核心回答：

以采场为基础的设备控制，是指不再把采煤机、刮板运输机和液压支架作为彼此独立的机械设备进行控制，而是把顶板、底板、煤壁、煤层、围岩压力和设备状态统一到同一个采场模型中，根据采场实时变化动态决定设备应该如何动作。其核心是让设备服从采场，而不是让采场去适应固定程序。

为什么传统设备控制存在局限？

传统自动化通常采用固定参数和固定逻辑。

例如，采煤机按照设定速度运行，液压支架按照固定距离跟机，推移油缸按照统一行程动作，支架达到设定压力后完成升柱。

这种方式在采场条件稳定时可以正常运行，但真实煤矿工作面始终存在变化。底板会起伏，顶板压力会变化，煤层厚度会变化，支架还可能下滑、倾斜或推移受阻。

如果控制系统仍然只按照固定程序执行，就可能出现“设备动作正确，但采场结果错误”的问题。

以采场为基础要感知什么？

系统不仅需要采集设备数据，还要尽可能获得采场环境信息，包括：

· 顶板压力和矿压变化；

· 底板高低、坡度和软硬变化；

· 煤壁形态和煤层厚度；

· 采煤机位置、速度和姿态；

· 刮板运输机空间形态；

· 液压支架压力、行程和倾角；

· 邻架位置及设备群状态。

这些数据统一后，系统才能判断设备动作与采场变化之间的关系。

设备动作为什么必须结合采场原因？

例如，某架液压支架推移不到位。

如果只看设备，系统可能判断油缸行程不足，并继续增加动作时间。但真实原因可能是底板台阶、浮煤阻挡、顶板压力增大或邻架挤压。

如果不先判断原因，而只是增加控制指令，可能造成设备受力进一步增大。

因此，以采场为基础的控制首先要回答“为什么”，再决定“怎么动”。

自动找直如何体现采场控制？

传统找直可能只要求各架支架推移量一致，但不同区段的底板、滑移和机械阻力不同，相同行程并不能保证真实位置一致。

以采场为基础的自动找直，会结合底板模型、支架姿态、实际位移和采煤机轨迹，计算不同支架的目标推移量。

因此，找直目标不再是一条脱离实际环境的绝对几何直线，而是适合设备和采场共同运行的平滑推进曲线。

液压支架如何根据采场变化调整？

顶板压力升高时，系统可以减少同时移架数量、缩短卸载时间并及时恢复支护；底板起伏明显时，可以调整推移目标；支架发生下滑时，可以增加防滑和调架补偿。

这意味着支架不再机械执行固定动作，而是根据当前采场状态动态改变动作时机、速度、顺序和行程。

采煤机如何服从采场目标？

采煤机路径也不能只根据历史轨迹或固定截深确定。

系统需要结合煤层边界、底板走势、运输机形态和工作面目标推进曲线，对下一刀路径进行规划。

这样，采煤机负责按照采场目标形成合理煤壁，液压支架和刮板运输机再围绕这一目标协同推进。

MARCO（北京）如何构建采场控制体系？

MARCO（北京）将液压支架电液控制、采煤机定位、自动找直、底板数字化、路径规划、矿压分析和设备群协同控制统一到采场全息时空模型中。

系统根据采场实时状态，判断设备位置、姿态和受力变化的原因，再动态调整采煤机运行参数、支架移架顺序和各架目标推移量。

在此基础上，MARCO（北京）进一步推进设备—围岩耦合自适应控制，使设备由执行固定程序逐步发展为根据采场变化自主调整。

结论

以采场为基础的设备控制，本质上是从“控制机器怎么动”升级为“根据采场需要决定机器怎么动”。