煤礦綜采工作面自動化技術的運用

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1煤礦綜采工作面自動化技術的發展現狀

煤礦綜采工作面中需要應用到大量的采煤設備，各設備之間需要相互協作，最終完成采煤工作，因此綜采工作面的自動化技術應用也需要涉及到多臺設備，整體工作較為復雜。當前煤礦企業的綜采工作面需要用到近兩百臺的臺采煤設備和200組支架共同運轉，設備數量較為龐大，自動化難度也較高。隨著自動化技術的不斷發展，綜采工作面的自動化可以在某些地質條件允許的情況下實現，但是實際運轉過程中也會遇到不少問題，還需要相關技術人員不斷發現自動化運行過程中的問題，并不斷改進其性能，從而提高綜采工作面的自動化水平。

2煤礦綜采工作面自動化技術

在煤礦綜采工作面的自動化技術應用中主要就是體現在自動化系統的研究與應用上，在整個系統設計過程中，需要結合自動控制技術、傳感器、計算機等多種技術手段來實現煤礦綜采工作面的自動化。通過自動化系統的應用，可以直接在井上控制井下采煤設備，包括皮帶機、轉載機等設備，都可以在井上控制中心的控制下進行工作。與此同時，自動化系統中的視頻監測部分還可以與對綜采工作面的其他設備進行監測，利用無線網，還能夠將監測的視頻信息資料傳到井上的控制中心中，從而全面監督煤礦綜采工作面的自動化工作水平。以下對煤礦綜采工作面自動化系統的功能以及集成自動化控制設備進行了分析。

2.1集成自動化控制系統功能分析

2.1.1控制功能

控制功能在實際使用中主要就是控制工作面設備的啟停，使其開始運行或者停止工作，當前在自動控制系統中主要有手動和自動兩種運行模式。手動模式主要就是負責設備的單獨啟停，同時破碎機、轉載機、刮板輸送機還能夠按順序啟停。在以上設備運行過程中，如果出現設備數據運行異常的情況，可以向采煤機發送停機命令，同時操作組合開關就可以以此停止停刮板輸送機、轉載機和破碎機；在自動模式中，主要應用自動跟機模式，同時采煤機會進入記憶截割模式，各設備會按照順序啟停，以便保障綜采工作面所有設備的穩定運行。

2.1.2參數設置功能

參數設置功能主要就是設置設備的工作參數，包括采煤工藝參數、斜切進刀距離、左端頭清煤次數、右端頭清煤次數、清煤距離和折返等待時間，并以此來控制設備進行精確的運行，保證設備工作的效率，并提高精確性。

2.1.3數據采集和存儲功能

數據采集和存儲功能主要負責對各設備的工作數據進行采集，比如采煤機的速度、滾筒高度、功率，或者是支架的傳感器等數據信息，采集到的信息可以在控制中心的顯示屏中顯示出來，方便操作人員掌握設備的工況。除此以外，能夠將采集到的信息數據存儲到后臺中，方便相關工作人員隨時查閱相關數據，維修工作人員也可以以此為依據進行設備的維修保養。

2.1.4報警功能

報警功能能夠保證設備的安全運行，系統會對轉載機、破碎機以及刮板輸送機等工況數據進行深入的分析，如果發現工況數據與原定數據不一致們就會發出報警指令，以便操作人員及時根據指令來停止工作設備的運行，保證生產安全。

2.2集成自動化控制設備分析

2.2.1集成控制采煤機

采煤機集機械、電氣和液壓為一體，集成控制采煤機主要就是將控制系統安裝在采煤機的機身上，然后在井上的控制中心中向采煤機發送各種遠程控制命令，來控制采煤機的行動，同時能夠采集各項監測數據。

2.2.2集成控制刮板輸送機、轉載機和破碎機

刮板輸送機顧名思義是一種輸送設備，承擔的是綜采工作面的護送工作，即運送煤炭，在實際運行中，煤炭會經過刮板輸送機、破碎機和轉載機轉移到帶式輸送機上。通過集成控制能夠對冷卻水壓力、鏈輪軸承溫度和電機繞組溫度進行監測，判斷其運行狀況，并將其反饋到控制中心。同時，集成控制系統也可以設置工況數據的報警值，如果接近報警值就會發出警報聲提醒相關工作人員，以便及時控制運行狀況。

2.2.3集成控制支架

集成控制支能夠支架傳感器數據進行采集，同時將采煤機位置、運行方向及記憶截割信息發送給支架電液控制系統，并以此遠程控制命令來實現實現端頭斜切進刀、割三角煤及中部跟機等功能如果支架電液控制系統出現故障問題時，常見的有采煤機位置不正當、通信故障導致連接出現問題等等，利用集成控制支架就可以將故障信息發送給集中控制系統，以便操作故障設備。

2.2.4集成控制視頻系統

視頻系統包括采煤機隨機視頻監控系統和支架隨架視頻監控系統，集成控制系統的應用可以對整個視頻系統實現集中控制。視頻監控系統在運行過程中會收集采煤機的位置、速度、方向信息，并將其傳送給集中控制系統，同時具有故障報警以及報警輸出功能，能夠對監測到的故障問題進行報警。在綜采工作面中，其所安裝的視頻設備可以實現上下、左右360°旋轉，因此其能夠最大范圍將其視線范圍之內的環境信息采集并存儲到系統當中，并且還能夠結合采煤機的位置進行移動并采集圖像。

2.2.5集成控制工作面語音閉鎖系統

在綜采工作面中，其語音系統需要承擔沿線通話、故障檢測盒語音報警燈功能，集成控制工作面語音閉鎖系統主要就是通過無源節點控制組合開關來實現對綜采工作面設備的控制，工作面語音通信系統能閉鎖刮板機、轉載機和破碎機，閉鎖時向集控發送閉鎖信息，集中控制系統根據閉鎖信息對采煤機發送停機命令。

2.2.6泵站控制

泵站系統是工作面供液系統的重要組成部分，包括乳化液泵和清水泵。其中乳化液泵可以為液壓支架的工作提供乳化液；清水泵則是需要為綜采工作面各設備的運行提供冷卻水以及噴霧。在泵站控制中，利用自動控制系統可以采集泵站系統的各項監測數據，控制泵站系統的啟停，并以漢字、圖形、動畫顯示泵站運行狀態。

2.3軟件系統分析

綜采工作面在運行生產過程中營業需要面對復雜的業務，而軟件系統的開發能夠有效幫助操作人員提高工作效率，主要包括用戶層UI、業務邏輯層、數據驅動層等。用戶層UI主要是想用戶提供人機交互界面，操作人員可以通過外部事件響應輸入以及系統圖運行狀態現實來控制綜采工作面的生產過程；業務邏輯層包括主控邏輯處理模塊、急停狀態邏輯模塊、閉鎖狀態邏輯模塊等等，綜合運行可以有效保障綜采工作面的穩定運行；數據驅動層可以為業務邏輯層的運行提供相應的軟硬件接口。

3煤礦綜采工作面自動化發展趨勢

3.1高度集成的自動化方向

綜采工作面涉及到的設備數量角度，工作環境也比較復雜，因此簡單的自動化技術并無法滿足綜采工作面的生產需求，因此綜采工作面的自動化發展應趨向高度集成的自動化方向，在整個自動化控制系統應用中，主要就是利用傳感器采集工作面作業信息，然后將收集到的信息數據通過互聯網傳輸到控制平臺中，利用控制平臺實現度綜采工作面的自動化控制。高度集成的自動化也進一步推動了設備的智能化以及大型化發展。

3.2煤礦企業監控技術發展

當前計算機監控模式的安全性和可靠性都大大提高，在綜采工作面的生產中，煤礦企業還需要加強監控技術的發展，充分利用集中監控與分布式監控兩種方式。同時還需要加強網絡通訊系統的融合應用，提高監控技術應用的靈活性。

3.3災害預報系統

災害預報系統能夠保障煤礦的生產安全，主要就是利用傳感器來收集井下的煤層厚度及空間分布等信息數據，并將監測數據發送到控制中心，方便操作人員判斷地質條件是否有利于開展工作。

4結語

綜上所述，煤礦的綜采工作面的運行質量直接關系到整個煤礦企業的生產運營，在當前各種自動化技術的普及應用下，綜采工作面應用自動化系統能夠實現對各設備的集成控制工作，有效的提高采煤效率。目前，煤礦的生產安全也受到了社會各界的高度關注，自動化系統的應用有效的實現了無人化工作面的生產，有力的保障了生產安全，實現了煤礦企業的可持續發展。

參考文獻

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作者：孛志鵬 單位：潞安集團李村煤礦