割煤機(jī)

1自動化割煤試驗(yàn)

目前，德國艾柯夫采煤機(jī)自動化割煤主要有兩種方式，即隨動截割和記憶截割。隨動割煤對于割頂煤來講，是采煤機(jī)司機(jī)對前滾筒的操作，而割底煤則是按照規(guī)定的參數(shù)，后滾筒進(jìn)行自動操作，整個過程可以由一個人操作完成。記憶割煤原理有兩個過程，下文會進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.1隨動割煤試驗(yàn)

隨動截割程序步驟：進(jìn)入艾柯夫采煤機(jī)服務(wù)菜單—自動操作—顯示“自動截割”—隨動操作—進(jìn)入自動截割菜單。在自動截割菜單應(yīng)該設(shè)置為：打開自動方式、臺階限制以及破碎機(jī)自動；關(guān)斷補(bǔ)償；等待滾筒設(shè)置為否。同時設(shè)置工作面參數(shù)，進(jìn)入自動參數(shù)選擇菜單，并按照采煤實(shí)際采高情況，輸入工作面采高值，一般分為30段進(jìn)行輸入。

上述隨機(jī)截割程度設(shè)置完畢后，啟動采煤機(jī)滾筒，采煤機(jī)司機(jī)按下“I”和“AUTO”遙控鍵進(jìn)入自動狀態(tài)。當(dāng)前滾筒對頂煤割完后，隨之后滾筒按照設(shè)定的參數(shù)自動對底煤進(jìn)行切割，這時設(shè)置的補(bǔ)償在±100mm范圍內(nèi)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的同時，對隨動割煤試驗(yàn)進(jìn)行密切的觀察和不斷的調(diào)整后，可以發(fā)現(xiàn)此割煤方式存在以下問題：

1)在對隨動割煤過程進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)此割煤方式不能反向牽引。一旦反向牽引后，就會造成正向牽引無法行走；

2)采煤機(jī)斷電后，其自動化參數(shù)的使用狀態(tài)不能被保持和記憶，加電后需要重新啟動自動化功能；

3)通常情況下對三角區(qū)域進(jìn)行自動割煤時，往往會先關(guān)閉自動割煤。由于后滾筒割底煤工作受到了自動化設(shè)定參數(shù)臺階限制的影響，使得滾筒無法升降，需要不斷停止工作對參數(shù)進(jìn)行修改，大大干擾了采煤機(jī)正常的工作，影響煤礦的生產(chǎn)；

4)工作面預(yù)底板變化時，補(bǔ)償難以滿足，不能割平，導(dǎo)致凸凹段越來越嚴(yán)重。同步位置傳感器安裝位置不科學(xué)，容易對其造成損傷，使其傳輸數(shù)據(jù)不完整，甚至使其停止運(yùn)行；

5)隨動割三角煤時，需要在割煤完畢后用兩臺遙控器轉(zhuǎn)為手動操作，非常不便。自動化割三角煤時往往會有兩臺遙控器，如果啟動自動割煤時，另外一臺遙控器就需要關(guān)閉，在這個反復(fù)操作的過程中使得采煤機(jī)頻繁停機(jī)重啟，對采煤機(jī)電氣部件之間的磨損十分嚴(yán)重；

6)采煤機(jī)主計(jì)算機(jī)內(nèi)存不足，造成工作不可靠，程序間互相干擾。

當(dāng)前隨動割煤顯然難以滿足目前我國煤礦生產(chǎn)的發(fā)展要求，對此需要不斷創(chuàng)新與完善。根據(jù)試驗(yàn)過程與結(jié)論，在其試驗(yàn)場增加試驗(yàn)項(xiàng)目、惡化試驗(yàn)條件、完善問題，才能推動自動化割煤工藝早日付諸與現(xiàn)場。

1.2記憶割煤試驗(yàn)

艾柯夫采煤機(jī)自動割煤中記憶割煤主要包括了2個過程，即學(xué)習(xí)模式和記憶截割。首先程序調(diào)至學(xué)習(xí)方式，采煤機(jī)司機(jī)進(jìn)行割刀示范；然后采煤機(jī)啟動滾筒，轉(zhuǎn)換到記憶截割，開始牽引，這時遙控器進(jìn)入自動模式。實(shí)現(xiàn)自動割煤。記憶割煤過程中唯一需要人為掌握的一項(xiàng)就是采煤機(jī)司機(jī)對遙控器進(jìn)行操作，較好的控制采煤機(jī)的速度。

記憶割煤程序步驟為：進(jìn)入自動化模式—記憶截割—選擇“學(xué)習(xí)”方式—關(guān)斷補(bǔ)償和速度自動、等待滾筒為2個、破碎機(jī)設(shè)為允許—清除存儲選擇清除。設(shè)置完畢后開始割示范刀，完成一個循環(huán)后進(jìn)入自動截割欄目?！白詣臃绞健痹O(shè)置為“關(guān)斷”，“自動方式：準(zhǔn)備”設(shè)置為“自動方式：打開”。啟動采煤機(jī)截割，開始牽引，按下“I”和“AUTO”鍵，開始記憶截割。對艾柯夫采煤機(jī)記憶截割試驗(yàn)進(jìn)行一段時間觀察調(diào)整后，發(fā)現(xiàn)采煤機(jī)仍然能自動截割完成割煤。

2試驗(yàn)分析及改進(jìn)

通過對上述兩種割煤方式試驗(yàn)的分析，發(fā)現(xiàn)了存在較多的問題，三角煤區(qū)域需要恢復(fù)人工割煤后才能進(jìn)行記憶截割。為此，艾柯夫公司不斷改進(jìn)，修改了采煤機(jī)自動化參數(shù)，提高了自動化水平，為后期采煤機(jī)更好的進(jìn)行自動化割煤的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過長時間質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)的準(zhǔn)備工作后，使再次對自動化割煤進(jìn)行了試驗(yàn)，與之前相比，有了實(shí)質(zhì)意義上的改進(jìn)：

1)對于采煤機(jī)的主計(jì)算機(jī)部分，主要采用了IPC工業(yè)計(jì)算機(jī)，其工作性能非常可靠，且內(nèi)存容量較大，防止了程序間的互相干擾；

2)示范刀可選擇公共和分開兩種模式，根據(jù)實(shí)際情況可以割單刀示范，也可以割雙刀示范；

3)對自動化區(qū)段進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，可分為20個采高段；采煤機(jī)工作面開切用圖像顯示。

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神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、記憶割煤、一鍵啟?！隳馨堰@些新詞匯與煤礦開采聯(lián)系起來嗎？提起煤礦，也許你的腦海里會出現(xiàn)這樣的場景：煤礦工人在離地面幾百米的井下單調(diào)作業(yè)，累、苦、臟不說，還可能隨時面臨危險。如今，新技術(shù)的應(yīng)用正改變著傳統(tǒng)煤礦的生產(chǎn)方式。日前，《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》記者走進(jìn)寧夏一座“智慧礦山”，那里的現(xiàn)代化礦井基本實(shí)現(xiàn)了自動化開采。

位于寧夏吳忠市鹽池縣的金鳳煤礦，是神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)的現(xiàn)代化主力礦井之一，也是煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化國家一級礦井，年設(shè)計(jì)規(guī)模400萬噸。近年來，金鳳煤礦不斷摸索如何借助“大數(shù)據(jù)”“互聯(lián)網(wǎng)＋”“信息化”實(shí)現(xiàn)蛻變升級。

“金鳳煤礦中，薄煤層占可采儲量的34%，平均開采厚度不足1.5米，井下開采難度大?！苯瘌P煤礦礦長陳治中說，經(jīng)過多年研究與摸索，金鳳煤礦同時引入自動化開采及柔膜混凝土沿空留巷兩項(xiàng)技術(shù)，并于2016年在部分薄煤層工作面正式應(yīng)用。陳治中告訴記者，煤礦生產(chǎn)過程中，采煤與掘進(jìn)的配比關(guān)系，直接關(guān)系到采掘接續(xù)問題，進(jìn)而影響礦井的正常平穩(wěn)生產(chǎn)。但在實(shí)際開采過程中，二者很難保持一種均衡狀態(tài)。柔膜混凝土沿空留巷技術(shù)就是金鳳煤礦為緩解生產(chǎn)接續(xù)緊張實(shí)施的有效措施。今年下半年，金鳳煤礦又在某綜采工作面實(shí)施了“切頂卸壓自動成巷”技術(shù)。這樣既可以大幅降低綜采工作面掘進(jìn)成本，又大大提高了資源回收率。

“智慧礦山”建設(shè)給礦工帶來了福音，金鳳礦礦工頓建軍說：“大量使用自動化設(shè)備和新技術(shù)以后，我們比以前輕松多了，可以輪流上崗，休息時間也多了?！弊哌M(jìn)金鳳煤礦總調(diào)度控制室，井下生產(chǎn)工作情景在電子大屏幕上一覽無余。陳治中介紹說，“智慧礦山”建成后，調(diào)度室將變成各類生產(chǎn)設(shè)備的總控室，采掘、運(yùn)輸?shù)裙ぷ骶梢绘I完成。

神華寧煤集團(tuán)信息技術(shù)中心主任張杰認(rèn)為，“智慧礦山”主要完成三大使命：一是通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息科技，實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)真正做到預(yù)防、預(yù)測和預(yù)控，最大程度實(shí)現(xiàn)“無人則安、人少則安”；二是自動化開采技術(shù)既能提高機(jī)械化開采水平，又可以把員工從艱苦的工作環(huán)境和高強(qiáng)度的體力勞動中解放出來，使整個礦山開采都在智慧設(shè)備（甚至是機(jī)器人）操作下完成；三是促使煤炭行業(yè)在管理上完成一場革命，即通過建立一套以監(jiān)控中心為核心，視頻、以太網(wǎng)、音頻、遠(yuǎn)控等為基礎(chǔ)的自動化控制系統(tǒng)，各煤礦實(shí)現(xiàn)對工作面采煤機(jī)遠(yuǎn)程干預(yù)控制，操作人員在控制中心即可完成工作面泵站、皮帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備的啟停工作。

張杰表示，接下來神寧集團(tuán)將累計(jì)投資數(shù)億元，用3年至5年時間，14個煤礦將率先在國內(nèi)煤炭開采業(yè)全部推行“實(shí)時跟機(jī)全景可視化＋遠(yuǎn)程干預(yù)控制型”這一自動化生產(chǎn)模式，創(chuàng)新性地采用適合薄煤層開采特點(diǎn)的記憶割煤、自動跟機(jī)移架生產(chǎn)工藝，有效地解決復(fù)雜環(huán)境下采煤機(jī)的自動化控制以及人員作業(yè)勞動強(qiáng)度大等難題