张 锟

(中铁十九局集团矿业投资有限公司，北京100071)

0 引言

悬臂式掘进机在矿山工程、煤矿工程、水利隧道工程、交通隧道工程中都有比较广泛的应用，特别是对于矿山巷道开采，悬臂式掘进机发挥着不可替代的作用，提升悬臂式掘进机的工作性能，对于提升矿山的掘进施工速度和效率具有重要意义[1-3]。

当前，自动化控制技术是悬臂式掘进机研究的重点，自动化控制技术可以降低施工作业人员的劳动强度(特别是在高粉尘、低照度以及复杂地质条件时的操作难度)，有效提升巷道(隧道)的生产效率和断面形成质量。但是，目前大多数关于悬臂式掘进机的自动化研究集中于系统模型构建和仿真数值模拟，并未在实际工程中予以验证和应用[4-6]。因此，本文在基于PCC+工控机构建自动化控制系统基础上，搭建了实验平台进行功能测试，通过现场实验验证系统的工作性能的稳定性、可靠性与高效性，可为自动化控制技术在悬臂式掘进机中的推广应用提供借鉴。

1 悬臂式掘进机简介

以三一重型装备有限公司生产的EBZ200C型悬臂式掘进机为例，该型号掘进机主要性能参数为：机身重量54 t、截割电机功率200 kW、桩基总功率325 kW、截割头直径1120 mm、截割头转速46/23 rpm、泵站功率110 kW、行走速度0～7 m/min。主要包括切割件、铲件、主体部分、行走部分、液压系统、水系统、润滑系统、后支撑系统、电气系统以及运输系统等部件组成，见图1。按照功能划分，悬臂式掘进机可分为转载结构、行走结构以及截割结构，转载结构主要作用是将截割下来的矿渣转运到刮板运输机上，行走结构主要作用是控制掘进机的移动，截割结构的主要作用是通过截割头的上下、左右和前后摆动，完成矿的切削。……