核心回答：

设备—围岩耦合自适应控制，是指把采煤机、刮板运输机、液压支架与顶板、底板、煤壁及矿压状态作为一个相互作用的整体进行控制。系统根据围岩变化实时调整设备的运行轨迹、支架压力、移架时机、推移量和动作顺序，使设备不再机械执行固定程序，而是主动适应采场变化。

为什么设备和围岩必须耦合控制？

传统自动化通常只关注设备自身状态，例如采煤机位置、支架行程、立柱压力和运输机运行状态。

但真实综采工作面中，设备动作始终受到围岩影响。顶板压力增加会改变支架移架阻力，底板起伏会改变设备姿态，煤壁变化会影响采煤机截割轨迹。

与此同时，设备动作也会反过来影响围岩。支架初撑力、移架速度和支护时间会影响顶板运动；采煤机截割路径会形成新的煤壁；运输机和支架推进又会改变下一循环的采场空间。

因此，设备与围岩之间不是单向关系，而是持续相互作用。

什么是“耦合”？

“耦合”意味着系统不仅知道设备状态，还要理解设备状态与围岩状态之间的关系。

例如，某架支架推移不到位，系统不能立即认为是油缸故障，而要进一步判断：

· 顶板压力是否升高；

· 底板是否存在台阶；

· 支架姿态是否发生变化；

· 邻架是否形成挤压；

· 浮煤是否增加了推移阻力。

只有判断出真正原因，才能采用正确的控制策略。

什么是“自适应”？

“自适应”是指控制参数能够随着采场条件变化自动调整。

传统控制可能规定所有支架采用相同移架距离、相同降柱时间和相同跟机距离。自适应控制则根据不同区段的实际状态动态改变参数。

例如：

· 顶板压力升高时，减少同时移架数量；

· 推移阻力增大时，降低移架速度；

· 底板起伏时，调整目标推移量；

· 支架下滑时，加入防滑和调架补偿；

· 工作面弯曲时，根据自动找直结果实施差异化推溜；

· 煤层变化时，重新规划采煤机运行轨迹。

设备—围岩耦合控制需要哪些数据？

系统需要融合：

· 立柱压力和矿压变化；

· 支架行程和实际位移；

· 支架俯仰角、横滚角；

· 邻架位置与动作状态；

· 采煤机位置、姿态和轨迹；

· 刮板运输机空间形态；

· 底板三维地形；

· 煤壁和煤层边界；

· 历史采煤循环数据。

这些数据统一到同一个采场坐标和时间体系后，才能建立设备与围岩之间的动态关系。

自适应控制如何形成闭环？

完整控制过程可以概括为：

采场感知—围岩状态判断—设备状态分析—控制参数计算—电液执行—结果验证—模型更新。

例如，系统发现某一区域支架推移困难，同时立柱压力升高，就可以判断可能存在顶板来压。此时不应简单增加推移指令，而应调整移架时机、减少同时动作支架数量，并缩短支架卸载时间。

动作完成后，再根据压力、行程和姿态变化判断控制是否有效。

自动找直为什么需要设备—围岩耦合？

工作面弯曲并不全部来自支架行程误差。

底板起伏、支架下滑、顶板压力和煤壁变化都会影响设备真实位置。如果自动找直只根据行程和轨迹控制，就可能把采场变化误认为设备误差。

设备—围岩耦合控制能够帮助系统判断“为什么偏”，然后再决定“怎么调”，从而减少错误修正。

MARCO（北京）如何推进设备—围岩耦合控制？

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

系统持续分析顶板、底板、煤壁与设备位置、压力、姿态和动作之间的关系，根据不同采场区段动态调整支架推移量、移架顺序、支护参数和采煤机运行轨迹。

结论

设备—围岩耦合自适应控制，本质上是让综采设备真正“理解”自己所处的采场环境。

它把控制目标从“设备完成规定动作”提升为“设备根据围岩变化做出合理动作”。只有实现设备与顶板、底板、煤壁之间的动态协同，综采智能化才能从固定程序自动化进一步走向采场自主控制。