煤矿综采工作面智能化控制技术应用

1、煤矿综采工作面智能化控制技术应用随着国家?机械化换人、 自动化减人”的科技强安专项行动通知的 发布，推进煤矿机械化、自动化、信息化和自动化的?四化”水平是提高煤矿本质安全水平，促进煤矿安全发展的必由之路，也是推进煤矿 工业转型发展的根本出路。煤矿加强与装备提供商的战略合作，积极 引进和共同研发采煤新技术、新工艺、新装备，是煤矿安全可靠的生 产提供技术 支撑。1 工作面回采工艺阐述1.11 作而回采工艺概念工作面回采工艺分为：落煤、装煤、运煤、支护以及处理采空区。落煤：利用采煤机割煤，端部斜切进刀，左滚筒割顶煤，右滚筒割底煤，采用单向割煤，往返一次割一刀。装煤：利用采煤机配合刮板运输机进行装煤。

2、下行割煤时，采煤机滚筒通过螺旋叶片将煤装入工作面刮板输送机内 O 上行空刀清理浮 煤时，采煤机滚筒将下行割煤时未完全装净的煤装入刮板输送机内。 推移刮板输送机时，通过铲煤板将底板浮煤装入刮板输送机内。运煤：利用刮板运输机、转载机、胶带输送机等联合进行运煤。支护：使用排头架、掩护式液压支架、过渡支架联合管理工作面顶板。处理采空区：采用全部跨落法处理采空区。1.12 回采工艺流程具体流程为：采煤机上端头斜切进刀 - 正常下行割煤 -移架一采 煤机返机上行清浮煤推刮板输送机- 采煤机上端头斜切进刀一进入下一循环。1.12.1 采煤机进刀工作面采用上端头斜切进刀自开缺口方式，具体操作如下：采煤机上行空

3、刀返机清理浮煤，滞后采煤机依次推移刮板输送机。采煤机返机至上部刮板机弯曲段，采煤机右滚筒升高割顶煤，左 滚 筒割底煤，开始斜切迤刀，采煤机达到正常截割深度后进刀完毕。推移刮板输送机至平直状态，同时采煤机继续上行割透煤壁。采煤机割透煤壁后，将右滚筒降下割底煤，反向将采煤机机身部底煤割尽。采煤机割完三角煤后，将左滚筒升高割顶煤，右滚筒割底煤，进入正常割煤状态。1.12.2 下行割煤采煤机下行割煤，左滚筒（木规程为人面向煤壁）割顶煤，右滚筒割底煤， 超前左滚筒2? 3 架收护帮板， 并滞后采煤机左滚筒 2 架 将支架伸缩梁伸出维护顶板，滞后采煤机右滚筒 3 架开始顺序拉移支 架支护顶 板及煤壁，采煤

4、机下行至工作面刮板机头割透煤壁，将左滚筒降下割底煤，反向将采煤机机身部底煤割尽，空刀上返清理浮煤 , 返机至上部刮板 机弯曲段采煤机斜切进刀，斜切进刀完之后采煤机下 行开始下一个循环 割煤。2 回采自动化系统总体方案设计2.11 系统设计原则系统主要按照以下几个原则进行总体设计：实用性充分利用成熟的先进技术，避免盲目追求最新技术 , 同 时又要防止系统处理能力不够。可靠性系统建设尽量采用标准化优质产品，以保证系统的稳定性和可靠性。经济性在充分满足系统运行技术与性能要求的前提下，尽量采用性能价格比高的产品与技术。2.12 总体设计目标针对设计单位煤矿综采工作而煤层赋存特点，从通讯系统、自动 控制

5、、 协同运行方式、 高效采煤工艺等多个方面进行综合性考虑设计 方案。实现工作而高效自动化连续开采。实现减员增安高效生产。2.13 设计系统功能智能化制动控制系统中，通常应该包含以下几个重要的系统功能 ,分别简要阐述如下：2.13.1 综采工作面自动化集控功能实现在顺槽监控中心对综采工作而各大主要系统在顺槽实现远程控制、工作状态远程监控、故障报警、记录故障。（ 1） 具备一键启停自动化割煤功能。（ 2） 具有在顺槽监控中心对工作面设备的监测及集中控制功能。 2.3.2综采工作面视频监控功能（ 1） 实现对安装传感器无法完成的设备状态进行可视化监视。（ 2） 实现工作面的可视化管理。通过在刮板运输

6、机机头机尾安装超级除尘摄像仪、在液压支架上安装隔爆兼木安摄像仪、在采煤机上安装超级除尘摄像仪，实现采煤工艺实时监控。2.3.3 综采工作面采煤机集中控制功能，与采煤机实现通讯（ 1） 能够监测采煤机的运行状态、牵引方向、采高、牵引速度、 各电机电流、温度，各变频器的电流等各项重要数据。（ 2） 通过监测采煤机的倾角和摇臂摆角的大小，计算采煤机的运行姿态，作为采煤机采高控制的依据。（ 3） 通过与采煤机进行无线通信，实现在顺槽监控中心对采煤机远程控制。2.3.4 采煤工艺自动化管控功能（ 1） 采煤机的操控方式根据控制权限由高到低，采用跟机就地操作、遥控操作和远程控制以及记忆截割控制模式。（ 2

7、） 建立采煤机运行工况数据监测报警、预警体系。（ 3） 建立采煤机自动化控制策略和保护策略。2.3.5 综采工作面液压支架电液控集中控制功能（ 1） 可远程对单台支架实现降一移一升实现控制。（ 2） 可远程对液压支架进行成组自动控制。2.3.6 综采工作面运输破碎系统自动化集中控制功能（ 1） 通过在工作而前刮板机电机、后部刮板机、破碎机、转载机配套无线传感器，实现无线数据采集。如：高速轴轴温、低速轴轴 温、绕组温度、冷却水压力、冷却水温度、油温、油位。（2）通过在工作而配套4G无线系统，实现工作而数据无线上传：电机及减速器传感器数据、自动张紧控制、视频图像。3 各子系统实现、系统配置及关键技

8、术3.1 综采工作面自动化顺槽集中控制系统综采面自动化集中控制系统是综采工作而自动化采煤的核心，而 集 中控制系统则是这台大型采煤机器人的大脑，是操作人员的人机接 口与 监控平台，通过建立统一的数据传输接口和通讯规约，满足生产 工艺监 控要求。对工作面设备的远程单机控制，被控设备包括：采煤机、支架（ 包 括端头架、过渡架、中间架） 、刮板输送机、转载机、破碎机、自移机尾、负荷中心、泵站。3.2 综采工作面采煤机自动化集中控制系统采煤机集中控制系统由采煤机控制台、视频监控、上位机控制系 统 组成；配置一台高性能PLC,通过配套相关逻辑程序、采集变量，根 据不 同控制模式由控制软件与操作人员协调配

9、合完成采煤机自动化 控制。采煤机采煤机自动化集中控制系统按照控制权限和功能分为三 级控制：第一级为：木地跟机操作，采用遥控器或采用机身开关操作在采煤机的可视范围内遥控器进行相关操作，对采煤机的手动控制，控制 权限 最高。第二级为： 远程可视化操作， 工作人员在顺槽集中控制操作中心, 通 过人机界面或者木安操作台结合采煤机数据信息和视频监控系统 , 完成对采煤机的远程可视化操作，控制权限仅次于木地跟机操作。第三级为：自动化智能控制，川K槽集中控制系统结合采煤工艺段、智能传感网络将电液控系统等其他几个子系统共同联合调度运行，实 现采 煤机自动化智能采煤。4 红阳三矿在设备安装期间出现的问题及以后需

10、要解决的方向（ 1） 自动化安装调试期间， 厂家按照设备清单提供物资， 未考 虑 安装时损坏的配件，影响安装调试进度，厂家应提供足够数量的配件。（ 2） 自动化物资到矿验收后直接入井安装 （三机集控箱、 采煤 机 远控箱、远程控制台、反冲洗过滤器、电磁阀），未在地面试验完 好，井 下安装时三机集控箱通讯故障、采煤机数据无法采集、远程控 制台无法 控制设备、反冲洗过滤器漏液、电磁阀堵塞，影响系统的调 试进度，应 在地而进行试验合格后入井安装。（ 3） 1 作面视频监控系统连接线缆和电液控连接线缆外观相识 ,现场施工人员辨识不清，导致安装时系统通讯故障。厂家在视频监控 系 统线缆接头处增加线缆标识区分。（ 4） 西二 1208 顺槽沿线距离700 多米，导致工作面沿线电话供电不足，影响沿线语音通话功能。转载机头增加一台 28V 隔爆兼木 安 型直流稳压电源，解决沿线语音电话供电不足的问题，使沿线语音 电话 恢复正常使用。5 结语自动化工作而系统配套，需要从整体出发，以集控的思维去统一 考 虑整个系统的建设，需要在三机配套期间，联合工作面设备配套厂 家进 行整体项目设计。设备生产期间提