由此得采样位移间隔：
维普资讯
・
３８・
煤
矿
机电
２００６年第４期
采煤机滚筒调高记忆程控采样周期水
刘春生，杨秋，凯荆
（黑龙江科技学院机械工程学院，黑龙江哈尔滨１０２）５０７
摘要：针对采煤机滚筒记忆程控调高的特征，析了影响采样周期大小的诸多因素，分以采煤机
（ｃａｉｌｎｉｅｉｇＩｓｔｔ，ｅｏｇａｇＵｉｒｉｆｃｎａｄＴｃｎｌｇ，ａｂｎ１０２，ｈｎ）ＭｅｈｎｃｇｅｒｎｔｕｅＨｉｎｊｎｅｓｙｏｉｃｎｅｈｏｏｙＨｒｉ５０７ＣｉａＥｎｎｉｌｉｎｖｔＳｅａ
牵引行走位移作为采样间隔的标尺，出了等位移间隔作为采样周期的理论值。给关键词：采煤机；滚筒调高；记忆程控；采样周期
中图分类号：Ｉ１６ＴＭ２．文献标识码：Ｂ文章编号：０１— ８４２０）４— ０８一２１００７（０６００３Ｏ
Ａｂｔｃ：Ｉｉｗｏｅｃａａｔｒｏｈａｅｓｄｕｌｔｇｂｍｏｙｐｏｒｍｏｔｌｎ，ｈｓｐｐｒａａｙｅｓｒｔａｎｖｅｆｔｈｒｃｅｆｓｅｒｒｒｍｉｉｙｍｅｒｒｇａｃｎｒｌｇｔｉａｅｎｌｚｓｈｆｎｏｉ

煤岩识别技术发展综述

煤岩识别技术发展综述贺艳军1，李海雄2，胡淼龙3，薛竞飞4（1. 国能包头能源有限责任公司，内蒙古包头　014070；2. 榆林市能源局，陕西榆林　719000；3. 浙江维思无线网络技术公司，浙江嘉兴　314001；4. 西安科技大学电气与控制工程学院，陕西西安　710054）摘要：煤岩识别技术可为采煤机自动调高提供依据，是实现煤矿智能无人化开采的关键。

现有煤岩识别技术包括图像识别、过程信号监测识别、电磁波识别、超声波探测识别、多传感器融合识别等。

详细介绍了上述几种技术原理及应用现状：① 图像识别技术目前处于实验阶段，主要涉及大规模煤岩图像数据标注和复杂地质条件下的识别问题。

② 过程信号监测识别技术可分析煤矿开采过程中的相关信号，识别潜在的煤岩界面信息，但需要解决信号噪声干扰和复杂煤岩界面识别问题。

③ 电磁波识别技术和超声波探测识别技术已在实际煤岩界面探测中应用，但仍需要提高识别准确性和可靠性，尤其是对于复杂煤岩结构和界面情况。

④ 多传感器融合识别技术需解决数据融合和匹配的难题，确保不同传感器之间的精确校准和可靠性，并验证其在实际应用中的可行性和实用性。

针对上述问题，指出煤岩识别技术发展方向：① 煤岩识别研究应着重提高算法的实时性和抗干扰能力，确保在特定条件下并兼有复杂环境干扰下也能准确识别煤岩，满足井下实际开采需求。

② 加强矿用传感器的研究，以提高其抗干扰性能，同时采用先进的视觉相机和智能设备，与传感器相结合，提高煤岩识别的精度和效率。

③ 多种煤岩识别技术交叉融合使用：对于不同硬度的煤岩，可采用过程信号监测识别和多传感器融合技术；对于硬度接近的情况，可结合图像识别和电磁波识别技术，实现煤岩壁界面和煤层厚度的准确识别。

关键词：煤岩识别；采煤机滚筒；图像识别；过程信号监测识别；电磁波识别；超声波探测识别；多传感器融合识别中图分类号：TD67 文献标志码：AOverview of the development of coal rock recognition technologyHE Yanjun 1, LI Haixiong 2, HU Miaolong 3, XUE Jingfei 4(1. CHN Energy Baotou Energy Co., Ltd., Baotou 014070, China ； 2. Yulin Energy Bureau, Yulin 719000, China ；3. Wins Wireless Network Technology Ltd., Jiaxing 314001, China ； 4. College of Electrical and Control Engineering,Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China)Abstract : Coal rock recognition technology can provide a basis for automatization improvement of shearer and is the key to achieving intelligent unmanned mining in coal mines. The existing coal rock recognition technologies include image recognition, process signal monitoring recognition, electromagnetic wave recognition,and ultrasonic detection recognition, multi-sensor fusion recognition. This article provides a detailed introduction to the principles and application status of the above-mentioned technologies. ① Image recognition technology is currently in the experimental stage, mainly involving large-scale coal rock image data annotation and recognition problems under complex geological conditions. ② Process signal monitoring and recognition technology can analyze relevant signals during coal mining and recognize potential coal rock interface information. But it needs to收稿日期：2023-08-28；修回日期：2023-12-04；责任编辑：王晖，郑海霞。

双滚筒采煤机液压调高系统的常见故障及分析

能的元件。
（２）调高齿轮泵理论排量８。１ｍＬ／ｒ，额定工作压
力１８ＭＰａ，它为液压系统提高动力，将机械能转变为
液压能，以推动调高油缸动作，其性能的好坏直接影响系统工作的可靠性。
路上，该阀的调定压力为２ＭＰａ，负责提供背压。该压力油源用于调高换向阀组电液控制的控制油源和左右
牵引部液压制动器的控制油源。（５）调高换向阀组是摇臂调高的控制元件，它由手控、液控２种控制方式的Ｍ型三位四通换向阀与三
（４）高压溢流阀安装在油泵的出油口上，用于限定系统压力，同时对液压系统起到安全保护作用，调定压力为１８ＭＰａ￣２０ＭＰａ。低压溢流阀安装在回油油
向布置、交流变频调速无链双驱动电牵引采煤机，在实
２０１３年第３期
电机与齿轮泵问的花键联接套磨损严重； ④ 齿轮泵磨
损严重或损坏，内泄大； ⑤ 液压管路破损或管路接头漏
故障的原因，最后总结了故障诊断的方法。关键词：采煤机；液压系统；调高；故障分析中图分类号：ＴＤ６３２文献标识码：Ｂ
０引言
洁。
ＭＧ１５０／３６８型采煤机是一种多电机驱动、电机横
低； ②过滤器堵塞严重，真空度大，齿轮泵吸油不足； ③

采煤机滚筒记忆程控液压调高系统的仿真

ｆｒｈｉｈｄｕｔｎｆｈａｅ ’ ｒｍｏｅｇｔｊｓｍｅｔｅｒｒＳｄｕａｏｓ
ＬｆＣｕ — ｅｇ，ＪＮＧＫａ，ＷＡＮＦｅｇＵｈｎｓｎｈＩｉｎ
（ｃａ￣ａＥｇｎｅｎｓｉｔ，ｉｎｊｎｉｚｓｙｏｃｅ￣ａｄＴｅｈｏｇ，ｒｉ５０７ｈｎ）ＭｅｈｒｅｌｎｉｅｒｇＩｔｕｅＨｅｏｇｉｇＵｎｖｒｉｆｉｉｎｔｌａｔＳｎｎｃｎｌｙＨａｂｎ１０２，Ｃｉｏａ
ｍｅｈｎｓｓｍｕａｉｎｄａｒｍｓｏｙｒｕｉｃｎｒｌｙｔｍｅａｔｉｅｃａｉｍｉｌｔｉａｆｈｄａｌｔｓｅａｔａｎｄ．Ｉｈｓｍａｎｒｈｉｉｉｌ— ｏｇｃｏｏｓｒｎｔｉｎｅ，ｔｅｄｇｔｓｌａｍｕａ
ｐｉ．Ａｃｒｉｇｙｈｅｇｔｏｒｍ ’ ｏｉｉｎｓｕｅｒｍｅｒｅｖｒｎｒ１ｕｈｒｒ，ｔｅｌｄｅｏｃｄｎｌ，ｔｅｈｉｈｆｄｕＳｐｓｔｓｉｓｄｆｍｏｙｒｃｅｙｃｔｏ．ｏｏｏｏＦｒｅｍｏｅｈｔ
煤机姿态和牵引速度等的影响，系统采用密采稀存的方式，实现滚筒位置高度的记忆再现控制．对某一调高液压
控制系统的模型，出其原仿真图，给应用Ｍａｌ语言Ｓｍｕｉｋ软件包进行相应的数字仿真，ｔｂａｉｌｎ为系统设计和动
态特性分析莫定了基础．
ｔｎｉｃｎｕｔｓｎａｌｂＳｍｕｉｋ￣Ｔｈｒｆｒ，ｔｉａｐｏｃａｅｅｖｎｅｆｒｓｓｅｄｉｎａｄｉｄｃｅｕｉｇＭｔｉｌ＂ｏｓｏｄａｎｎｅｅｏｅｈｓｐｒａｈｐｖｓａｎｗｅｕｙｔｍｅｇｏｓｎ

基于改进门控循环神经网络的采煤机滚筒调高量预测

基于改进门控循环神经网络的采煤机滚筒调高量预测齐爱玲1，王雨1，马宏伟2（1. 西安科技大学计算机科学与技术学院，陕西西安　710054；2. 西安科技大学机械工程学院，陕西西安　710054）摘要：采煤机自适应截割技术是实现综采工作面智能化开采的关键技术。

针对采煤机在复杂煤层下自动截割精度较低的问题，提出了一种基于改进门控循环神经网络（GRU ）的采煤机滚筒调高量预测方法。

鉴于截割轨迹纵向及横向相邻数据之间的相关性，采用定长滑动时间窗法对获取的采煤机滚筒高度数据进行预处理，将输入数据划分为连续、大小可调的子序列，同时处理横向、纵向的特征信息。

为提高模型预测效率，满足循环截割的实时性要求，提出了一种用因果卷积改进的门控循环神经网络（CC−GRU ），对输入数据进行双重特征提取和双重数据过滤。

CC−GRU 利用因果卷积提前聚焦序列纵向的局部时间特征，以减少计算成本，提高运算速度；利用门控机制对卷积得到的特征进行序列化建模，以捕捉元素之间的长期依赖关系。

实验结果表明，采用CC−GRU 模型对采煤机滚筒调高量进行预测，平均绝对误差（MAE ）为43.80 mm ，平均绝对百分比误差（MAPE ）为1.90%，均方根误差（RMSE ）为50.35 mm ，决定系数为0.65，预测时间仅为0.17 s ；相比于长短时记忆（LSTM ）神经网络、GRU 、时域卷积网络（TCN ），CC−GRU 模型的预测速度较快且预测精度较高，能够更准确地对采煤机调高轨迹进行实时预测，为工作面煤层模型的建立和采煤机调高轨迹的预测提供了依据。

关键词：采煤机；滚筒调高；煤岩识别；深度学习；门控循环神经网络；因果卷积中图分类号：TD421.6 文献标志码：APrediction of height adjustment of shearer drum based on improved gated recurrent neural networkQI Ailing 1, WANG Yu 1, MA Hongwei 2(1. College of Computer Science and Technology, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China ；2. College of Mechanical Engineering, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China)Abstract : The adaptive cutting technology of the shearer is a key technology for achieving intelligent mining in fully mechanized working faces. In order to solve the problem of low automatic cutting precision of the shearer in complex coal seams, a prediction method for the height adjustment of shearer drum based on improved gated recurrent neural network (GRU) is proposed. Considering the correlation between adjacent data in the longitudinal and transverse directions of the cutting trajectory, the fixed length sliding time window method is used to obtain the height data of the shearer drum. The input data is divided into continuous and adjustable subsequences, while processing the feature information in the transverse and longitudinal directions. To improve the prediction efficiency of the model and meet the real-time requirements of cyclic cutting, causal convolution gated recurrent unit(CC-GRU) is proposed to perform dual feature extraction and dual data filtering on input data. CC-GRU utilizes causal convolution to focus on the local temporal features in the longitudinal direction of the sequence in advance, in order to reduce computational costs and improve computational speed. CC-GRU uses gating收稿日期：2023-11-13；修回日期：2024-02-19；责任编辑：胡娴。

滚筒采煤机故障分析及解决对策

1 滚筒采煤机结构及特征螺旋滚筒是贯通采煤机的主要工作机构，其根据滚削原理来完成落煤采煤。

通常情况下，滚筒采煤机都是根据特定转速来进行转动，在此过程中，螺旋滚筒上的截齿能够有效将煤壁上的煤体切除，同时利用旋转叶片来推落煤至刮板运输机当中，以实现运输煤块到地表的目的。

一般情况下能够按照滚筒数量来划分滚筒采煤机为单滚筒采煤机与双滚筒采煤机两种。

一般情况下，主要是由截割部、电动机、牵引部以及附属装置等组成滚筒采煤机。

其中滚筒采煤机的动力主要是由电动机所提供，用来对截割部与牵引部进行驱动。

牵引部是采煤机的行走机构，主要是利用主动链轮来啮合工作面输送机两端的牵引链，从而保证采煤机能够有效顺着工作面所移动。

在截割部两侧设置有减速箱，一旦齿轮降低速度，能够把电动机动力传给摇臂齿轮，以驱动滚筒旋转。

在采煤机落煤与装煤作业中，滚筒是非常关键的一项内容，将端盘与螺旋叶片焊接在滚筒上，并装置截齿。

一般会在滚筒一侧装置上弧形挡煤板，且能够按照采煤方向的改变来完成180°来回翻转，切实实现螺旋滚筒装煤效果的提升。

在采煤机中，底托架主要用来固定与承托整台机器，通常要求利用下部滑靴来固定采煤机到刮板输送机的槽帮上，以保证其稳固性。

2 滚筒采煤机的故障及解决对策分析2.1 液压牵引部过热的原因及解决对策2.1.1 原因导致液压牵引部过热的原因主要有以下几点：①油量偏高或偏低；②齿轮过度磨损，接触精度偏低；③冷却水短路，无法冷却牵引部；冷却水量过低或是没有冷却水；④液压系统出现外泄漏；⑤用油不当，油的黏度偏低或偏高。

油中含有过多杂质或水分；⑥轴与孔、轴承与外套和座孔配合间隙不当。

2.2.2 对策面对该种故障，可采取如下几点解决对策：①科学控制油量，控制其在规定油量范围内，防止其出现过多或过少；②对于过度磨损的齿轮需要及时进行更换，同时换油，或是将牵引部更换掉；③将堵塞在冷却水系统中的杂物清除干净，或是将关闭的阀门打开，保持水路通常以及具有良好的供水质量和冷却效果；④将泄漏原因找出，并及时进行修复；⑤将油换为特定要求的牌号与类型的油液；⑥将轴、轴承进行更换，并且对孔座进行修理。

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采煤机滚筒自动调高技术的分析
【摘要】采煤机械是进行破煤和装煤的机器，是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之一。

目前，煤矿井下广泛使用的采煤机械有两类：滚筒式采煤机和刨煤机。

滚筒采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构的采煤机械，当滚筒旋转并截入煤壁时，利用安装在滚筒上的截齿将煤破碎，并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送机。

刨煤机是一种采用刨削方式落煤的采煤机械，刨刀刨削煤壁将煤刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面。

本文主要介绍了滚筒式采煤机的种类、组成、原理和旋转方向，并阐述了滚筒自动调高技术，对于指导采煤机的工作具有重要参考价值。

【关键词】采煤机；滚筒；种类；组成；自动调高；控制条件
1 滚筒式采煤机的种类
由于滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛的应用。

刨煤机要求的煤层地质条件较严，一般适用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，故应用范围较窄。

但是刨煤机结构简单，尤其在薄煤层条件下劳动生产率较高。

滚筒式采煤机的种类较多，按工作机构的数量可分为单滚筒和双滚筒，前者多用于薄煤层，后者多用于中、厚煤层；按牵引方式可分为链牵引与无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按牵引部的调速方式可分为液压调速、机械调速和电机调速等。

2 滚筒采煤机的主要组成部分
滚筒采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采煤机为主，其基本组成部分也大体相同。

2.1 电动机及其电气设备
电动机及其电气设备主要包括电动机1和电气控制箱13。

电动机1是采煤机的动力部分，它通过两端出轴驱动滚筒和牵引部。

电动机为防爆型鼠笼式。

电气控制箱13内装有各种电控元件，以实现各种控制及电气保护。

2.2 牵引部
牵引部的作用是带动采煤机在工作面作往复移动，以实现采煤机的连续割煤和装煤。

牵引部主要包括牵引部减速器和牵引机构。

牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面两端的牵引链3相啮合，使采煤机沿工作面移动。

牵引机构可分为有链牵引和无链牵引两类。

2.3 截割部
截割部的主要功能是完成采煤工作面的截煤和装煤，由左、右截割电机，左、右摇臂减速箱，左、右滚筒，冷却系统，内喷雾系统和弧形挡板等组成。

截割部耗能占采煤机装机总功率的80%-90%，因此，研制生产效率高和比能耗低的采煤机主要体现在截割部。

2.4 附属装置
附属装置主要包括挡煤板7、底托架8、电缆拖移装置12、供水喷雾冷却装置以及调高、调斜等装置。

底托架8用来固定整个采煤机，并经其下部的四个滑靴9使采煤机骑在刮板输送机的槽帮上。

采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。

底托架内的调高油缸10用来使摇臂升降，以调整采煤机的采高。

调斜油缸11用来调整采煤机的横向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的割煤要求。

采煤机的电缆和供水管靠拖缆装置12夹持，并由采煤机拖着在工作面输送机的电缆槽中移动。

为降低电动机和牵引部的温度，采煤机还设有专门的供水系统和内、外喷雾系统。

3 滚筒采煤机的工作原理
单滚筒采煤机上行工作时，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180°；接着，机器下行工作，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送机。

这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤法。

双滚筒采煤机工作时，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。

因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀；返回时又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。

4 滚筒的旋转方向
采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。

为了输送机推运煤，滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。

对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。

即符合“左转左旋，右转右旋”的规律。

对于单滚筒采煤机，使用在左工作面的滚筒，应顺时针旋转，使用右旋滚筒。

使用在右工作面的滚筒，应逆时针旋转，使用左旋滚筒。

对于双滚筒采煤机，为了保证采煤机的工作稳定性，双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反，以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方向。

两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆。

采用这种方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司机正常操作。

二是前逆后顺。

采用这种方式，采煤机工作稳定性较差，易振动，但装煤效果好，煤尘少。

对机身较重采煤机，机器振动影响不大。

因此，大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右
滚筒为右旋叶片，顺时针旋转。

5 滚筒自动调高技术
滚筒自动调高技术是实现采煤机自动化的关键技术之一。

研制出工作可靠，有一定分辨率的煤岩分界传感器，是实现采煤机真正意义上的滚筒自动调高的关键。

5.1 滚筒静态调控模型
图1为采煤机滚筒调高系统简图。

滚筒调控时，滚筒摆动速度
5.2 滚筒调高采样控制条件
滚筒在进行自动调高时，需要根据上一截割循环在各采样点的变化规律，控制下一截割循环。

在不同的截割循环下，滚筒调高采样的控制条件也不相同，其调控参数也会发生变化，调控条件：
（1）在相邻的截割循环相同的采样区间内采煤机牵引速度是不同的，这会使在一个采样区间内运行时间不同，必会影响再现规律。

（2）在采样区间的两个采样点的差值大小是不同的，因此，不能用同一滚筒速率K 来调整。

（3）采煤机的滚筒调高通常采用手动、液动或电磁换向阀的定量、开关控制的液压系统，因此滚筒的调高速度基本是恒定的，调高的位移量取决于控制通断时间长短来进行调控。

6 结语
综上所述，在对采煤机滚筒自动调高技术的分析时，需要根据煤矿的实际情况，结合滚筒采煤机的自身参数，明确其工作原理，采用滚筒自动调高技术，这样可以保证采煤机的正常运行，具有重要意义。

参考文献：
[1]刘春生，荆凯，杨秋.采煤机滚筒截割记忆程控的灰关联度计算新方法[J].煤炭学报，2006（05）.。