摘要：随着社会的发展，我国的互联网技术的发展也突飞猛进。采煤机属于采煤工作的核心设备，可以实现整个综采工作智能化的关键设备。采煤机可以根据煤层的条件、所处的位置，以及其自身的工作状态进行调节，从而建立高效、稳定的工作状态。实现对状态的感知，并且充分利用智能控制技术，这也是整个采煤机实现智能化的重要内容。采煤机智能控制技术主要有姿态控制、速度控制、截割控制等。在现在的煤矿行业，相关的智能化技术如动态定位、自动调高、煤岩识别等技术都不够成熟，基于当今互联网技术需要对采煤机智能自动化割煤进行深入研究。
关键词：互联网技术；综采机自动化；采煤研究
引言
在预设轨迹后，采煤机能够自我记忆行走路线。采用红外传感器定位采煤机精准位置，自动控制软件和相应硬件设备的结合很好的实现了采煤机定资。工作面摄像仪采集采煤机割煤工况，通过地面视频监控系统进行实时操作。把采煤机自动化割煤技术进行工业性实践，实践表明采煤机在自动化控制下，能够根据煤层厚度、煤层起伏变化、工作面瓦斯情况做出相应调整。综采工作面自动化生产，不仅降低了原煤含矸率，还有利于安全。
1采煤机智能化自动控制
1.1智能记忆截割
智能记忆截割技术，也被称为自适应记忆截割技术。其控制流程主要有3个阶段，分别是对记忆路径和相关数据进行处理、调高滚筒的高度、进行人工修正等。其中在第一个阶段中，可以采集截割系数，并且进行数据记忆，并进一步进行处理。当采煤机记性记忆截割时，先是由工人对其工作面截割，此时采煤机会对行走路线进行记忆，确定各个关键位置具有的参数。然后，采煤机就可以按照记忆来对煤岩进行切割。在首次人工示范中，采煤机对将记忆位置进行分类，分别是关键点、常规点。可以设置每间隔1m，采煤机将对传感器的参数进行采样，并且对这些信息进行记录，这类位置往往被认为是常规点。但是，在记忆采煤机工作时，往往会产生大量的数据，这部分数据的有效性较低，无需完全记录。所以在采集收据时，往往会规定采集的间距，在这部分的采集区域也被称之为关键的采集点，关键点也就是采煤机在工作中截割煤体和岩体时，工作人员使滚筒上升或者下降的位置。
1.2自动控制调高
随着煤层在地层中不断起伏变化时，若采用机械式地去记忆煤层所在的位置，由于机械式记忆准确度差，很容易使得采煤机截割机误把顶板岩体、矸石或者断层等当作煤体，这样对采煤机的截割机造成巨大的损伤，严重时会带来安全生产事件。为了改善采煤机机械式记忆存在的不足，把人工免疫模型的原理运用到了采煤机截割滚筒自动调高方面，这项技术是基于将人工免疫理论与采煤机截割部自适应记忆截割相结合，不仅可以解决机械记忆的缺点，而且还可以实现截割滚筒随着煤体起伏变化而作出相应调高，其自动控制调高模型如图1所示。在采煤机工作时，如果煤层环境发生改变，则需要改变原先的记忆位置。否则会使滚筒截割到煤岩的断层或者夹矸。通过这种方式，可以造成采煤机受到破坏，甚至引发生产事故。为了避免这类问题的出现，文献[3]针对滚筒技术径向了优化，在优化设计中主要利用了人工免疫模型，研究者也将该模型应用到记忆截割理论中，从而实现滚筒具有自适用调节的作用。在进行数据处理时，也需要人工进行操作，沿着工作面进行截割，然后记录采煤机在切割过程中的位置、行走的速度、电动机的工作电流、摇臂的倾角等，同时还需要记录同温度相关的传感器信息。通过试验，可以发现利用人工免疫模型，可以提高记忆路径的拟合度。一旦煤层的环境出现变化，滚筒将会自动调节工作高度。
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2优化措施分析研究
2.1追踪切换监控技术
采煤机在自动化开采中，利用有序自动化开采技术进行截割工作面，采煤机割煤工况被追踪监控系统实时跟进。被装在液压支架摄像仪随时监控采煤机动态，采煤机割煤被完全掌控着，为了高效监控与自动化调控，视频监控系统采用切换技术，有利于视频监控系统不至于存储不够而卡死。1）画面无缝拼接。采用动态画面无缝拼接技术，用大视角的方式监测采煤机工作，对于不同情况、不同位置和不同场景的画面进行录制拍摄，采煤机工作的远近视频无差异化相逢连接，设计的作用主要是使视频前的操作员身临其境，有助于操作员进行跟机管理采煤机自动采煤。2）视频跟踪调换。综采工作面空间有限，煤尘严重，可视化不强，为清晰拍摄工作面采煤机运转情况，采用无线技术与有线技术相结合的手段采集采煤机工况，通讯器将采集到的信息迅速传到自动控制中心，为控制软件跟随采煤机实现切换监控。不断切换采煤机定位、采煤机速度、滚筒高度等，跟机控制系统的切换视频无死角的显示工作面概况。采煤机和液压支架上的摄像仪采集采煤工作面信息，采集到的信息通过分别建立与无线交换机的连接实现远程输送信息。红外定位是实现采煤机定位的手段，定位装置接收到采煤机位置，会把信息传输到集中控制系统，在切换功能作用下，视频软件就会随着采煤机变化而显示出来。
2.2采煤机监控系统
采煤机远程监控拥有4个功能，分别为工作状态、实时运行参数、控制状态及检测的故障状态。采煤机工作状态主要是为远程监控者提供实时工作画面，例如采煤机截割位置、摇臂工作情况、滚筒运行状态等等；实时运行参数主要是指采煤机运行状态、液压油温度、水的温度以及其他相应情况；控制状态可以显示牵引机运行控制、摇臂升降控制、截割煤岩体截割力度等等；故障检测主要是指急停、报警、检修控制情况。整个监控可以实时观看采煤机采煤过程、各个部件运行状态以及落煤状态。
2.3自动纠偏
参考地理信息系统(GIS)的方式方法，基于互联网技术采煤机定位定姿也仿照此原理进行，对采煤机从4个阶段分别提出了自动纠偏控制技术。首先是建立数学模型，在局部地理坐标系下把工作面断层、褶皱等复杂地质构造抽象为数学描述，进而模拟采煤机截割轨迹路线；接着，通过曲线获得挖量和俯仰角计算，采用插值计算法在3次计算求平均下，得出褶皱顶底板煤岩界面曲线，循环坐标变换参照煤体顶底板曲线对采煤机截割煤体路线进行规划设计，从而计算出煤机每进一刀截割量以及滚筒俯仰角度；然后，在约束条件进一步修正截割路线，输入量将特殊的地质构造作为特征，不仅要表示出采煤的回采率，还要尽量减少截割岩量，充分考虑采煤机能力、相邻两刀间隔时间等约束条件下，进一步合理规划出最佳的截割轨迹；最后，基于插补算法和循环坐标变换算法实现采煤机在特殊、复杂的地质条件下自动化控制采煤机实行纠偏，最终达到准确的定位定姿。
结语
采煤机截割煤岩过程中对动态定位、自动调高、煤岩识别等智能化采煤还存在一些不足，针对此种情况，基于互联网技术对采煤机自动化采煤进行了相应研究。采煤机智能化自动控制截割煤岩体主要为自适应记忆截割路线、截割滚筒随着煤体起伏变化而作出相应调高控制、自适应牵引控制、自动纠偏控制4个方面。采煤机自动化采煤主要应用了互联网通信、互联网监控技术。在共同作用下，通过互联网信息技术良好的实现了采煤机自动化采煤。为综采工作面实现无人值守提供了一定的技术支撑。
参考文献
[1]张幼蒂,李新春,韩万林.综合集成化人工智能技术及其矿业应用[M].中国矿业大学出版社,2004.
[2]王虹.综采工作面智能化关键技术研究现状与发展方向[J].煤炭科学技术,2014,42（1）:60-64.
[3]师旭.煤矿井下巷道槽波超前探测技术研究[D].中国矿业大学,2014.
[4]魏建强.不稳定薄煤层开采原煤综合减矸技术[J].能源与节能,2015（08）:132-133.
[5]方新秋.薄煤层无人工作面煤与瓦斯共采关键技术[M].中国矿业大学出版社,2013.
论文作者:崔光翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：采煤机论文; 工作面论文; 记忆论文; 滚筒论文; 煤层论文; 技术论文; 位置论文; 《基层建设》2019年第21期论文;