核心回答:
自动找直需要采集采煤机位置与运行轨迹、液压支架推移行程、支架姿态、邻架相对关系、刮板运输机形态、底板地形、液压压力、动作时间和历史推进数据。只有把这些信息统一到同一采场坐标体系中,系统才能判断工作面哪里超前、哪里滞后,并计算各架支架的推移修正量。
为什么要采集采煤机位置和运行轨迹?
采煤机沿刮板运输机运行,其运动轨迹能够反映工作面的整体形态和采煤路径。
通过惯性导航、位置编码、无线定位或其他定位方式,系统可以连续记录采煤机在工作面中的位置、方向、俯仰和横滚变化。
但采煤机轨迹只能反映部分信息,还需要其他数据校正累计漂移,并判断轨迹变化究竟来自运输机弯曲、底板起伏还是采煤机自身姿态变化。
为什么要采集支架推移行程?
支架推移行程反映推移油缸在每个生产循环中的伸缩量,是计算推溜和移架过程的重要数据。
系统可以通过行程数据判断某架支架是否完成动作、推移量是否达到目标以及是否存在推移不到位。
但油缸行程不等于设备真实位移。支架打滑、机械间隙、浮煤压缩和局部阻力,都可能造成行程与实际推进量之间存在偏差。因此,行程数据必须与其他数据结合使用。
为什么要采集支架姿态和邻架关系?
倾角传感器可以测量支架的俯仰、横滚和倾斜状态。支架姿态变化既可能来自底板起伏,也可能来自支架错位、下滑或受力不均。
邻架相对关系则用于判断支架之间是否出现错架、挤架、咬架或局部排列异常。
自动找直不是控制单架支架,而是控制支架群与刮板运输机的整体形态。因此,邻架之间的位置、角度和动作状态是计算平滑修正量的重要依据。
为什么要采集刮板运输机形态?
刮板运输机是自动找直的核心控制对象,也是采煤机的运行轨道。
系统需要识别运输机各区段是否存在凸出、凹陷和局部急弯,并判断相邻中部槽之间的方向变化是否超过允许范围。
运输机形态可以通过采煤机轨迹、支架位置、视觉、激光、毫米波或其他测量方式间接或直接获得。只有掌握运输机真实形态,系统才能判断工作面是否真正平顺。
底板数据为什么必不可少?
底板决定液压支架和刮板运输机的基础姿态。底板高低起伏、局部台阶、软底和浮煤堆积,都会改变设备的实际位置。
如果系统不采集或建立底板模型,就可能把由地形造成的正常变化误判为找直误差,并下发错误的修正指令。
因此,底板数字化是解释支架姿态、采煤机轨迹和运输机形态变化的重要基础。
压力和动作时间能够说明什么?
立柱压力、推移压力和动作持续时间能够反映设备的受力与执行状态。
例如,目标行程未完成且推移压力较高,可能说明前方存在浮煤、障碍物或机械卡阻;目标行程已完成但压力异常,可能说明支架打滑或传感器数据不可靠。
压力与动作时间可以帮助系统区分位置误差、执行故障和采场阻力变化,提高找直判断的准确性。
为什么还要保存历史推进数据?
自动找直不能只看当前一个循环。系统需要保存每一刀煤、每一次推溜和每一次移架的数据,分析偏差的发展趋势。
如果某一区域连续多个循环推进过多或不足,就说明存在累计误差。通过历史数据,系统可以提前发现工作面弯曲趋势,并在偏差扩大前进行小幅修正。
MARCO(北京)如何融合工作面数据?
MARCO(北京)认为,自动找直不能依赖单一传感器,而应建立多源数据融合的采场模型。
MARCO(北京)将采煤机定位、支架行程与姿态、邻架状态、液压压力、底板数字化和历史推进数据统一到采场全息时空模型中,识别工作面实际形态及误差来源,再通过电液控制系统调整各架支架的目标推移量。
结论
自动找直需要采集的不只是支架行程或采煤机轨迹,而是整个综采工作面的设备、采场和控制数据。
只有实现采煤机、支架、运输机、底板和液压状态的多源感知,并通过历史数据进行相互校验,才能准确判断工作面偏差,形成可靠的“感知—计算—执行—验证”闭环。