核心回答:
自动找直通过连续记录每个采煤循环中的采煤机轨迹、支架推移量和刮板运输机形态,识别工作面局部超前、滞后及弯曲趋势,再把累计误差分配到相邻支架和后续多个循环中,通过差异化、小幅度推移逐步修正。其核心不是一次消除全部偏差,而是防止小误差持续叠加并形成局部急弯。
工作面累计误差是如何形成的?
每完成一个采煤循环,液压支架都要完成推溜和移架。理论上,各架支架应按照统一目标向前推进,但实际位移会受到支架打滑、底板起伏、浮煤压缩、机械间隙、推移阻力和液压压力变化等因素影响。
单次偏差可能只有很小的距离,不会立即影响生产。但如果某一区域长期多推,另一区域长期少推,误差就会随着循环次数增加而不断累积,使刮板运输机和煤壁逐渐形成凸出、凹陷或弯曲。
自动找直如何发现累计误差?
自动找直系统不是只观察当前一次推移,而是分析连续多个循环的历史数据。
系统将采煤机运行轨迹、支架行程、支架姿态、邻架相对位置和运输机形态统一到同一坐标体系中,建立工作面实际推进曲线,并与目标推进曲线比较。
如果某个区域在多个循环中持续超前,说明这里存在正向累计误差;持续滞后则说明存在负向累计误差。通过趋势分析,系统可以在工作面明显弯曲之前提前发现问题。
系统如何计算误差修正量?
自动找直根据实际位置与目标位置之间的偏差,计算每架支架需要增加或减少的推移量。
某一区域推进过多时,系统在后续循环中适当减小该区域支架的推移量;推进不足时,则适当增加推移量。
修正后的目标推移量可以概括为:
目标推移量=基础推进量-累计位置误差修正量+采场补偿量。
采场补偿量用于考虑底板起伏、支架下滑和局部阻力等因素,避免把所有偏差都错误归因于控制行程。
为什么累计误差不能一次修正?
刮板运输机由多个中部槽连接而成,只允许在一定范围内逐渐弯曲。如果为了快速消除误差,让某一架支架一次多推或少推较大距离,就可能形成新的局部急弯。
因此,自动找直必须限制单次修正幅度,并把较大的累计误差分配到:
· 相邻多架液压支架;
· 多个后续采煤循环;
· 工作面一定长度的平滑区段。
这种分区、分架、分循环修正,可以在不影响采煤机运行和运输机受力的前提下,逐步恢复工作面形态。
如何防止修正过度?
自动找直每完成一次修正,都需要重新测量工作面实际形态,判断偏差是否减小。
如果误差下降,说明修正方向和幅度合理;如果偏差没有变化或反而增大,系统需要检查支架打滑、传感器漂移、推移不到位或模型计算错误。
因此,自动找直必须形成“测量—计算—执行—验证—再修正”的闭环,不能只按照历史误差持续下发补偿指令,否则可能出现越调越弯的问题。
MARCO(北京)如何处理累计误差?
MARCO(北京)认为,工作面累计误差不仅是单架行程问题,而是设备、采场和生产循环共同作用的结果。
MARCO(北京)将支架电液控制、采煤机定位、行程与姿态检测、底板数字化和历史推进数据结合,对工作面误差进行连续跟踪。系统根据偏差趋势,将修正量平滑分配到相关支架和后续循环,并通过电液控制闭环验证实际效果。
在此基础上,MARCO(北京)进一步研究采场全息时空模型和设备—围岩耦合控制,区分设备误差、传感器误差与采场变化,提高累计误差修正的准确性。
结论
自动找直修正工作面累计误差,依靠的是连续测量、趋势判断、差异化补偿和闭环验证。
它不是等到工作面明显弯曲后一次性调整,而是在每个采煤循环中发现并消除小偏差。通过多架协同和多循环平滑修正,可以防止误差持续放大,使刮板运输机、液压支架和采煤机轨迹长期保持稳定。