綜采工作面自動化控制系統在煤礦的應用

楊德龍（神華神東煤炭集團榆家梁煤礦,陜西 榆林 719316）

綜采工作面自動化控制系統在煤礦的應用

楊德龍
（神華神東煤炭集團榆家梁煤礦,陜西 榆林 719316）

摘 要：本文主要分析了礦井綜采工作面自動化采煤效率問題，在科學技術的應用下，提出了綜采工作面自動化控制系統，闡述了該系統的組成及其具體功能，全面提升煤礦開采效率。由于該設備主要由可集中控制工作面組成，在視頻監視系統應用效果下，實時監控綜采設備的效率，提高煤礦生產和開采的安全性。

關鍵詞：綜采工作面；自動化；控制；煤礦

隨著科學技術在不斷進步，采煤自動化水平也在不斷提高。為了減少人為因素的干擾，礦井生產中對自動化控制系統要求比較高，本文提出了綜采工作面自動化控制系統，為大型煤礦開采和建設提供了設備保障，促進了我國煤礦朝著自動化、高效化以及安全化的方向發展。有效解決了開采過程中，存在資源浪費嚴重以及死亡率高；針對煤礦開采總水平相對落后的問題，不僅改善了煤礦開采自動化水平，減少了工作面的人員，而且提高了煤礦生產的效率。

1 煤礦開采情況介紹

該井的設計生產能力Mt/a，礦井中主要由主井、副井以及回風立井三個井筒。該礦井中每層儲存比較穩定，頂底板較好，礦區內部構造簡單易操作。

2 綜采工作面自動化控制系統的具體應用

2.1 綜采工作面巷道監控中心

礦井下，綜采工作面巷道監控中心作為整個礦井工作面協調機制的中心系統，該系統主要由計算機主控、顯示器、操作臺以及交換機等設備組成，在綜采工作面監控設備中，能夠實現液壓支架遠程監控，該設備由采煤機實施遠程控制，監測工作面中的刮板輸送機、破碎機、巷道輸送機以及工作面泵站等，整個監控系統受自動化集中控制，為礦井巷道內提供安全和防護措施。

2.2 采煤機的監控設備

綜采工作面中，巷道監控中心配置主要由一臺本安型操作臺實施具體監控。根據采煤機主機系統以及工作面視頻監控系統，對整個采煤機實施遠程監控。監控設備中由采煤機提供CΑN或者RS485接口，最終向綜采自動化系統提供遠程監控接口以及協議傳輸。整個監控設備來實現采煤機數據的接收、傳輸并且通過與主機進行雙向通信將巷道內與地面監控中心相協調，最終實現對整個煤礦開采過程的遠程監控和監測。針對設備運行過程中的所有環節進行監測，確定其運行的狀態、方向、速度以及位置和輸煤量等。采用監控設備還能夠實現記憶割煤，根據存儲的數據進行自動割煤處理、采煤機跟機自動化，通過紅外線傳感器檢測到采煤機的信息，然后再通過主機處理，自動完成對采煤機移架以及推溜等控制功能，提高對煤礦監測的實時性和準確性。

2.3 綜采泵站控制設備

開采中，泵站控制系統主要由泵廠家自帶，主要模塊分為：輸入模塊、控制中心以及輸出模塊。泵站控制系統在井下控制中心中主要用以太網通信口相連接，最終實現對泵站停止和啟動的控制，完成對礦井生產中，數據的采集和傳遞功能。監控主機中，控制器包含壓力傳感器、液位傳感器、油壓傳感器、油溫傳感器、油位傳感器、水溫傳感器、流量傳感器以及水位傳感器，實時對整個采煤系統進行數據分析。

2.4 液壓支架系統

基于SΑC型液壓支架電液控制系統，液壓支架在電液控制過程中，采用立柱安裝壓力傳感器實時數據和信息的傳輸。將采煤機安裝紅外線發射裝置，并在液壓支架上安裝行程傳感器，最終實現頂板壓力監測、液壓支架跟隨采煤機自動操作以及液壓支架推進量程等功能。整個液壓支架系統具有雙線CΑN接口，該遠程監控接口能夠對綜采自動化系統提供接口，最終將支架的鄰架以及隔架手動操作、自動操作、跟機操作、閉鎖緊急停止以及報警系統等信心進行收集和傳輸，將所有的信息傳達到監控中心，為礦井開采提供數據信息。

2.5 視頻監控系統

綜采工作面自動化控制系統中，視頻監控系統占據著重要位置，該系統主要包含礦用本質安全型攝像儀、顯示器以及操作臺等，其中每6個支架配備2臺礦用本質安全型攝像儀，一般將該設備安裝于支架的頂梁部位，一臺與工作面平行方向安裝，另一臺與工作面垂直方向安裝，這樣有助于全面化、全方位對整個礦井實時監測。該網絡攝像儀在采集數據過程中，以太網網絡傳輸到視頻監視器中，通過綜采工作面巷道監控中心設置視頻監視器，實施視頻顯示功能。該攝像儀能夠全面收集到采煤機運行位置以及具體方向，根據畫面顯示監測煤礦開采現場，有助于實現自動化控制效果。

2.6 傳輸方式

綜采工作面采用太網來實施數據傳輸，針對綜采接入器、本質安全型光電轉換器、交換機以及穩壓電源和礦用電纜等設備進行網絡連接，以接入器來提升礦井內網絡傳輸效果。

本文采用綜采工作面自動化控制系統，其主要的功能表現在：有助于進一步加強巷道監控中心對工作面設備的控制；該設備以太網在工作面中來視線數據的采集和傳輸；工作面中的視頻監控系統，能夠實時、高效地對整個礦井內進行監控和監測；該系統可以獨立使用，避免由于綜采工作面自動化控制系統出現故障影響整個礦井生產效率。在減少人為因素的干擾下，提高了自動化控制水平，有助于提升整個礦井的生產效率。

3 總結

綜上所述，采用綜采工作面自動化控制系統，提高了整個礦井開采的實時性、高效性以及安全性生產，在工作面巷道監控中心，采用網絡傳輸視頻信號，提高了工作面實時監測的效果，自動化水平減少了人員投入，提高了采煤效率，有助于優化整個產業不斷升級。在實時動態監測設備運行中，能夠及時發現和處理綜采工作面設備運行出現的故障，減輕成本的同時，提升了經濟效益。另外，由于設備在運行中，具有高效率性，在液壓支架中可能存在泄漏情況，因此技術人員要加強支護效果，同時，在自動化控制過程中，進一步提高和挖掘數據，做好對設備的調整和管控。

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