綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)探討

邢攀

唐山開灤林西礦業(yè)有限公司 河北唐山 063104

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)煤炭能源的需求量也是越來(lái)越大，作為煤炭生產(chǎn)行業(yè)，不僅要保證生產(chǎn)的效率，還需加強(qiáng)對(duì)其的自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)的不斷。本文就對(duì)煤炭生產(chǎn)中的綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析探討。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；自動(dòng)化系統(tǒng)；液壓支架；采煤機(jī)

1 前言

綜采面自動(dòng)化技術(shù)主要是繼綜合機(jī)械化開采技術(shù)后煤礦開采技術(shù)新的發(fā)展方向，其集電控技術(shù)、安全保障、視頻監(jiān)控技術(shù)、信息化技術(shù)等于一體，實(shí)現(xiàn)煤礦開采由機(jī)械化向現(xiàn)代化、自動(dòng)化的飛躍，可以大大減少井下工人的數(shù)量，減少安全事故發(fā)生率，提高安全性。下面就對(duì)其進(jìn)行探討。

2 案例工程概況

0023-4工作面位于井下-670～-727m，本區(qū)域煤層賦存穩(wěn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于受原始沉積影響，局部有底凸現(xiàn)象，造成局部煤層變薄。工作面走向長(zhǎng)310m，傾斜長(zhǎng)165m，采高2.6m。0023-4工作面為挖潛工作面，運(yùn)輸巷與膠帶巷、輔助運(yùn)輸大巷都在同一水平，泵站、移動(dòng)變電站等布置在輔助運(yùn)輸巷中，回風(fēng)巷道也與膠帶巷、輔助運(yùn)輸大巷布置在同一水平。

3 綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 采煤機(jī)自動(dòng)采煤技術(shù)

采煤機(jī)共由9部分組成，其中電控箱主要用來(lái)控制采煤機(jī)各個(gè)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、顯示與上傳，各種保護(hù)的靈敏動(dòng)作；截割電機(jī)通過(guò)搖臂齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)截割滾筒割煤；泵電機(jī)通過(guò)帶動(dòng)齒輪泵，再通過(guò)液壓閥組來(lái)控制搖臂調(diào)高油缸的伸縮，從而控制工作面采高的大?。粻恳姍C(jī)通過(guò)牽引齒輪箱及牽引驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)采煤機(jī)行走。

采煤機(jī)各部位采集的各種傳感器信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換模塊，傳輸?shù)街醒肟刂破?，?jīng)處理后在顯示器中顯示出來(lái)。主要的采集數(shù)據(jù)如下：通過(guò)無(wú)線接收器接到得遙控器信號(hào)，通過(guò)輸入輸出模塊RIO接收到各種電機(jī)的溫度保護(hù)信號(hào)、接觸器電流信號(hào)、搖臂的角度傳感器信號(hào)、采煤機(jī)機(jī)身傾角傳感器、各種旋鈕信號(hào)，變頻器的溫度、電流、電壓、頻率信號(hào)，通過(guò)輸入輸出模塊DIOM接收電磁閥通斷信號(hào)，通過(guò)GIO模塊接收搖臂溫度信號(hào)、牽引齒輪箱D齒輪傳感器信號(hào)、油箱油溫油位信號(hào)、復(fù)位傳感器信號(hào)、水流量、水壓信號(hào)、電纜張緊信號(hào)。

3.2 液壓支架電液控制技術(shù)

3.2.1電控系統(tǒng)組成

工作面的支架控制器因供電關(guān)系而被分組，相鄰的6個(gè)控制器由一路獨(dú)立的直流電源供電，成為一個(gè)控制器組。分組的標(biāo)志是組與組之間都接入一個(gè)隔離耦合器，它隔斷了組與組間的電氣聯(lián)接而又通過(guò)光電耦合溝通數(shù)據(jù)通信信號(hào)，這種方式是為達(dá)到本質(zhì)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(tǒng)的主要功能

支架電液控制系統(tǒng)的主要功能包括單支架單動(dòng)作手動(dòng)控制，單支架的降柱―移架―升柱自動(dòng)控制，多支架成組自動(dòng)控制，以采煤機(jī)位置為依據(jù)的全部支架自動(dòng)控制，立柱在工作中發(fā)生卸載時(shí)的自動(dòng)補(bǔ)壓功能，閉鎖及緊急停止功能，信息功能。廠家預(yù)先在控制器內(nèi)編制好程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)以上功能。

3.2.3液壓支架數(shù)據(jù)采集技術(shù)

采煤機(jī)一邊工作，一邊通過(guò)紅外線向外發(fā)射信號(hào)，然后液壓支架上的紅外線接收器能接收該信號(hào)，從而可以確定采煤機(jī)位置。支架控制器通過(guò)對(duì)采煤機(jī)位置的分析，計(jì)算出哪些支架需要移架，哪些需要推溜或者收打護(hù)幫板。推溜過(guò)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(jù)此來(lái)保證推溜及拉架能夠達(dá)到要求；通過(guò)液壓支架立柱壓力感測(cè)器采集立柱下液強(qiáng)壓力信號(hào)，保證液壓支架將架壓力及升架后的初撐力。以上技術(shù)為實(shí)現(xiàn)工作面液壓支架自動(dòng)化提供了最原始的數(shù)據(jù)。

3.3 集中控制技術(shù)

3.3.1三機(jī)集中控制技術(shù)

三機(jī)集中控制采用開灤華明六回路控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)通過(guò)控制QBZ-1200/1140-6礦用隔爆兼本質(zhì)安全型六回路真空電磁啟動(dòng)器組合開關(guān)來(lái)控制工作面三機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三機(jī)聯(lián)合啟動(dòng)與停止、單設(shè)備的啟動(dòng)與停止、單設(shè)備點(diǎn)動(dòng)的啟動(dòng)與停止功能，可在工作面機(jī)頭實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)與停止功能，以及工作面其他設(shè)備的單機(jī)啟動(dòng)、雙機(jī)啟動(dòng)、延時(shí)啟動(dòng)等功能，同時(shí)具有短路、斷相、超載等保護(hù)插件，其具有操作集中、控制簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定和安全等優(yōu)點(diǎn)。

3.3.2泵站集中控制技術(shù)

乳化液泵站系統(tǒng)包括兩臺(tái)乳化液泵、兩臺(tái)防爆型三相異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一個(gè)乳化液箱、一臺(tái)離心式增壓泵、一臺(tái)隔爆型驅(qū)動(dòng)小電機(jī)、一個(gè)工作面回液過(guò)濾器和蓄能器站及BARTEC電控系統(tǒng)。乳化液泵站系統(tǒng)通過(guò)BARTEC電控系統(tǒng)集中控制，實(shí)現(xiàn)乳化液泵的自動(dòng)加載、卸載，泵的油溫、油壓、液壓報(bào)警，監(jiān)視和保護(hù)功能。

3.3.3運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制和監(jiān)控

帶式輸送機(jī)通過(guò)KHP115-K-Z型皮帶控制箱控制皮帶的啟動(dòng)和停止以及各項(xiàng)監(jiān)控功能的失現(xiàn)，監(jiān)控功能的作用是保護(hù)皮帶的正常使用和運(yùn)轉(zhuǎn)，包括跑偏保護(hù)、速度傳感器、礦用雙向滾筒人員保護(hù)裝置、自動(dòng)噴灑降塵裝置和堆煤保護(hù)，通過(guò)這些保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理皮帶運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，減少了問(wèn)題解決的時(shí)間，并能有效延長(zhǎng)了設(shè)備的使用周期，節(jié)約了設(shè)備使用成本。

結(jié)束語(yǔ)：

綜合工作面自動(dòng)化系統(tǒng)的使用，除了能夠推動(dòng)煤炭生產(chǎn)地效率，還可確保各生產(chǎn)人員的生命財(cái)產(chǎn)的安全。自動(dòng)化系統(tǒng)雖然促使煤炭生產(chǎn)行業(yè)進(jìn)入高峰期，但是煤炭企業(yè)還需考慮到自動(dòng)化系統(tǒng)的使用問(wèn)題，進(jìn)一步完善系統(tǒng)，進(jìn)而有效的提高科技含量，讓自動(dòng)化工作面更加完善。

參考文獻(xiàn)：

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