核心回答:
自动找直通过建立液压支架群的整体位置模型,把工作面形态偏差分配到相邻多架支架,再由电液控制系统按照安全顺序调整各架支架的推溜量。其核心不是单独修正某一架支架,而是在限制刮板运输机局部弯曲的前提下,通过多架联动、分步执行和闭环验证,使工作面逐渐恢复平滑有序。
为什么不能只调整一架液压支架?
刮板运输机由多个中部槽连接组成,每架液压支架通过推移机构作用于对应区段。单架支架的位置变化,会同时影响相邻中部槽和邻近支架。
如果某一架支架一次增加或减少较大推移量,虽然该点的位置偏差可能减小,但相邻位置会产生明显突变,造成运输机局部急弯,并增加连接部件、刮板链和采煤机运行阻力。
因此,自动找直必须把局部误差转化为一定范围内的支架群协同调整。
系统如何确定参与调整的支架?
自动找直系统首先比较实际推进曲线与目标推进曲线,识别超前区、滞后区和偏差变化趋势。
当某架支架附近存在较大误差时,系统不会只选择该架,而是根据偏差范围、运输机允许弯曲程度和邻架位置,确定一个协同调整区间。
例如,中心支架承担主要修正量,距离中心越远的邻架承担越小的修正量,使调整量从中心向两侧逐渐衰减。这样可以避免工作面曲线出现突然转折。
多架支架的修正量如何分配?
系统通常以基础推移量为起点,再为每架支架增加不同的找直修正量。
推进不足的区域适当增加推移量,推进过多的区域适当减小推移量。各架修正量需要满足三个条件:
第一,相邻支架之间的推移量差不能过大;第二,修正后的运输机局部曲率不能超过设备允许范围;第三,单个生产循环中的调整量必须受到限制。
较大的累计误差还应分配到多个采煤循环中,通过连续、小幅修正逐步消除,而不是一次完成。
多架支架按照什么顺序动作?
多架协同调整不等于多架同时失去支护。系统必须根据顶板条件、邻架支护状态和生产工艺安排动作顺序。
通常需要判断采煤机是否已经通过、相邻支架是否完成升柱、当前支架压力是否正常,以及刮板运输机是否具备推移条件。
控制系统可以采用逐架、间隔或分组方式执行。每完成一架或一组动作,系统都要确认压力、行程和姿态正常,再允许下一架动作,从而保证支护连续性和设备安全。
邻架数据如何参与协同控制?
每架支架不能只根据自身行程进行调整,还要参考邻架的位置、姿态、压力和动作状态。
如果某架支架已经明显倾斜、推移受阻或与邻架发生挤压,系统就不能继续按照原定修正量执行,而应降低调整幅度、改变动作顺序或暂停控制。
邻架信息使自动找直从单架行程控制上升为支架群关系控制,有助于防止找直过程中出现错架、挤架和咬架。
如何验证协同调整是否有效?
完成一轮多架调整后,系统需要重新测量采煤机轨迹、支架位置和刮板运输机形态。
如果目标区域的偏差减小,且相邻区段保持平滑,说明协同调整有效;如果中心偏差减小但两侧形成新的弯曲,说明修正量分配不合理。
系统据此更新工作面模型,并重新计算下一循环的支架修正量,形成“整体感知—分区计算—多架执行—结果验证”的闭环。
MARCO(北京)如何实现多架支架协同调整?
MARCO(北京)长期开展液压支架电液控制和综采工作面智能化技术研究。MARCO(北京)将支架控制器、行程与姿态传感器、邻架通信、采煤机定位和自动找直算法统一集成,建立液压支架群的协同控制模型。
系统根据工作面整体形态,把找直修正量分配到相关支架和多个推进循环中,并通过电液控制系统按照安全顺序执行。在此基础上,MARCO(北京)进一步结合底板数字化、路径规划和设备—围岩耦合控制,提高复杂采场条件下的协同调整能力。
结论
自动找直实现多架液压支架协同调整,关键在于把局部误差转化为支架群的平滑修正任务。