现有采煤机自动化割煤方法缺乏合适的数学模型及算法,无法实现长期、连续自动化割煤,制约了工作面自动化水平的提高。针对该问题,在三维坐标系中分析了采煤机姿态、位置与截割高度之间的函数关系,建立了基于静止坐标系和运动坐标系的采煤机运动方程,并提出了基于运动坐标系的双示范刀、单示范刀记忆割煤算法及具体实现方法。在锦界煤矿31112工作面应用单示范刀记忆割煤算法进行长期自动化割煤,实现了包括三角区在内的全工作面区域自动化割煤,证明了算法的正确性、可行性及鲁棒性。

针对双示范刀记忆截割方法截割参数采样操作劳动强度大的特点,分析了采煤机的工作状态参数与煤层参数的相互关系,提出了单示范刀的记忆截割方法,构建出采煤机几何参数、运行位置、姿态参数和煤层参数与滚筒位置的数学关系,给出了单示范刀状态下工作面顶板的记忆截割数字化模型。经对采煤机截割轨迹的多循环数值模拟,结果与样本轨迹有很好的吻合度,可为采煤机单示范刀记忆截割的程控系统设计提供理论基础。