煤矿工作面自动化控制系统探讨.doc

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1、煤矿工作面自动化控制系统探讨　　我国煤矿有综采工作面3000多个，其中配备高端自动化装备的工作面有450个，仅占综采工作面总数的15%。而发达国家已达到100%，基本开始了综采工作面从5人采煤向2人采煤再向无人化采煤的过渡[1，2]。例如：平均日产1.07万吨，采高2.05米的OakyCreek煤矿；平均日产近2万吨，采高3-3.2米的嘉能可(Glencore)公司布尔加井工矿（BulgaUnderground）；日产最高4.5万吨，采高4.5-4.8米，最高月产100万吨的Anglo公司莫兰巴北矿等。这些煤矿已发展到工作面班长1人，操作工3人，巡视工1人的5人开采模式[3]。

2、国内也有二十多个矿区进行过综采工作面自动化的探索与尝试[3，4]，典型的有神东榆家梁、黄陵矿等。这些探索很大程序上促进了我国综采设备的发展。如液压支架可以实现跟随采煤机的位置和方向自动完成降-移-升、推溜、喷雾等动作，采煤机能够实现记忆割煤，运输设备能够实现变频启停和煤流监控调速等技术。但总的来说，综采工作面自动化的整体配套设备还有欠缺，系统可靠性还有待提高。本文以红柳煤矿I040301综采工作面为例，介绍工作面综采自动化控制系统的配套及可靠容错机制。综采自动化以工作面少人化、无人化开采为目标，依托贯穿工作面、顺槽的工业以太网通信系统及无线网络通信平台，实现以综采设备自动化控制

3、为核心，人员就地巡视干预为辅助，顺槽、地面远程集中监控为支撑的自动化控制模式[5]。　　2.1系统配套组成　　煤矿工作面自动化控制系统探讨　　我国煤矿有综采工作面3000多个，其中配备高端自动化装备的工作面有450个，仅占综采工作面总数的15%。而发达国家已达到100%，基本开始了综采工作面从5人采煤向2人采煤再向无人化采煤的过渡[1，2]。例如：平均日产1.07万吨，采高2.05米的OakyCreek煤矿；平均日产近2万吨，采高3-3.2米的嘉能可(Glencore)公司布尔加井工矿（BulgaUnderground）；日产最高4.5万吨，采高4.5-4.8米，最高月产100

4、万吨的Anglo公司莫兰巴北矿等。这些煤矿已发展到工作面班长1人，操作工3人，巡视工1人的5人开采模式[3]。国内也有二十多个矿区进行过综采工作面自动化的探索与尝试[3，4]，典型的有神东榆家梁、黄陵矿等。这些探索很大程序上促进了我国综采设备的发展。如液压支架可以实现跟随采煤机的位置和方向自动完成降-移-升、推溜、喷雾等动作，采煤机能够实现记忆割煤，运输设备能够实现变频启停和煤流监控调速等技术。但总的来说，综采工作面自动化的整体配套设备还有欠缺，系统可靠性还有待提高。本文以红柳煤矿I040301综采工作面为例，介绍工作面综采自动化控制系统的配套及可靠容错机制。综采自动化以工作面

5、少人化、无人化开采为目标，依托贯穿工作面、顺槽的工业以太网通信系统及无线网络通信平台，实现以综采设备自动化控制为核心，人员就地巡视干预为辅助，顺槽、地面远程集中监控为支撑的自动化控制模式[5]。　　2.1系统配套组成　　红柳煤矿I040301自动化工作面采用北京天地玛珂公司综采自动化成套系统SAM，以液压支架电液控系统SAC为基础，采煤机绝对定位系统LASC为核心，智能集成供液系统SAP、工作面视频监控系统SAV、采煤机控制系统SAS、顺槽三机集成控制系统SAT、顺槽胶带输送机集成控制系统SAB、集成供电系统、工作面工业以太网通讯、顺槽监控中心、工作面语音通信、工作面控制模块等

6、12子系统为辅助，实现可视化远程干预型智能化采煤技术。具有在地面调度中心对综采工作面设备（采煤机、液压支架、运输机、机、破碎机、皮带机系统）的监测功能、“一键”启停控制和远程干预操控功能；具有在顺槽控制中心对综采工作面设备的监测及集中控制功能；具有对工作面综采设备的数据集成、处理、故障诊断、管理等功能；具有工作面工业以太网，实现数据的高速传输；具有工作面视频系统，实现对主要综采设备的实时监控；实现双向全截深与双向半截深采煤工艺的自动化跟机模式；具有工作面自动找直功能；具有单机故障其他设备不受影响的容错机制。　　2.2系统配套原理及结构　　2.2.1工作面自动化a.SAC结构组成

7、及原理每台支架安装一台16功能电磁主阀和控制器，控制器之间通过4C线连接（CAN总线通讯协议）可实现邻架、成组、顺序操作。右立柱安装压力传感器（测量值0-60MPa），推移千斤安装形成传感器（测量值0-960mm），在左立柱安装红外接收器（采煤机定位）实现跟随采煤机跟机自动操作，每10台支架安装一组（两个）倾角传感器（测量值-30。~30。），机头安装一个信号转换器和网络变换器，负责将CAN总线通讯转换为RS422通讯，将数据传输至监控中心网络交换机。同时监控中心将操作的指令通过CAN总线通