煤矿自动化无人综采工作面探究及发展方向.docx

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1、煤矿自动化无人综采工作面探究及发展方向####(山西晋城煤业集团古书院矿山西晋城048000)摘要：该文简述了煤矿自动化综采工作面的发展方向，利用自动化科学技术，通过工作面集控中心，对综采工作面设备进行集中控制，实现割煤、移架、移刮板输送机、落煤和顶板支护等生产程序远程自动化无人控制。同时，通过网络传输系统，可实现地面可视监控。关键词：综采工作面;自动化1概述综采工作面是煤矿生产最前沿的工作环节，也是最复杂的工作环节。其设备数量多，设备之间互相制约、相互协调，任何单一设备都无法脱离其它设备而单独完成任务。同时这些设备的任何一个动作还受地质条件的限制。一个标准的综采工作面一

2、般要由200-300台设备构成，核心设备有采煤机、刮板运输机、液压支架、转载机、破碎机和皮带运输机，其中仅液压支架就有100-250架之多。不熟练的工作人员，人工操作都非常困难，实现自动化的难度可想而知。通过研究，发现要想实现综采工作面的自动化运行，必须对综采工作面的设备有一个重新的认识和定位，必须打破原有的在人工操作基础上以单机为控制目标的传统思路，打破设备生产厂家的界限、打破设备功能的界限、破除单机智能化的传统研究思路，从工作面整体采煤的思路来看待每一台设备。其实它们都仅仅是一个大机器的一部件而已，所有的工作和动作多是为完成一个任务----采煤，都应在一控制中心的统一

3、协调控制下工作。2无人自动化工作面系统从工作面整体自动化的角度，把综采工作面的设备分为三大类：生产设备、辅助设备、工作面控制中心：其中生产设备包括“主要采煤设备、转载运输设备”；辅助设备包括“动力中心、泵站”等；控制中心是自动化工作面的中枢神经，包括工作面整体操作平台、主采机组机控制站、转载运输控制站、视频监测中心、通讯调度中心等，如下图所示。2.1生产设备包括主要采煤设备、转载运输设备　　（1）主要采煤设备是整个综采工作面的核心设备，我们不妨把它称作“主采机组”这里把工作面的三机“采煤机、运输机、和工作面支架”看成是一个大型设备。由于这三种设备结构上相互连接、动作上互相

4、制衡、位置上相互重叠。故从自动控制的角度来看是不可分割的一个整体，应把它当成一台大型成套设备来看待，控制也应由一个控制中心统一指挥。操作人员可在顺槽的操作列车上，对设备进行操控，实现采煤机自动行走、自动割煤、自动支护、自动装煤、自动运煤。如图所示。（2）转载运输设备包括转载机、破碎机、皮带机和超前支护设备，是综采工作面的接续设备，主要完成煤炭的连续运输工作。因其与主采设备无直接连接，并可单独运动，所以可做为接续设备在控制中心与主采机组进行连锁控制，实现顺煤流起车、逆煤流留停车和紧急停车等功能。超前支护设备虽然也是靠液压进行行走控制，但控制过程和方式与工作面支架不尽相同，而

5、且可以独立于工作面支架而单独行动。它的主要防护对象也是转载机和破碎机等，所以也把它做为转载运输设备的一部分来处理，转载运输设备与主采机组通过工作面控制中心进行连锁控制。2.2辅助设备辅助设备一般是指设备到车上的所有动力保障设备。辅助设备包括动力中心、泵站、清水站等。动力中心是为整个工作面所有设备提供电力，控制中心可通过网络对其任何一个动作进行控制，并可读取每一路线的所有电气参数及开关状态。泵站是液压支架的动力源，可通过控制中心进行集中控制，完成自动配液、软化处理、压力检测、水位控制、泵组开停及各种保护。2.3工作面控制中心工作面控制中心是综采工作面由机械化向自动化过度的关

6、键设备，包括主采机组机控制站、转载运输控制站、视频监测系统、工作面整体操作平台等。（1）主采机组机控制站：主要是负责直接采煤设备的控制，把采煤机、刮板机、工作面支架这三大组成部分当成一个整体设备进行控制。它可完成采煤工作的各采煤工艺的控制。取代智能采煤机中的智能化部分，如：记忆切割、煤岩分界识别等特殊功能。使采煤回归到原来的基本功能，主要完成牵引行走、割煤、喷雾和参数采集等功能。而计算量较大的智能控制功能，上交到主采机组控制站，由控制站结合运输机、支架的工作状况及具体位置，同时要结合当时的地质条件和瓦斯的变化情况进行协调控制。同时也取代了电液控制系统的部分高端控制要求：如

7、。在主采机组控制站，可选择“远程”单体和“远程”自动操作，在“远程”单体模式下，用户可通过自动化集控计算机画面的手动控制按钮，实现支架控制系统的单架单功能控制、单步操作、手动成组操作，如支架立柱升、降；移架、推溜、侧护板伸；底调、平衡、支架小循环自动控制；成组支架降、移、升工作循环自动控制（成组自动控制，包括：成组自动推溜、成组自动降—移—升、成组自动支架前端辅助采煤机喷雾、成组自动移架喷雾）；在远程自动模式下，液压支架会跟随采煤机的运行而进行相应的移架、自动推溜操作、自动降---移---升、自动支架前端辅助采煤机喷雾。根据电