综采工作面自动化系统集成分析及研究

摘 要：本文阐述了综采工作面自动化系统现状，对系统已经实现的功能以及当前系统存在的问题进行分析，总结了综采工作面自动化系统集成方案，旨在提升综采工作面生产效率，推动我国煤炭行业向全面自动化和智能化持续发展。

关键词：综采工作面；自动化集成；分析

煤炭工业是我国十分重要的能源开采行业，近几年逐渐实现从劳动密集型转为技术密集型，在已经全面机械化的基础上，正在走向自动化。我国许多煤炭企业对综采工作面自动化生产给予越来越多的关注，在技术上取得了很大的突破。应用自动化系统能够减少人力物力消耗，利用先进的技术和设备大大提升综采工作面的生产效率。本文对综采工作面自动化系统集成进行分析和探讨，为我国煤炭行业的自动化发展提供一些参考。

1.综采工作面自动化系统现状

1.1已有功能

当前，煤炭开采过程中使用的移动变电站、液压支架、转载机等器械设备都具有远程控制和通信等自动化的功能，同时能够和其他通信系统进行双向信息传递。现阶段，各个煤炭企业都能够通过具有自动化功能的设备和技术实现综采工作面自动化开采和数据通信，并且能够时刻对综采工作面生产情况进行监督控制。

我国在综采工作面自动化方面采用的方法一般是：在对综采工作面设备实施招标后，矿方要将各个设备的供应商组织起来，就工作面设备自动化的技术操作、通信协议和集成方案等进行研讨，及时发现问题，供货商要对提供的设备性能进行再次确认，在工作面安装后，在试生产期间要对设备进行自动化调试。

1.2存在的问题

当使用采煤机割通两个端头时，要换成手动模式进行煤的切割。如果综采工作面发生问题时，采煤机不能自动识别，难以及时获得处理。在支架自动跟机拉架的过程中，拉架速度没有同采煤机的速度一致，以及顶梁不能自动调节等问题会影响到支架自动化水平。同时，各个设备的通信协议和数据接口不统一，煤炭企业在综采工作面自动化方面没有形成统一的标准，工作流程不规范，采用的技术标准也不尽相同。支架在移动过程中可能发生意外事故，因此要安装多种传感器来自动感知支架的状态，实现支架智能化控制。需要将视频、语音和通信技术整合起来，提升远程控制的可靠性和监控系统的安全性。缺乏专业的厂家对总裁自动化系统进行集成。此外，系统缺乏集中的远程控制中心对液压支架和采煤机等设备进行统一监控和控制，以自动化生产为主导，人工干预为辅助的生产管理模式。

2.综采工作面自动化系统集成方案

综采工作面自动化集成是在智能控制系统的操作下，将运输控制系统、采煤机控制系统、供电系统等多个系统进行集成，然后对综合机械化采煤工作面设备进行统一管理和集中控制。相关人员在地面的控制中心对工作面进行监测和控制，工作面能够对数据进行统计分析和发布，以及具有设备诊断等功能。

2.1液压支架智能控制系统

此系统基于支架电液控制系统标配，利用传感器来达到支架智能控制的目的。该系统具备信号转换器、支架控制器、工作面巷道监控主机和驱动器等多个配置来实现液压支架智能控制的功能。

2.2采煤机职能控制系统

本系统能够实现采煤机定位和视频跟踪等功能，利用工作面视频系统达到此效果。采煤机的启停和速度是通过工作面巷道远程操作台来进行控制的，实现对采煤机设定好工艺程序，包括加速、减速、高度调节和自动运行等功能。同时，采煤机的自动化过程能够进行人工干预，通过对工作面运行情况的监控，相关人员可以随时对采煤机进行远程人工控制。

采煤机需要具备定位功能，遇突发情况紧急停止和闭锁功能，速度和高度控制功能，智能化快速记忆功能，数据检测功能等。

2.3地面数据监控、分析与发布系统

本系统是结合转载机、液压支架、喷雾泵站和采煤机等系统，通过地面调度指挥中心对综采工作面设备进行远程监测和控制，同时能够实时掌握设备显示的数据，将实时的井下工作面生产数据和安全信息传递给管理人员和地面生产等，以提供协调各方面工作的依据，通过自动化系统全面监控煤炭开采工作的进程和相关数据，大大提升工作效率。

2.4刮板输送机智能控制系统

该系统要实现转载机自动推移、链条张力监测、机尾伸缩自动控制等功能，同时能够使用手动操纵阀对带式输送机机尾的相对位置进行调節，根据工作面现场情况自动或者手动进行高度、胶带跑偏、转载机方向校正等调整。

2.5泵站职能控制系统

在此系统中，配备了多种不同的传感器，实现泵站保护和状态预警功能，其卸载功能包括电控和液控两种，能够将系统压力波动最小化，乳化液泵站空载启停，为工作面恒压供液等等。

2.6工作面巷道智能综合控制系统

该系统是整个综采工作面的集中控制点，系统装备包括操作台、计算机、交换机、视频监视器等。该系统能对工作面进行集中控制和实时监控，收集和处理工作面相关数据，对网络进行监测和管理，当网络出现异常时能够自行诊断。

3.结束语

随着综采工作面自动化的发展，我国煤炭开采安全性和效率逐渐提升，同时体现了在无人操作的情况下安全开采的管理理念。通过我国长时间对综采工作面自动化生产的探究和推广，许多大型煤炭企业通过应用自动化开采技术实现了更好的效果，然而要想真正实现综采工作面全面自动化，还需要很长时间的探索。接下来我国要在三维定位技术、自动识别技术等方面持续研究，发挥核心技术的优势促进我国煤炭工业持续发展。

参考文献

[1]王建宏，郭明飞，韦瑜.综采工作面自动化设备实用性研究[J].机械工程与自动化，2016（03）：216-217+219.

[2]王峰.综采无人工作面自动化开采技术研究与应用[J].工矿自动化，2015，41（07）：5-9.

[3]夏护国，宋卫军，杨宪国.综采工作面自动化系统集成研究[J].工矿自动化，2014，40（06）：31-33.

作者简介

吴俊磊 男 汉族 江苏省无锡市宜兴市 助理工程师 本科 研究方向：自动化

（作者单位：江苏卓易信息科技股份有限公司）