一、基本條件
在采煤機實現(xiàn)自動控制的基礎上，要實現(xiàn)采煤機支架聯(lián)動即支架的跟機自動化，需要有3個基本條件：
1.跟機自動化必須需要有準確的采煤機位置信號。
2.實現(xiàn)跟機自動化必須保證工作面的整體工作狀態(tài)正常。其中包括電液控制系統(tǒng)連接完整，從工作面到主控計算機的通訊正常，所有參與跟機自動化的支架液壓系統(tǒng)工作正常。
3.電液控制系統(tǒng)參數(shù)配置正確。即工作面支架成組拉架、成組推溜、成組護幫板等動作都可以正常進行。
二、采煤機位置檢測裝置
紅外線采煤機位置檢測系統(tǒng)，是通過安裝在采煤機機身的紅外線發(fā)射裝置發(fā)出紅外線，當安裝在支架上的紅外線傳感器接收到紅外線是通過電信號將此信息傳達給支架控制器，即認為此時采煤機的位置在本支架之前。該產品不僅可以單純的判斷位置，也可以進行數(shù)據(jù)的雙向傳輸。
1.紅外線發(fā)射器以及接收傳感器
紅外線發(fā)射器應該被放置于保護盒中，安裝在采煤機的正中位置，安裝時必須保證發(fā)射器中的LED燈垂直于地面排列，紅外線發(fā)射器只需從采煤機上外接DC12V即可工作。紅外接收傳感器安裝在支架上，頭部需要能與發(fā)射器頭部相對。
2.紅外線檢測裝置的用途
紅外線接收傳感器的最基本的用途是可以識別從安裝在采煤機上的紅外線發(fā)射器發(fā)射出來的紅外信號。當采煤機開過時，支架控制器可以識別出此時采煤機是否到了本支架前，并在采煤機開過去之后，對支架進行相應的自動操作。
3.功能原理
在3m遠的距離之內，當紅外線發(fā)射器和紅外線接收傳感器在同一平行軸上時，信號將會被探測到。紅外線發(fā)射器將在25°范圍內發(fā)出圓錐型紅外線光束；紅外線接收傳感器起作用的范圍是水平的正負30°；紅外線接收傳感器起作用的范圍是垂直的正負35°。
為了確保紅外線能被準確的探測到，發(fā)射器和接收器之間的距離為0~3.5m。
圖1 紅外線裝置信號發(fā)射/接收角度示意
4.安裝
發(fā)射器和接收器的軸線應該盡可能的指向對方，因此，接收器安裝架和發(fā)射器的安裝位置要使得發(fā)射器和接收器形成適當?shù)慕嵌取?
發(fā)射器和接收器之間尤其是水平正負35度之間不能有陰影，否則當采煤機開過的時候可能會出現(xiàn)被陰影遮擋而造成采煤機位置暫時丟失的情況。
所有的紅外線接收傳感器都應該安裝在支架的同一個位置，接收器的LED燈都應該排成豎排，并且黃色LED燈應該在豎排的最上面。
三、跟機自動化設置
工作面支架實現(xiàn)跟機自動化是以電液控制系統(tǒng)為基礎的。登錄系統(tǒng)后，需按照要求進行基礎參數(shù)設置，主要包括：
1.確定要選擇的自動化類型
根據(jù)要實現(xiàn)的自動化類型來調整當前的設置，確定必需的設置。對于自動化來說有兩個子部分，推溜、自動移架。這兩個部分都可以單獨或者是組合實現(xiàn)自動化。比如，在一次自動化中只是支架自動移架，另一次自動化中除了支架自動移架外，推溜也根據(jù)采煤機的位置自動動作。
2.確定工作面范圍
當對整個工作面實行自動化的時候，工作面范圍參數(shù)會影響到自動化的進行。所以在自動化的過程中對工作面范圍的設定要準確。
圖2的對話框中顯示的是當前設置的整個工作面范圍，圖中的3和199分別代表頭支架和尾支架的支架號。如果和當前的事實不符，可以通過更改這兩個數(shù)來重新設定工作面的范圍。
圖2 工作面范圍設置
3.設置采煤機最大跳躍項
參數(shù)采煤機最大跳躍的功能是，在自動化過程中如果前一次得到的采煤機位置數(shù)據(jù)和當前取得的采煤機位置數(shù)據(jù)相差的值超過這個參數(shù)時，跟機自動化就會停止。這也是出于安全方面的考慮。在跟機自動化中最主要的采集信息就是采煤機位置信息，如果這個信息出錯或者是在傳輸上有問題時，會導致一些不可預知情況的發(fā)生。終止跟機自動化是一個比較穩(wěn)妥安全的方法。
4.設置采煤機最大步距和在某些特殊范圍內（機頭，機尾，自定義的三個范圍）的步距
在自動化過程中，如果運輸機也參加了自動化，這一項的設置是十分必要的，這項參數(shù)規(guī)定了在采煤機運行的不同方向，不同位置時，運輸機自動化的步距。
圖3 運輸機移近量設置
點擊圖示中的每一非空白行，會出現(xiàn)相應的子對話窗口。在出現(xiàn)的子對話窗口中設置運輸機的平均步距。
運輸機在整個工作面內范圍內分別向機頭或向機尾運動時運輸機最大步距。
下面三行是自己定義三個范圍，并在這三個范圍內規(guī)定了機頭、機尾方向的運輸機最大步距。下面四行分別是定義了機頭、機頭范圍、機尾、機尾范圍內的最大步距。
5.設置支架自動化狀態(tài)
支架的自動化狀態(tài)是指該支架是否允許作自動動作，一個支架的自動化可以分為三組，對話框上端是一個下拉框，顯示三組可能的自動化。分別是：移架，推溜，自動移架。選中一組，下面框中顯示當前工作面所有支架該項自動化的狀態(tài)?！?”表示該支架的該項自動化打開?！?”表示該支架的該項自動化關閉。點擊切換自動化狀態(tài)后的按鈕可以批量的設置某一個范圍的自動化切換。如圖4所示，選擇自動化的起始、終止、架號。然后在方法中選擇打開或者關閉，最后點擊“ok”。
圖4 自動化狀態(tài)設置
6.設置傳感器故障
整個工作面自動化的基礎是單個支架的自動化，每個支架的自動化都需要實時檢測支架的狀態(tài)。需要通過傳感器來輔助單個支架的自動化。當支架的某個傳感器損壞但并沒有被人工指出時，會影響自動化的操作。對于確定損壞的傳感器要在系統(tǒng)的指出。也就是在控制器測量數(shù)值一欄將有問題的傳感器設置為“DEF”的狀態(tài)。
7.設置各種自動化距離
自動化距離是設置在跟機自動化中各種自動動作（推溜，自動移架）提前或者滯后采煤機的位置，單位是架。采煤機的位置指的是采煤機中心對準的支架號數(shù)。采煤機位置在某些時候不是很準確，這就要求在設定次項參數(shù)的時候考慮到采煤機位置的誤差。例如：在某次自動化進行的時候，應當設定支架在采煤機后四個架子拉架，采煤機顯示的位置（在主控計算機上或支架控制器上）為56架，而采煤機的實際位置是58架，這就要求護幫板的自動化距離為6（58-56+4）。以此類推。設置對話框如圖5所示。
圖5 自動化距離設置
對話框中設置端頭距離，端頭范圍。對應于運輸機步距的設置。采煤機范圍設置采煤機運行兩端的極限位置。推溜距離設置推溜動作滯后采煤機位置的支架數(shù)。推溜范圍設置推溜的范圍。同樣的，移架距離和移架范圍。護幫板設定距離-范圍后的第一個文本框輸入護幫板提前采煤機位置的支架數(shù)。
程序中對某工作面端頭三角煤區(qū)域的設置參數(shù)如下：
端頭范圍：頭部－6
端頭范圍：173－尾部
采煤機范圍：9－171
推溜距離：15
推溜范圍：8
移架距離：7
移架范圍：7
護幫板收距離(canopy in distance）：7
護幫板收范圍(canopy in range)：7
護幫板伸距離(canopy out distance)：10
護幫板伸范圍(canopy out range)：3
Offset shearer：5
Offset BP snake：5
圖6 自動化設置示意圖
四、跟機自動化操作
在上述設置完成后，可以開始跟機自動化。
開始跟機自動化的具體操作是：點擊主界面上的用黑色橫線標出的“控制”下面的按鈕，出現(xiàn)一個對話框用于跟機自動化的啟動。如圖7所示。
圖7 啟動跟機自動化對話框
在對話框中點擊“選擇”按鈕，出現(xiàn)“開采方式”對話框，如圖8所示。
圖8 設置開采方式對話框
“開采方式對話框”用于開采方式的選擇。推溜，自動移架，后面的下拉框用于選擇打開，選擇或關閉該項功能。
一般情況下，推溜選擇“DEF”，自動移架選擇“移架”，cut－stage根據(jù)煤機割煤方向選擇TO HEAD（機頭方向）TO TAIL（機尾方向），選擇的方向必須跟當前煤機實際運行方向一致才能啟動自動化。
SCU范圍設定跟機自動化運行的范圍。
當選擇完成后，點擊“開始”按鈕，開始當前自動化。當自動化開始后，“控制”下面的按鈕上顯示出當前跟機自動化的狀態(tài)。
五、三角區(qū)域割煤工藝
某工作面采用的是端頭進刀，雙向割煤。在完成一次完整的循環(huán)后，采煤機的運動軌跡如圖9所示。
圖9 采煤機運行軌跡
在三角煤區(qū)域采煤機軌跡如圖10所示。
圖10 三角煤區(qū)域采煤機運行軌跡
第一步：當采煤機從機尾采向機頭時，支架隨著采煤機的移動，滯后采煤機的第7個（可根據(jù)現(xiàn)場情況任意設置）支架開始自動降、移、升，即自動拉架，再滯后7～12個支架開始推溜，一直跟隨采煤機進行。如圖11所示。
圖11 采煤機運行步驟
當采煤機前滾筒割到機頭時，推溜完成后停止，但支架一直向機頭方向繼續(xù)拉架，直到第1架，如圖12所示。
圖12 采煤機運行步驟
第二步：煤機向機尾進刀割三角煤，如圖13所示。
圖13 采煤機運行步驟
第三步：采煤機向機頭方向割三角煤，如圖14。
圖14 采煤機運行步驟
第四步：采煤機割完三角煤，調頭向機尾割煤時，如圖15所示。
圖15 采煤機運行步驟
進入第四階段，支架滯后采煤機7架開始從機頭第1架起拉架，跟隨采煤機實現(xiàn)自動拉架，并距自動拉架完成后的7～12架開始自動推溜。
六、煤機支架遠程干預技術
為進一步優(yōu)化采煤自動化的方式，確保支架自動移架時的人員安全，減小工人勞動強度，在實現(xiàn)記憶割煤的前提下，在某工作面控制系統(tǒng)中加裝一套遠端控制系統(tǒng)，通過光纜將采煤機遙控器移至控制臺處，將人員從工作面移至控制臺處，操作人員可以根據(jù)主控制臺視頻監(jiān)視計算機及JOS和支架主控制器提供的數(shù)據(jù)和相關信息，對采煤機和支架實施遠程干預。
1.采煤機遠程操作技術
通過采煤機攝像系統(tǒng)傳輸?shù)墓ぷ髅鎴D像，操作人員根據(jù)煤層變化情況、滾筒截割情況、支架狀態(tài)等信息，必要時對采煤機進行遠程干預，干預操作功能與操作人員跟機作業(yè)時操作范圍相同，可實現(xiàn)采煤機所有動作的干預。通過遠程干預系統(tǒng)，有效解決了工作面煤層變化時截割矸石的問題，同時對于工作面設備安全運行提供了科學有效的保證，防止意外事故出現(xiàn)。
2.液壓支架遠程控制技術
為實現(xiàn)對工作面支架的手動遠程操作，在液壓支架主控機上設置一個控制器，通過采煤機攝像系統(tǒng)圖像信息，支架主控器上支架狀態(tài)等信息，操作人員可實現(xiàn)對支架的遠程干預。有效解決了支架拉架不到位、推溜不到位、頂梁傾角過大、初撐力不足等問題出現(xiàn)時需要操作人員進入工作面操作的問題，大大提高了自動化工作面安全高效運行，保證采煤機正常割煤。
在煤機上安裝高清晰低光攝像頭，隨機監(jiān)視煤機滾筒位置，并將視頻信號通過隨機光纜傳至順槽控制臺監(jiān)視計算機，操作人員在工作面運輸機機頭通過監(jiān)視計算機監(jiān)視采煤機割煤情況。
轉化果品后臺咨詢電話：4001817969
