自动化综采工作面技术应用_图文

1、第1期夏护国自动化综采工作面技术应用59自动化综采工作面技术应用夏护国(中国神华集团神东煤炭分公司设备管理中心,陕西西安719315摘要:介绍了自动化综采.Y-作面技术的组成和应用。关键词:自动化系统;传感器;电液控制中图分类号:TD823.97文献标识码:B文章编号:1671749X(200701005902O引言自动化采煤工作面关键技术的研究和应用是煤炭行业重点科技任务之一。神东煤炭分公司率先进行了自动化综采工作面技术的生产应用,取得了较好的效果。1综采工作面自动化系统组成综采工作面自动化系统设备主要包括:采煤机、刮板输送机、液压支架、液压泵站、转载机、破碎机、带式输送机、移动变电站、组合

2、开关等。在综采工作面系统中,采煤机、刮板输送机和液压支架用来组成工作面设备;端头支架维护输送机机头、机尾并支护端头空间围岩,超前支架进行两巷的超前支护;转载机机尾和工作面输送机机头为整体式结构,破碎机跨骑在转载机上,将工作面运来的煤破碎并转载到可伸缩带式输送机运出,带式输送机采用自移机尾,可随工作面推进自动移动并张紧;乳化液泵站为液压支架提供液压动力;喷雾泵站为采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机电机提供冷却水和喷雾用的压力水。1.1自动化系统的组成一个先进的综采工作面系统,是自动控制技术、传感器技术、计算机技术、设备工况监测及故障诊断技术、电液控制技术、直线控制技术、集中控制技术等多种自动化技

3、术构成机电一体化的综合机械化采煤自动化系统。自动化采煤工作面关键技术包括:液压支架电液控制技术,刮板输送机直线推进技术,收稿日期:20061009作者简介:夏护国(1970一,男,陕西咸阳人,1995年毕业于山西矿业学院矿山机电专业,大专,工程师,现中国神华神东煤炭分公司设备管理中心工作。煤岩分界及采煤机自动采煤技术,设备工况监测与故障诊断技术,顺槽集中控制技术。1.2自动化系统的功能和目标自动化系统主要实现的功能采煤机自动化记忆割煤;支架自动化推溜和拉架;工作面运输机负载的自动控制。同时还要求主要设备具备数据传输通讯功能,并能与多种通讯系统和接口进行双向传输。用这种方法对所有设备的重要工作参

4、数,如温度、电动机的电流、冷却水量、速度和位置等参数进行实时监控,并和工作面其他设备进行信号交换,实现信息共享和联锁控制。自动化系统的目标是,实现综采工作面的生产过程自动化,以减轻劳动强度、提高生产效率;实现对主要生产设备工况的实时在线检测,以及时发现故障隐患,及时采取措施,避免设备损坏,提高设备正常开机率;将工作面的相关信息及时传输到地面,并通过计算机网络实现共享,以实现生产管理信息化。1.3工作面生产过程自动化工作面生产过程自动化主要包括以下内容。采煤机自动化控制:在生产过程中,采煤机能够按照存储记忆的参数进行自动运行,实现无人操作。采煤机的自动控制一般分为牵引控制和滚筒高度控制。采用何种

5、方式进行控制取决于工作面的地质条件。首刀限制。采煤机控制装置对先割一刀煤的参数进行储存,并且与以后的进刀参数进行对比,加以限制,不允许截割顶板和底板时超出已储存的确定的尺寸;恒定的工作面断面截割。“恒定的工作面断面截割”方式是对采煤机司机的一项辅助操作。这种工作方式常与第一种控制方式配合使用;储存器截割(记忆截割。在储存器截割中陕西煤炭2007焦已经储存了人工截割的数据。手动操作可以随时介入修正煤机记忆参数,适应了工作面的瞬时变化;传感器控制。采煤机上的传感器可以识别煤机位置、机身和摇臂倾角、顶板、底板和可能出现的障碍。神东煤炭公司引进的艾可夫公司SL系列和久益公司的6LS5、7LS6系列采煤

6、机都具有记忆割煤功能。工作面运输机负载的控制:通过监控运输机的电机工作电流或者刮板链条的受力情况来监控工作面运输机的负荷量,自动调整采煤机的牵引速度,以调整落煤量。如果电流值太高或链子受力过大,运输机控制系统将给采煤机发出信号,使之降低牵引速度或者完全停下。支架的自动控制:支架采用电液控制系统,电液控制系统采用PM4控制器,在采煤机割煤过程中,随采煤机的行进系统能够控制支架的液压系统,按采煤工艺的要求完成以下动作:支架前移(降柱、拉架、升柱,护帮板的收、伸,推刮板输送机,喷雾降尘。可以实现单台支架的多动作自动顺序联动控制和成组自动控制。根据采煤机所在的位置要进行先推溜后移架的工作。此时采煤机必

7、须将其位置告诉支架控制装置。在采煤机上安装红外线发生器,通过液压支架上的接受器得到红外线信号,确定采煤机位置。每个液压支架上都装有接受器,信号再传递到支架的控制装置使支架运动,从而实现支架随煤机联动的功能。支架联动功能包括:拉架、推溜、打护帮板、收护帮板以及架间喷雾随煤机自动化联动。支架设定参数:支架跟随煤机4架一组成组拉架,推溜滞后煤机17架,收护帮板超前煤机9架,打护帮板滞后煤机6架,架间自动喷雾超为前煤机2架和滞后煤机。神东煤炭公司引进的DBT和JOY支架均具有联动功能。2综采工作面自动化系统的应用及改进2.1综采工作面自动化系统应用在西方一些国家,如英国和澳大利亚等国家,已+一+”+一

8、一+一+-+”+一+一+”+-+”+“+一+一进行过自动化采煤。自动化采煤对煤层要求较高,只适用于煤层较为平缓、顶板比较稳定,采高比较固定的区域,故不易实现。神府东胜煤田地质结构简单,煤层稳定,开采条件十分优越,为神东煤炭公司率先实现自动化综采工作面提供了良好的试验条件。神东煤炭公司2004年进行了自动化工作面的初步试验,在此基础上,2005年经过半年多的调试,先后建成了榆家梁煤矿45204半截深自动化工作面;哈拉沟煤矿02203半截深自动化工作面;补连塔煤矿31306大采高双向全截深自动化工作面,共三个自动化综采工作面,单面月产量均达90万t以上。自动化工作面的应用有利于提高工程质量、降低工

9、人劳动强度;发挥了先进设备的效能,提高了综采工作面的科技水平;为我国综采工作面自动化技术的应用积累了成功的实践经验。2.2综采工作面自动化系统待完善的地方综采工作面自动化系统在神东煤炭公司应用过程中,有以下几点需要完善:成组自动拉架时,泵站流量对拉架速度影响较大,影响割煤速度;煤机支架联动时,片帮煤影响较大,需要支架工随时检查支架前面是否有大快煤,防止挤伤电缆;自动化采煤对煤层要求较高,只适用于煤层较为平缓、顶板比较稳定,采高比较固定的区域,故不易实现。3结语自动化工作面的应用有利于提高工程质量、降低工人劳动强度;发挥了先进设备的效能,提高了综采工作面的科技水平;为我国综采工作面自动化技术的应

10、用和推广积累了成功的实践经验。针对不同的煤层地质条件,可以采用全自动化或者有选择的采用部分自动化功能,比如自动推溜、打护帮板、收护帮板以及架间喷雾功能,这样自动化综采工作面技术就具有了更大的推广价值和应用空间。陕西煤矿安全监察局采取措施,决心开好头、起好步进入2007年以来,陕西煤矿安全监察局多次召开会议,研究贯彻国家安监总局、国家煤监局、省委、省政府领导的讲话精神,制定陕西煤矿安全监察工作计划,明确今年安全监察工作重点和主要措施,在去年工作取得较好成绩的基础上,开好头、起好步,全力抓好2007年安全生产“落实年”和“攻坚年”的各项工作。(本刊讯 自动化综采工作面技术应用作者:夏护国, XIA

11、 Hu-guo作者单位:中国神华集团神东煤炭分公司,设备管理中心,陕西,西安,719315刊名:陕西煤炭英文刊名:SHAANXI MEITAN年,卷(期:2007,(1引用次数:0次相似文献(10条1.会议论文杨绍胤建筑物自动化系统的新发展2004文章结合作者实际工作中的经验进行分析总结,阐述了建筑物自动化系统的技术发展和展望.本文分传感器和执行器的数字化等五部分论述.2.学位论文王宁GIS智能检测系统理论与实践研究2006随着电力系统的发展,对 SF气体绝缘全封闭组合电器(Gas Insulted Switchgear,GIS 可靠性和自动化的要求日益提高,尤其是变电站自动化系统无人值守运行

12、模式的实施,在很大程度上要求GIS在监测、控制和保护等方面完全自动化和智能化。同时随着微电子技术、电力电子技术、计算机控制技术及网络通讯技术的发展,一种以数字处理技术为核心的智能GIS(SMART GIS应运而生。论文在系统分析国外各种GIS智能化方案的基础上,架构了全新的SMART GIS智能检测系统,以电流、电压测量为重点,从传感器设计、电路方案选择、模型参数分析、误差校正方法等方面展开了理论与实践研究。解决了系统的整体设计和外围问题。首先在确定设计任务的基础上,从检测项目选择、检测手段、指标体系到工作环境,设计SMART GIS检测系统的总体框架。GIS 智能检测系统采用模块化结构设计,

13、建立气密度温度检测、开关机械特性检测模块框图,针对倍频、辨向等问题提出解决策略,并且选择各传感器类型。其次针对系统与二次设备数字接口、系统电磁兼容等问题,解决外围问题整体结构设计。通过对IEC61850的分析,讨论标准化接口的结构和模型,归纳标准化接口的设计方法。在电磁兼容方面,对GIS工作环境下的电磁干扰特点和传播途径进行分析,在硬件和软件方面采取抑制电磁干扰的措施。采用罗氏线圈作为电流传感元件。论文重点分析GIS相邻母线的电磁干扰现象,提出罗氏线圈设计的注意事项,并且利用ANSYS有限元的分析方法对其内电场进行仿真研究,结果验证传感器绝缘结构设计尺寸以及安装位置的合理性,符合工程要求。研究

14、并设计出一种具有结构新颖简单、适合GIS结构特点的同轴电容作为电压传感器。论文分析了同轴电容电压传感器的基本原理,其中包括等效电路和相量图,以及稳态特性和暂态特性,重点研究一次短路和俘获电荷现象等暂态问题。在理论分析的基础上,讨论影响同轴电容电压传感器测量误差的各种因素,提出了补偿算法和设计原则。研制出样机,并对样机进行试验,结果说明以同轴电容为传感器的电压互感器与传统电压互感器相比,线性度高,测量范围广,经过努力精度可以达到 0.2 级。以设计GIS智能检测系统中的信号测量传输系统为目标,完成系统总体硬件电路设计以及相应的软件编程,调试和试验,提出并实现了合并单元与电子式互感器接口的多路信N

15、N步采样分时传输方法。利用DSP高速数据处理与FPGA高速、灵活的逻辑控制能力,解决DSP对数字输出不能同步接收的问题,实现信号的同步采样,且成本降低,结构更加简单。GIS智能检测系统属于多传感器系统,各传感器输出之间存在交叉干扰。为了进一步提高系统的测量精度,论文还研究了采用信号处理中数据融合技术为工具的软件校正误差方法,在二维回归的基础上,建立基于多维回归的数据融合算法,经过试验仿真,结果证明,此方法可以减小相对误差,提高系统整体精度。针对矿井中央泵房水泵存在的问题 ,设计了适合现场的自动化系统方案 ,经实际使用达到了良好的效果.从机械故障诊断方法的角度,提出了一种基于多传感器融合的机械故

16、障诊断的新方法,概述了该方法的基本原理和实现的相关技术.5.学位论文刘松柴河水库大坝渗流监测系统研究与应用2009柴河水库是一座以防洪、灌溉、供水为主的大型水利枢纽,是辽河防洪体系中的重要工程。30年的运行中历经补强、加固施工,目前基本满足国家规定的安全要求。土坝为粘土薄心墙砂壳坝,质量较差,布设的观测管较多,观测方法采用人工观测,误差大,效率低;观测资料的整理分析方法落后,数据成果滞后,不能及时了解坝体各部分渗流状况。为此,2005年辽宁省供水局批准柴河水库开发建设大坝渗流监测自动化系统。自动监测项目包括:大坝浸润线、坝基渗流、绕坝渗流、心墙渗水压力、上游坝坡渗水压力、排水导渗降压效能、坝下

17、水位和坝基渗流量八项。根据土坝实际状况,选取浸润线监测断面4个,坝基渗流监测断面2个,心墙渗水压力监测点4个。监测方式采用测压管法(管中置水压传感器。自动化数据采集采用分布式方式。传感器选用德国生产的水位压力传感器,型号为FMX167;采集系统采用国内开发的SMART2000现场智能测控单元(MCU;系统内部的通讯为数字信号。自动化数据管理分析软件由管理子系统、报警子系统、数据显示子系统、数据操作子系统、数据分析子系统、资料管理子系统等组成。自动化系统解决的主要问题有:用相关系数最大法来准确推算滞后时间,采用回归分析法来分析渗透压力的主要影响因子和进行位势分析,建立了分析评价知识库,对土坝进行

18、综合评价,对坝体当前的安全状况进行评判。本文的主要内容:(1渗流监测的数据采集技术和数据整编分析的理论和方法;(2柴河水库土坝渗流监测自动化建设的必要性,水库防洪安全实时监控系统的组成和功能;(3渗流监测自动化系统的监测项目和监测点布置;(4渗流监测自动化数据采集的方法和设备选型,分析软件的功能和解决的问题;(5自动化系统整编分析渗流监测数据的实例,确定柴河水库土坝的实际运行状况,为工程安全和正常运行提供理论依据。近年来国外已出现了以光干涉原理制成敏感元件的光纤传感器,可有效地改善大坝安全监测自动化系统防雷、抗电磁干扰性能.本文以水利部948项目中的深圳茜坑全光纤式大坝安全监测自动化系统为例,

19、介绍了全光纤式大坝监测系统的原理、组成和安装.7.会议论文郑一阳霍尔电流传感器在电控及电气自动化系统中的应用19908.学位论文郑誉煌开放式消防网络系统研究2006随着城市建设的发展,火险隐患不断增加。目前,在各建筑物内安装的火灾探测报警系统及消防设施,在早期发现火灾警情和预防火灾方面发挥了重要作用,但在实际使用过程中暴露出的产品质量、设备管理、警情处理等方面问题突出,严重影响了火灾探测报警设备功能的正常发挥。对消防产业的数据信息,从而构成一个动态的城市化、社区化的具有多层次的火灾探测报警救援、管理、服务网络信息系统,是当前尚待解决的课题。尤其当前消防网络系统中通信协议无统一标准,和消防自动化系统并未纳入楼宇自动化系统中,更加是迫切需要解决的问题。为了解决这一问题,本文提出了开放式消防网络系统。这个利用了当前所使用的设备几乎带有串口这一接口,结合相对应的串口转其他总线的连接器,并且对设备进行编程,使得消防网络系统具有与外部设备相互通信的