Origin软件在采掘工作面配套设备能力验证中的应用

Origin软件在采掘工作面配套设备能力验证中的应用郭俊英（煤科院太原研究院山西太原030006）【摘要】介绍了Origin软件基本用法。利用Origin软件对井下配套设备采集的数据进行处理、绘制曲线、曲线拟合、分析判断，以验证配套设备生产能力匹配的合理性，对井下煤矿设备的选型具有一定的指导作用。【关键词】Origin软件数据处理曲线拟合配套设备0、引言根据已有煤矿的实际情况，合理配置采掘、运输机械设备，使配套设备发挥最大的效能，是提高生产能力和产量的关键。煤层赋存条件、地质构造、综采工作面设备配套尺寸及配套能力是确定采煤机械选型的主要因素。为了充分发挥采煤机械的效能，还要有相应的配套管理、维修和配套的采区生产环节。在采煤机械选型中【1】，应对煤层厚度、煤层倾角、煤层硬度、顶底板岩性、地质构造，以及采煤方法和工艺要求、技术经济效果、配套设备要求等因素进行综合分析，然后再确定选型原则。刮板输送机的输送能力必须与采煤机或刨煤机的生产能力相匹配，应使输送机的输送能力等于或大于采煤机或刨煤机生产能力，并留有一定的裕度。工作面输送机和采煤机的生产能力也要与采区顺槽、运输大巷以及整个矿井的运输提升能力相配套。防止工作面能力过大，而采区顺槽及大巷的运输能力不够而出现“瓶颈”现象。采煤机械的配套选型是一门复杂的科学。以往的做法是根据长期的实际经验和经验公式计算，再通过一段时期的生产运行加以验证确定。能否通过生产运行设备采集数据，对数据进行科学的处理，快速验证配套设备的合理性，为设备选型提供科学的依据，是本文想要尝试的目的。1、Origin软件简介【2】Origin是Microcal公司推出的数据分析和绘图软件，主要包括两大类功能：数据分析和绘图。Origin的数据分析包括曲线拟合、排序、调整、计算、统计、频谱变换等各种完美的数学分析功能，而基于模板的绘图可以做出几十种二维和三维图形。Origin功能强大，在各国科技工作者中应用较为普遍，当前全世界有数以万计的科学和工程技术人员在使用，我国则以高校研究生使用较多。Origin被公认为是最快、最灵活、使用最容易的数据分析和绘图软件．Origin最突出的优点是使用简单，它采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具操作，全面支持鼠标右键操作、支持拖放式绘图等，甚至在完成一项任务时不需要用户编写任何代码，它带给用户的是最直观、最简单的数据分析和绘图环境。【3】Origin是一个多文档界面应用程序，它将用户所有工作都保存在后缀为.OPJ的项目（Project）文件中。该文件可以同时拥有多个子窗口，如工作表窗口、图形窗口、矩阵窗口、函数窗口和版面设计窗口等。这些窗口之间相互关联，可以随时对所有工作表窗口中的数据进行更新。一旦数据表发生变化，相关的子窗口中可以立即看到结果，所见即所得。2、以某矿井下测试数据为例分析验证配套设备的合理性2.1工作面条件及煤层赋存特性被测工作面的地质结构简单，没有断层、冲刷、褶曲等构造，一般不含夹矸，赋存稳定以半亮煤为主，煤层的变异系数为0.08，普氏硬度为2.4。测试当天工作面长300m，煤层平均厚度为3.35m，设计采高3.2m。采煤机双向采煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，采煤机采用端头斜切进刀，按采煤机斜切进刀、吃三角煤，割煤、移架、推溜的顺序进行作业，采用倾向长壁后退式全部垮落综合机械化一次采全高的采煤方法。2.2数据的采集本次测试充分利用已有配套设备的数据采集装置，主要以采煤机和刮板输送机的机载测试数据为准，以人工定时、同时读取数据采集为主，采集一个工作周期的运行参数。2.3数据的整理、绘图和综合分析利用Origin软件对采集到的数据进行整理绘图。图1采煤机各电机电流、速度—时间曲线图2采煤机总功率-时间曲线图3刮板输送机电机电流-时间曲线图4刮板输送机电机功率-时间曲线综合分析以上实测曲线可以看出：采煤机截割电机和牵引电机采集点均无超载情况，运行比较平稳。由于割煤方式为双向采煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，因此采煤机在上行过程中（机尾到机头）右滚筒处于全截割状态，其电机电流大于左滚筒电机电流，反之，在下行过程中（机头到机尾）左滚筒处于全截割状态，其电机电流大于右滚筒电机电流。左右截割电机电流相差较大的原因是因为工作面采高较低，左右截割电机所受的负荷相差较大所致。采煤机总功率波动不大而且数值较小，其原因是煤质比较疏松、采煤机所受阻力很小。总功率在很小的范围内波动，距额定值还有很大的差距。因此，采煤机仍有较大的能力储备。刮板输送机电机各采集数据均无超载情况，其波动与采煤机曲线相吻合。在整个运行过程中，机尾电机波动较大的原因是刮板输送机机头电机只有一个电机在工作，这样导致机尾电机负荷增大。因此，在这个工作面且在这种地质条件、采煤工艺下，可以定性地判断为采煤机与刮板输送机的配置较为合理。如果要进一步提高工作面的生产能力，可适当地加大刮板输送机的电机功率以提高其运输能力。3、结论通过利用Origin软件对井下配套设备采集的数据进行处理、绘制曲线、曲线拟合、分析判断，可以对井下设备的运行情况有一个定性的了解，对在用配套设备的生产能力匹配的合理性可以给出一个初步的判断。因此，对井下煤矿设备的选型具有一定的指导作用。【参考文献】1、戴绍诚等编著。高产高效综合机械化采煤技术与装备。煤炭工业出版社，北京，19982、郝红伟，施光凯．Origin6．0实例教程【M】．北京：中国电力出版社2002-043、方安平、叶卫平等编著。Origin7.5科技绘图及数据分析。机械工业出版社，北京，2006.7【作者简介】郭俊英（1972-），女，高级工程师，在职研究生，主要从事煤矿机械检测检验工作