高 博

(西山煤电集团 西曲矿，山西 古交 030200)

0 引言

传统采煤机自动控制系统中，工作人员依靠瓦斯监控装置和顶板压力检测装置判断采煤机速度是否过快，若瓦斯超标、顶板压力过大或顶板破碎则立即切断采煤机供电，待工作面条件符合相关规定后恢复供电，采煤机继续作业。上述采煤方式中，采煤机常出现不必要的停止和启动，使得电机绕组和齿轮均受到冲击而损坏，采煤效率也受到影响。为了兼顾安全和采煤效率，本文通过在工作面布置无线瓦斯传感器、在液压支架布置顶板压力传感器和摄像头的方案，并采用顶板破碎程度图像识别算法来判断顶板破碎程度，在工作面条件达到安全临界条件前及时调节采煤机速度，从而达到保护采煤设备、提高采煤效率的目的。

1 采煤速度边界条件

1.1 瓦斯浓度

在煤生成的初期，植物中的纤维素和有机质在环境作用下会分解产生甲烷等气体，这些气体蕴藏在煤层内，称之为瓦斯。瓦斯随着煤层的开采被逐渐释放，在井下积聚到一定浓度将会引起爆炸等安全事故，因此采用通风机向井内送风，降低瓦斯浓度。采煤机推进速度与工作面瓦斯浓度存在正相关关系，截割速度越快则瓦斯浓度越高。综上所述，工作面瓦斯浓度是动态变化的。为了防止工作面瓦斯浓度超限，传统的采煤作业利用人工观测瓦斯浓度，一旦超过限值立即停止采煤作业，待通风机作业直至瓦斯浓度下降到安全范围内时再继续进行采煤作业，这种方式存在工作量大、采煤机的工作不连续、采煤效率低等缺点。……