綜采工作面自動化系統技術探討

邢攀

唐山開灤林西礦業有限公司 河北唐山 063104

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，對煤炭能源的需求量也是越來越大，作為煤炭生產行業，不僅要保證生產的效率，還需加強對其的自主創新，實現煤炭生產的不斷。本文就對煤炭生產中的綜采工作面自動化系統技術進行簡要的分析探討。

關鍵詞：綜采工作面；自動化系統；液壓支架；采煤機

1 前言

綜采面自動化技術主要是繼綜合機械化開采技術后煤礦開采技術新的發展方向，其集電控技術、安全保障、視頻監控技術、信息化技術等于一體，實現煤礦開采由機械化向現代化、自動化的飛躍，可以大大減少井下工人的數量，減少安全事故發生率，提高安全性。下面就對其進行探討。

2 案例工程概況

0023-4工作面位于井下-670～-727m，本區域煤層賦存穩定，煤層厚度1.2m～3.0m，平均2.1m，傾角19°～25°，平均22°，煤層走向15°～54°，煤層結構簡單，由于受原始沉積影響，局部有底凸現象，造成局部煤層變薄。工作面走向長310m，傾斜長165m，采高2.6m。0023-4工作面為挖潛工作面，運輸巷與膠帶巷、輔助運輸大巷都在同一水平，泵站、移動變電站等布置在輔助運輸巷中，回風巷道也與膠帶巷、輔助運輸大巷布置在同一水平。

3 綜采工作面自動化系統關鍵技術

3.1 采煤機自動采煤技術

采煤機共由9部分組成，其中電控箱主要用來控制采煤機各個電機的運轉，各種數據的實時檢測、顯示與上傳，各種保護的靈敏動作；截割電機通過搖臂齒輪來驅動截割滾筒割煤；泵電機通過帶動齒輪泵，再通過液壓閥組來控制搖臂調高油缸的伸縮，從而控制工作面采高的大小；牽引電機通過牽引齒輪箱及牽引驅動輪帶動采煤機行走。

采煤機各部位采集的各種傳感器信號通過轉換模塊，傳輸到中央控制器，經處理后在顯示器中顯示出來。主要的采集數據如下：通過無線接收器接到得遙控器信號，通過輸入輸出模塊RIO接收到各種電機的溫度保護信號、接觸器電流信號、搖臂的角度傳感器信號、采煤機機身傾角傳感器、各種旋鈕信號，變頻器的溫度、電流、電壓、頻率信號，通過輸入輸出模塊DIOM接收電磁閥通斷信號，通過GIO模塊接收搖臂溫度信號、牽引齒輪箱D齒輪傳感器信號、油箱油溫油位信號、復位傳感器信號、水流量、水壓信號、電纜張緊信號。

3.2 液壓支架電液控制技術

3.2.1電控系統組成

工作面的支架控制器因供電關系而被分組，相鄰的6個控制器由一路獨立的直流電源供電，成為一個控制器組。分組的標志是組與組之間都接入一個隔離耦合器，它隔斷了組與組間的電氣聯接而又通過光電耦合溝通數據通信信號，這種方式是為達到本質安全性能所采取的措施。此外隔離耦合器為電源引入提供通道。

3.2.2電液控制系統的主要功能

支架電液控制系統的主要功能包括單支架單動作手動控制，單支架的降柱―移架―升柱自動控制，多支架成組自動控制，以采煤機位置為依據的全部支架自動控制，立柱在工作中發生卸載時的自動補壓功能，閉鎖及緊急停止功能，信息功能。廠家預先在控制器內編制好程序，來實現以上功能。

3.2.3液壓支架數據采集技術

采煤機一邊工作，一邊通過紅外線向外發射信號，然后液壓支架上的紅外線接收器能接收該信號，從而可以確定采煤機位置。支架控制器通過對采煤機位置的分析，計算出哪些支架需要移架，哪些需要推溜或者收打護幫板。推溜過程中，油缸的行程被油缸位移傳感器采集后傳遞給支架控制器，后者據此來保證推溜及拉架能夠達到要求；通過液壓支架立柱壓力感測器采集立柱下液強壓力信號，保證液壓支架將架壓力及升架后的初撐力。以上技術為實現工作面液壓支架自動化提供了最原始的數據。

3.3 集中控制技術

3.3.1三機集中控制技術

三機集中控制采用開灤華明六回路控制系統，此系統通過控制QBZ-1200/1140-6礦用隔爆兼本質安全型六回路真空電磁啟動器組合開關來控制工作面三機，可實現三機聯合啟動與停止、單設備的啟動與停止、單設備點動的啟動與停止功能，可在工作面機頭實現運輸機的啟動與停止功能，以及工作面其他設備的單機啟動、雙機啟動、延時啟動等功能，同時具有短路、斷相、超載等保護插件，其具有操作集中、控制簡單、運行穩定和安全等優點。

3.3.2泵站集中控制技術

乳化液泵站系統包括兩臺乳化液泵、兩臺防爆型三相異步驅動電機、一個乳化液箱、一臺離心式增壓泵、一臺隔爆型驅動小電機、一個工作面回液過濾器和蓄能器站及BARTEC電控系統。乳化液泵站系統通過BARTEC電控系統集中控制，實現乳化液泵的自動加載、卸載，泵的油溫、油壓、液壓報警，監視和保護功能。

3.3.3運輸系統的集中控制和監控

帶式輸送機通過KHP115-K-Z型皮帶控制箱控制皮帶的啟動和停止以及各項監控功能的失現，監控功能的作用是保護皮帶的正常使用和運轉，包括跑偏保護、速度傳感器、礦用雙向滾筒人員保護裝置、自動噴灑降塵裝置和堆煤保護，通過這些保護功能的實現，能夠及時的發現和處理皮帶運輸過程中出現的問題，減少了問題解決的時間，并能有效延長了設備的使用周期，節約了設備使用成本。

結束語：

綜合工作面自動化系統的使用，除了能夠推動煤炭生產地效率，還可確保各生產人員的生命財產的安全。自動化系統雖然促使煤炭生產行業進入高峰期，但是煤炭企業還需考慮到自動化系統的使用問題，進一步完善系統，進而有效的提高科技含量，讓自動化工作面更加完善。

參考文獻：

[1]劉溫暖.綜采工作面的自動化技術是煤礦安全生產的保障[J].煤礦安全，2009（5）：78-80.

[2]李首濱.韋文術.牛劍峰.液壓支架電液控制及工作面自動化技術[J].煤炭科學技術，2007（11）：1-5.