[发明专利]掘进机煤岩识别自动截割控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及掘进机控制领域，具体是一种掘进机煤岩识别自动截割控制方法及系统。

背景技术

实现掘进机自动化采掘是掘进机当前的重要发展方向，原因在于：自动化采掘可以提高掘进速度、降低工人的劳动强度；保证采掘安全、巷道成型质量(保证沿顶、底板掘进时不破坏顶、底板；截割侧帮时不产生超挖现象)；减少设备损耗，减小维修量，等等；但是自动化采掘需要多方面技术才能实现，就目前来说，实现掘进机自动化采掘任重而道远。

发明内容

本发明为了实现掘进机自动化采掘，就巷道成型方面，提供了一种掘进机煤岩识别自动截割控制方法及系统。

本发明是采用如下技术方案实现的：掘进机煤岩识别自动截割控制方法，包括如下步骤：

分析计算步骤，依据掘进机截割头截割时的受力状况、截割电机和/或回转油缸的参数情况、以及截割头受力状况同截割电机和/或回转油缸参数情况间的关系，计算掘进机截割头当前截割位置处矿岩的普氏系数f；

矿岩类型判断步骤，将分析计算步骤得到的普氏系数f与用于区别掘进机当前工作面矿岩类型的基准普氏系数值F比较，判定掘进机截割头当前截割位置处矿岩的类型；如分析计算步骤得到的普氏系数f小于基准普氏系数值F，则掘进机截割头当前截割位置处矿岩为煤炭；反之，掘进机截割头当前截割位置处矿岩为岩石；

截割控制步骤，依据矿岩类型判断步骤的结果，控制掘进机截割头的截割轨迹；如掘进机截割头当前截割位置处矿岩为煤炭，则控制掘进机截割头沿当前截割轨迹继续截割，并在截割过程中经分析计算步骤、矿岩类型判断步骤确定截割头截割位置处矿岩的类型，再一次启动截割控制步骤；反之，启动分状况处理步骤；

分状况处理步骤，测算截割头当前截割位置与截割头截割时近一次认定的巷道基准位相隔的距离L₀，并将所述距离L₀与用于认定巷道基准位的限定距离值L₁比较，依据比较结果，控制掘进机截割头的截割轨迹；其中，所述巷道基准位指掘进机截割头当前截割时所沿的底板、或者右帮、或者顶板、或者左帮所处的位面；

如距离L₀大于限定距离值L₁，则认定截割头当前截割位置处的矿岩为夹矸，降低截割头截割进给速度，控制掘进机截割头沿当前截割轨迹继续截割，同时经分析计算步骤、矿岩类型判断步骤确定截割头截割位置处矿岩的类型，再一次启动截割控制步骤；

如距离L₀小于限定距离值L₁，则认定截割头当前截割位置为与截割头当前截割轨迹所沿的巷道基准位，启动截割调整步骤；

截割调整步骤，控制截割头按照与当前截割轨迹垂直的方向、以移动距离值L₂移离当前截割轨迹所沿的巷道基准位，并沿截割头移离前的截割轨迹方向继续截割，同时经分析计算步骤、矿岩类型判断步骤确定截割头截割位置处矿岩的类型；如掘进机截割头当前截割位置处矿岩为岩石，则再一次启动截割调整步骤；如掘进机截割头当前截割位置处矿岩为煤炭，则沿截割头移离前的截割轨迹方向继续截割，并在截割距离达到截割定值L₃后，启动二次分状况处理步骤；

二次分状况处理步骤，测算截割头当前截割位置与截割头截割时近一次认定的巷道基准位相隔的距离L₀，并将所述距离L₀与用于认定巷道基准位的限定距离值L₁比较，依据比较结果，控制掘进机截割头的截割轨迹；

如距离L₀大于限定距离值L₁，则控制截割头按照与当前截割轨迹垂直的方向向着当前截割头截割轨迹所沿的巷道基准位进行截割，并在截割过程中经分析计算步骤、矿岩类型判断步骤确定截割头截割位置处矿岩的类型，再一次启动截割控制步骤；

如距离L₀小于限定距离值L₁，经分析计算步骤、矿岩类型判断步骤确定截割头截割位置处矿岩的类型，如掘进机截割头当前截割位置处矿岩为岩石，则启动截割调整步骤；如掘进机截割头当前截割位置处矿岩为煤炭，则沿截割头移离前的截割轨迹方向继续截割，并在截割距离达到截割定值L₃后，启动二次分状况处理步骤；

其中，所述基准普氏系数值F、限定距离值L₁、移动距离值L₂、截割定值L₃的具体数值要根据掘进机掘进工作面的实际情况(地质状况、巷道成型参数等)设定。