本文摘要：摘要：为解决采煤机截割煤岩过程中智能化问题，采煤机自动化控制采煤运用了自适应记忆截割路线、自动调高、自适应牵引、自动纠偏技术，在互联网通信、互联网监控技术支撑下良好地实现了采煤机自动化采煤。该研究为实现综采工作面无人值守提供了一定的技术和
摘要：为解决采煤机截割煤岩过程中智能化问题，采煤机自动化控制采煤运用了自适应记忆截割路线、自动调高、自适应牵引、自动纠偏技术，在互联网通信、互联网监控技术支撑下良好地实现了采煤机自动化采煤。该研究为实现综采工作面无人值守提供了一定的技术和理论支持，具有较高的经济技术价值。
关键词：互联网,自动化,采煤机,监控
0引言
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[1]。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。
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，文献[2]提出了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。
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。
1.3自动控制牵引
在采煤机进行工作时，需要对其进行采煤机自适应牵引控制，又特别是工作条件或者工作环境有所变化时，例如采煤机的截割受到的阻力变化、割煤状态变化等。利用牵引速度的调节，可以提高其工作的稳定性。同时可以根据工作环境，对采煤机的牵引速度进行调节。通过这种方式，可以保证滚筒的工作时间和空间，从而实现对高度的调节。提高切割的效果。目前，采煤机中的牵引电流和切割电流均为左/右两种方式。同时可以调节机尾的电流等指标，从而对速度进行最优化处理。
1.4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[4]，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。
2采煤机应用互联网技术
2.1工作面互联网传输
为了实现无线传输，通常会在采煤机上安装一个无线交换机[5]。对于整个综采工作面而言，需要安装7个交换机。通这种方式，可以实现液压支架和无线交换机之间的通信，从而提高数据的稳定性。在数据传输过程中，主要是借助无线交换机，通过该设备可以将采煤机的工作信息进行交换。同时，在液压支架上，将使用本安型的无线交换机，利用隔爆款的摄像机，可以实现远程监控的作用。在矿井的巷道中，会使用多台无线交换机。利用该种方式可以实现对煤矿的监控以及通讯。
2.2采煤机监控系统
地面监控中心基于互联网技术监控采煤机运行可视化，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[6-8]。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。
3结论
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]安美珍.采煤机运行姿态及位置监测的研究[D].北京：煤炭科学研究总院，2009.
[2]SiLei，WangZhongbin，TanChao，etal.Anovelap⁃proachforcoalseamterrainpredictionthroughinforma⁃tionfusionofimprovedD-Sevidencetheoryandneuralnetwork[J].Measurement，2014，54(4)：140-151.
[3]李昂.采煤机采区绝对定位定姿技术研究[D].徐州：中国矿业大学，2015.
[4]郝尚清，王世博，谢贵君，等.长壁综采工作面采煤机定位定姿技术研究[J].工矿自动化，2014(6)：21-25.
[5]田丰，秦涛，刘华艳，等.煤矿井下线型无线传感器网络节点定位算法[J].煤炭学报，2010，35(10)：1760-1764.
[6]白会琼.谈煤矿采煤技术的发展与自动化技术的应用[J].智能城市，2018，4(24)：55-56.
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