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(tǒng)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(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)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(jiān)視系統(tǒng)應用效果下，實時監(jiān)控綜采設備的效率，提高煤礦生產(chǎn)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(chǎn)中對自動化控制系統(tǒng)要求比較高，本文提出了綜采工作面自動化控制系統(tǒng)，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(fā)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(chǎn)的效率。

1 煤礦開采情況介紹

該井的設計生產(chǎn)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(wěn)定，頂?shù)装遢^好，礦區(qū)內(nèi)部構(gòu)造簡單易操作。

2 綜采工作面自動化控制系統(tǒng)的具體應用

2.1 綜采工作面巷道監(jiān)控中心

礦井下，綜采工作面巷道監(jiān)控中心作為整個礦井工作面協(xié)調(diào)機制的中心系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(jiān)控設備中，能夠?qū)崿F(xiàn)液壓支架遠程監(jiān)控，該設備由采煤機實施遠程控制，監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)受自動化集中控制，為礦井巷道內(nèi)提供安全和防護措施。

2.2 采煤機的監(jiān)控設備

綜采工作面中，巷道監(jiān)控中心配置主要由一臺本安型操作臺實施具體監(jiān)控。根據(jù)采煤機主機系統(tǒng)以及工作面視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對整個采煤機實施遠程監(jiān)控。監(jiān)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(tǒng)提供遠程監(jiān)控接口以及協(xié)議傳輸。整個監(jiān)控設備來實現(xiàn)采煤機數(shù)據(jù)的接收、傳輸并且通過與主機進行雙向通信將巷道內(nèi)與地面監(jiān)控中心相協(xié)調(diào)，最終實現(xiàn)對整個煤礦開采過程的遠程監(jiān)控和監(jiān)測。針對設備運行過程中的所有環(huán)節(jié)進行監(jiān)測，確定其運行的狀態(tài)、方向、速度以及位置和輸煤量等。采用監(jiān)控設備還能夠?qū)崿F(xiàn)記憶割煤，根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)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(jiān)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(tǒng)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(tǒng)在井下控制中心中主要用以太網(wǎng)通信口相連接，最終實現(xiàn)對泵站停止和啟動的控制，完成對礦井生產(chǎn)中，數(shù)據(jù)的采集和傳遞功能。監(jiān)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(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析。

2.4 液壓支架系統(tǒng)

基于SΑC型液壓支架電液控制系統(tǒng)，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(shù)據(jù)和信息的傳輸。將采煤機安裝紅外線發(fā)射裝置，并在液壓支架上安裝行程傳感器，最終實現(xiàn)頂板壓力監(jiān)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(tǒng)具有雙線CΑN接口，該遠程監(jiān)控接口能夠?qū)C采自動化系統(tǒng)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(tǒng)等信心進行收集和傳輸，將所有的信息傳達到監(jiān)控中心，為礦井開采提供數(shù)據(jù)信息。

2.5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

綜采工作面自動化控制系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)占據(jù)著重要位置，該系統(tǒng)主要包含礦用本質(zhì)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(zhì)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(jiān)測。該網(wǎng)絡攝像儀在采集數(shù)據(jù)過程中，以太網(wǎng)網(wǎng)絡傳輸?shù)揭曨l監(jiān)視器中，通過綜采工作面巷道監(jiān)控中心設置視頻監(jiān)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(jù)畫面顯示監(jiān)測煤礦開采現(xiàn)場，有助于實現(xiàn)自動化控制效果。

2.6 傳輸方式

綜采工作面采用太網(wǎng)來實施數(shù)據(jù)傳輸，針對綜采接入器、本質(zhì)安全型光電轉(zhuǎn)換器、交換機以及穩(wěn)壓電源和礦用電纜等設備進行網(wǎng)絡連接，以接入器來提升礦井內(nèi)網(wǎng)絡傳輸效果。

本文采用綜采工作面自動化控制系統(tǒng)，其主要的功能表現(xiàn)在：有助于進一步加強巷道監(jiān)控中心對工作面設備的控制；該設備以太網(wǎng)在工作面中來視線數(shù)據(jù)的采集和傳輸；工作面中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r、高效地對整個礦井內(nèi)進行監(jiān)控和監(jiān)測；該系統(tǒng)可以獨立使用，避免由于綜采工作面自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障影響整個礦井生產(chǎn)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(chǎn)效率。

3 總結(jié)

綜上所述，采用綜采工作面自動化控制系統(tǒng)，提高了整個礦井開采的實時性、高效性以及安全性生產(chǎn)，在工作面巷道監(jiān)控中心，采用網(wǎng)絡傳輸視頻信號，提高了工作面實時監(jiān)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(yōu)化整個產(chǎn)業(yè)不斷升級。在實時動態(tài)監(jiān)測設備運行中，能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理綜采工作面設備運行出現(xiàn)的故障，減輕成本的同時，提升了經(jīng)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(shù)據(jù)，做好對設備的調(diào)整和管控。

參考文獻：

[1]王鐵軍，六小，蘇秀平.基于嵌入式系統(tǒng)的煤礦綜采自動化通信控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)方法研究[J].工礦自動化，2013(23).

[2]周娟，魏小杰，徐建軍，劉國正.煤礦井下綜采工作面自動化控制系統(tǒng)的設計與應用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2015(36).

[3]黃曾華，楊世軍，馬建寶.綜采工作面自動化控制系統(tǒng)在王坡煤礦的應用[J].煤礦開采自動化，2014(31).

[4]何永華，何俊峰，趙鑫.綜采自動化工作面液壓支架端頭控制器集中控制系統(tǒng)開發(fā)[J].煤炭科學科技，2015(08).