山东省田庄煤矿 山东省济宁市 272100
摘要：掘进机切割头定位的速度和精度是影响施工效率和质量的主要因素之一，但目前掘进头定位多由人工操作完成，定位精度差、效率低，掘进头定位困难。因此实现自动化掘进，是矿业研究的一个重要方向。探索掘进机自动化掘进技术，解决掘进过程中存在的科学和技术问题并提出有效的解决方案是我国煤矿生产，面临的一项十分紧迫的任务。本文根据掘进机的结构特点研究掘进机产生干涉的规律，研究悬臂各关节之间以及悬臂与巷道壁的防碰撞检测。对掘进机自动化掘进关键技术的研究具有非常重要的现实意义。
关键词：掘进机；自动掘进；掘进规划；避碰处理
1煤巷掘进机的使用
1.1使用标准
田庄煤矿中使用掘进机应该确定好使用的标准规范，当一整台掘进机在地面完成基本的安装之后，需要全面的分析标准度，这样才可以更好的保证掘进机保持着持久稳定的运转。手柄的转动需要保持灵活，相应的位置需要校准，这样才能满足操作司机的使用习惯。急停开关工作必须要符合可靠标准，液压缸活塞杆镀层避免出现脱落的情况，若是局部出现了轻微的锈斑，应该保持在50毫米以内，划痕的深度不可以大于50毫米，长度小于50毫米，单件上不能超出3处划痕。注油嘴必须要保证齐全，油路畅通无阻，照明等设备必须定时检查，保持明亮状态，同时必须符合安全标准。切割头应该无裂纹，开焊和截齿保持完整，若是出现了短缺的情况，应该保持在总数的百分之五以内。切割头左右的回转摆动需保持着相对灵活的状态。在行走机构方面，履带板必须要避免出现裂纹，同时还应该注意不可碰到其他的机件，松紧度保持适宜的状态，松弛度应该是30-50毫米。分析运输结构的时候，需关注耙爪的转动灵活度，确保其在伸出的时候，可以及时的超过铲煤板，刮板应该重视齐全，弯曲的程度不可以超出15毫米，链条的松紧度保持适宜的状态，若是出现了磨损的情况，必须要合理的控制在原齿厚的百分之二十五，运转的时候避免出现跳牙的情况。胶管和接头处不漏油，油泵及马达的转动不会产生异响，压力保持在相对正常的状态，压力表齐全且指示准确，
1.2煤巷掘进机使用注意事项
在掘进机实际工作的过程中，若是发现其出现了不同于往常的声音，则需要及时的停机检查，针对于异响做出判断，当适当的排除相关故障之后，可以再次开机施工。掘进机在实际工作的时候，可以适当的前进和后退，这个过程必须要收起后支撑，将铲装板抬起。当掘进机进行截割的时候，若是发现存有大块掉落的煤岩，应该将其适当的破碎之后，完成具体的装载运输过程。这个过程必须要在空载旋转的情况下完成向煤岩壁钻进的工作。掘进机液压系统和供水系统的压力不可以任意调整，需要经过专业人士通过较为科学的论证后适当的调整。对掘进机注入油、脂的时候，应该运用较为合理的操作方式，确保容器更加洁净，避免因为杂质对油产生的污染使得机械元件出现了破损情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对掘进机停机或者是出现紧急停机时，必须要重视相关步骤的操作，特别是在紧急停机时，应该将紧急停机开关分装在操作开关箱内部和油箱的前部，这样就可以在按下紧急的开关之后，保证掘进机所有电动机及时停止运转。
2悬臂碰撞检测方法分析
2.1悬臂运动关节防干涉掘进规划
通过对掘进机工作特点分析，通过对断面的区域划分，使悬臂在不同区域内，不同高度内工作，可以有效避免发生干涉，我们将悬臂不会发生干涉的区域命名为“安全区域”。根据这个策略，提出了两种划分区域方法来避免碰撞干涉。四区域掘进规划方案：将断面划分四个区域。通过分析，根据掘进机悬臂结构分布大致为悬臂划分一个安全区域（A、C区域），悬臂在A、C区域作业，此时，对应的悬臂可不考虑发生碰撞，大大地缩小了悬臂的碰撞检测的工作量。剩下的区域为中间区域（B1、B2区域），悬臂都在中间区域目标孔工作时可能发生干涉。为了避免干涉，当悬臂在中间区域时，我们可以让悬臂只在安全区域进行作业。这样就从规划上避免了掘进机作业时悬臂与巷道顶板和两帮碰撞情况的发生。
对比分析以上方案，有利于掘进机作业，且可不考虑巷道形状，适用于其他形状巷道，针对于文中所设计巷道，且有利于悬臂末端位姿的确定，便于对悬臂进行运动学分析，理论上是可行的。但考虑到实际中，文中所设计的巷道比较普遍，且笔者主要利用运动学分析来实现自动化掘进的目标。
2.2悬臂与巷道碰撞的分析
在掘进机实际工作中，悬臂与巷道也有可能发生碰撞干涉，如若悬臂与巷道发生碰撞会加快悬臂的磨损，危害很大，所以要尽量避免。对于悬臂与巷道的碰撞检测，首先将连杆用两端具有半径为r的半球的圆柱体包络起来。当机悬臂在巷道工作时，只有保证圆柱两端球心位置（即连杆关节中心点坐标）不与巷道碰撞，则整个圆柱体便不会与巷道发生碰撞，即悬臂连杆与巷道之间不发生碰撞。因此只要检测关节坐标原点是否与巷道发生碰撞即可。
通过分析，关节点坐标是否与巷道发生碰撞的问题可以转化为求关节坐标到巷道的最小距离，只要关节坐标到巷道的最小距离大于包络连杆半球的半径，保证悬臂与巷道之间不发生碰撞干涉。
3结束语
总之，根据掘进机的结构特点研究悬臂产生干涉的规律，通过对悬臂工作特点的分析，研究悬臂的碰撞干涉检测方法。给出了避免碰撞的掘进规划方法，通过对掘进工作断面进行合理分区和掘进顺序规划，实现了在避免碰撞的基础上有效地完成作业任务，提出了防干涉掘进规划。给出了悬臂与巷道之间的避碰干涉检测方法，便于在矿用掘进机自动控制系统实现，能满足实际需要，为解决田庄煤矿巷道掘进安全问题提供技术支持。
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[3]徐小明，杨敬峰.对悬臂式掘进机自动纠偏技术的研究[J].工业设计，2016（7）：101.
论文作者:郭帅
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第17期
论文发表时间:2018/1/22
标签：悬臂论文; 巷道论文; 掘进机论文; 区域论文; 田庄论文; 发生论文; 工作论文; 《建筑科技》2017年第17期论文;