孔祥斌

摘 要：通过煤岩识别研究提出一种利用采煤机滚筒截割振动信号来进行煤岩界面辅助识别的方法。对采煤机的滚筒进行受力分析，建立摇臂截割振动模型，通过理论分析验证该方法的可行性，并通过对试验结果分析给出试验与实际工况可能存在的差异，提出实践中需要改进的方法和途径。

关键词：煤岩识别；振动信号；采煤机

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）16-0196-01

在采煤过程中煤岩界面识别技术是采煤机自动控制的基础，也是实现无人自动化开采的先决条件。目前已有20多种方法对此展开研究，其中记忆截割技术已被应用于生产中，但不能处理岩层突变和工作面突发情况。基于采煤机截割煤和岩石产生的振动信号特征提出一种煤岩辅助识别新技术，达到对其实现控制的目的。

1 煤岩识别理论可行性分析

由于煤层物理、力学性能无规则变化和参与截割的截齿数量的变化，致使采煤机工作时，采煤机滚筒所承受的外载荷随机变化。此外，因滚筒在制造、装配中存在偏心问题，滚筒旋转过程产生的偏心质量必然使调高机构产生振动。因此，滚筒的受力情况是采煤机结构设计和振动分析的重要依据。通过分析可知，当采煤机在工作面自右向左采煤时，左滚筒受力情况如图1所示。假设滚筒受到推进阻力Fx、截割阻力Fy和轴向力Fz，则Fx=R1sin（ω1t），Fy=R2sin（ω2t），Fz=R3sin（ω3t）。其中：R1、R2、R3分别为3个方向外载荷的最大幅值，N；ω1、ω2、ω3分别为3个方向外载荷的变化频率，rad/s。

据图1所示滚……