趙龍龍

(西山煤電股份有限公司馬蘭礦，山西 古交 030205)

引言

現(xiàn)如今，智能化煤礦綜采工作面系統(tǒng)是條件適宜的煤層高效開采技術(shù)的發(fā)展方向，智能、自動、安全、高效的煤炭開采理念是時代發(fā)展的需要。將致力于構(gòu)建更成熟更全面的數(shù)據(jù)信息，建立起專業(yè)的信息支持系統(tǒng)，不斷研發(fā)煤礦的核心技術(shù)，將煤礦工人從人工生產(chǎn)中解放出來，逐漸走向智能化生產(chǎn)。

1 加強煤礦智能化綜采工作面系統(tǒng)設(shè)計的必要性

煤炭的智能化綜采工作主要的目的就是為了達到機器設(shè)備的智能化投入使用，降低人工成本，甚至可以將工作人員的數(shù)量降至最低，而整個綜采工作的重心主要在三機的共同配合下推進工程進度。對于三機而言，主要包含液壓支架、采煤機和刮板輸送機三部分，三個設(shè)備共同發(fā)展來促進整體工作面的進步，不僅如此，該工作方式的使用還可以促進我國煤炭行業(yè)中綜采工作面的完善和進步，提高我國煤炭整體行業(yè)技術(shù)在世界的地位，進一步促進先進綜采技術(shù)融入我國煤炭行業(yè)，加快整個煤炭行業(yè)的快速發(fā)展。

2 智能化綜采工作面系統(tǒng)需面對的問題

現(xiàn)如今，我國的智能化煤炭整體系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段，所以仍存在諸多問題亟待解決，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，煤炭工作環(huán)境的復(fù)雜性。煤炭工作的開采地點往往處于地下深處，常年不見光且環(huán)境惡劣，無法確保相關(guān)工作人員的人身安全和健康要求，不僅如此，綜采系統(tǒng)的整個靈敏度也受環(huán)境影響而下降，無法最精準地收集數(shù)據(jù)，影響了煤炭的開采進度。第二，技術(shù)無法實現(xiàn)統(tǒng)一。我國地質(zhì)種類多樣，技術(shù)在實際操作中會受到實際情況的影響，甚至一些地方無法投入機器設(shè)備的應(yīng)用。第三，對于機器設(shè)備的相關(guān)參數(shù)沒有標準的市場規(guī)定。我國機器設(shè)備建設(shè)廠數(shù)量繁多，如此一來，生產(chǎn)出的設(shè)備就其自身規(guī)定，然而，國家對設(shè)備參數(shù)并沒有統(tǒng)一規(guī)定，這就使得各類機器設(shè)備廠存在差異，無法實現(xiàn)統(tǒng)一管控。第四，我國目前的技術(shù)設(shè)備無法滿足實際需求。整個煤炭開采工作都是極其復(fù)雜且危險的，這就需要完備的機器設(shè)備來做保障，然而當(dāng)前我國技術(shù)操作與國際標準仍有差距，因此，引進先進技術(shù)設(shè)備和手段極為重要。

3 煤礦智能化綜采工作面系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用探討

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

綜采工作面信息系統(tǒng)作為一個現(xiàn)代化的高效率的系統(tǒng)，主要服務(wù)于相關(guān)的煤炭工作人員，包含三個主要部分，分別為采煤機、支架電液控制體系和工作面三機通信控制體系。綜合工作面系統(tǒng)由多個部分組合而成，單一部分不僅包含單個工作面，還包括多個工作面體系。多個工作面主要構(gòu)成了我國當(dāng)前的礦區(qū)人工智能體系，該體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精細，主要由多個部分組成。對工作面檢測集成體系而言，主要位于第一階梯，且根據(jù)煤炭工作現(xiàn)場的實際情況來進行數(shù)據(jù)收集，該系統(tǒng)包含了數(shù)據(jù)檢測、系統(tǒng)檢測等多個主體部分。對于數(shù)據(jù)檢測而言，主要針對的內(nèi)容為綜采工作面；對于系統(tǒng)檢測而已，主要發(fā)生在煤炭的主運輸體系中。

3.2 順槽層各類設(shè)備數(shù)據(jù)上傳體系原理

順槽層的上傳體系原理主要分為兩個部分，其一是在進行數(shù)據(jù)收集時，主要由工作面的電液控主機來對所有的分機進行信息收集和分析處理，相關(guān)工作人員主要通過指揮遠程中心體系來分配各項支架的具體工作順序和操作方式，通過主控制室來調(diào)整所有的操作數(shù)據(jù)，除此之外，相關(guān)人員對于突發(fā)性故障應(yīng)該及時提出解決辦法，并對所有的問題進行收集整理，分析原因和解決方式，將所收集到信息進行收錄并傳遞回數(shù)據(jù)中心，進行保存和儲備。另一個部分是交換機主要被用來進行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集整理，而環(huán)網(wǎng)交換機主要被用來進行信息的傳導(dǎo)，并且能夠聯(lián)絡(luò)數(shù)據(jù)中心與分機部分，加強之間的緊密關(guān)系。

3.3 礦調(diào)度指揮中心系統(tǒng)工作原理

當(dāng)?shù)V井的綜采工作面收集到信息之后，將所有的信息傳輸?shù)降V調(diào)度中心服務(wù)器內(nèi)，這個中心體系可以對所有的數(shù)據(jù)進行歸納整，然后對其進行分析，并將分析結(jié)果投影到大屏上，通過對投影儀的使用，中心工作人員可以了解更多地下的數(shù)據(jù)信息，還可以節(jié)省軟件下載步驟來收集到各類信息。地面的管理人員可以通過對信息的直接觀察來發(fā)布任務(wù)，實現(xiàn)整個礦區(qū)的系統(tǒng)化管控，不僅如此，服務(wù)器在整個礦調(diào)度指揮中心系統(tǒng)中也發(fā)揮了較大的作用，可以將整體的受力情況精準的分析出來，并對其進行遠程操控。

3.4 集成方案

煤礦智能化綜采工作面的集成方案主要包含三款設(shè)計：第一為液壓支架電液控設(shè)計。此款設(shè)計同樣包含四個裝置，分別為液壓支架電液控制裝置、位移傳感器、支柱壓力傳感器和隔爆兼本安開關(guān)電源。對于液壓支架電液控制裝置而言，是整個綜采工作面體系的中心環(huán)節(jié)，對整個工作環(huán)節(jié)起到了支配作用，可以收集到所有支架的具體情況，并對其發(fā)出實際的命令和指導(dǎo)，使各項分支機構(gòu)發(fā)揮其最基本的功能；對于液壓支架位移傳感器而言，主要用于采集支架推溜的過程；而對于壓力傳感器而言，主要對整個液壓主機進行輔助作用，從而判斷故障的具體情況；而隔爆兼本安開關(guān)電源主要起到了安全防護的作用，在保障電源充足的情況下保證安全。第二為視頻系統(tǒng)可以對整個采煤機體系進行智能化跟蹤管理，還可以對其進行遠程操縱，以詳細數(shù)據(jù)來確定整個采煤機的運行速度和時間，是所有的工作流程實現(xiàn)自動化。不僅如此，當(dāng)工作人員對機器設(shè)備進行具體操作時，要具體問題具體分析，人工不能進行過多干預(yù)，它可以更好的實現(xiàn)整體設(shè)備裝置的智能化發(fā)展。第三為刮板機監(jiān)控設(shè)計。該設(shè)計是一種連續(xù)性的傳輸設(shè)備，實現(xiàn)監(jiān)控主機與刮板機之間的聯(lián)系與交流，可以對刮板機內(nèi)部的各項數(shù)據(jù)進行收集和整理，最后利用傳輸設(shè)備將所有機械裝置所涉及到的數(shù)據(jù)輸送至控制中心，可以加強對整體設(shè)備的管控和實時監(jiān)管。刮板運輸機是自動化采煤體系中極為重要的一個設(shè)備，可以對采煤工作的運輸和信息收集起到很好的管理功能。

結(jié)束語

綜上所述，在煤礦智能化綜采工作面系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用時，能夠及時將液壓支架與其他設(shè)備的各項參數(shù)實時傳遞到調(diào)度指揮大廳的顯示大屏，實現(xiàn)了地面遠程對工作面設(shè)備各項性能進行監(jiān)測。然后，對于井下主機與地面服務(wù)器的聯(lián)絡(luò)，可以實現(xiàn)地面指揮系統(tǒng)對井下支架及其他設(shè)備的反向數(shù)據(jù)傳輸，得出各工作面的支架受力情況，再將整個工作面的壓力分步進行匯總，投影到顯示大屏上，方便礦領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)籌規(guī)劃。綜采工作面信息系統(tǒng)能夠有效減少作業(yè)人員在現(xiàn)場的操作，降低了工作面勞動強度及成本費用，加強了設(shè)備故障檢修、設(shè)備維護，降低了設(shè)備故障率。