综采自动化工作面的应用与研究

实践运用综采自动化工作面的应用与研究乔龙龙（山西阳泉煤业（集团）股份有限公司机电动力部，山西阳泉045000）摘 要：对•阳煤集团开元公司首个综采自动化工作面进行了研究，综合分析了引用数据和应用经验，特别是对智能化

系统设备的安装、管理、使用以及采煤工艺进行了研究，对其他自动化工作面具有极大的参考意义：关键词：综采；自动化工作面；智能化系统；采煤工艺中图分类号：TD672 文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2019)03-0187-02Application and Research of Fully Mechanized Mining Automatic Working FaceQIAO Longlong(Electrical and Mechanical Power Department, Shanxi Yangquan Coal Industry (Group) Co., Ltd., Yangquan 045000, Shanxi,

China)Abstract: This paper studied the first fully mechanized mining automatic working face of Kaiyuan Company of Yangquan Coal Industry Group, and comprehensively analyzed the quoted data and application experience and especially studied the installation, management, use and mining technology of intellectualized system equipment, which had great reference significance for other automatic working faces.Key words： fully mechanized coal mining; automatic working face; intellectualized system; mining technology0引言操作，包括对煤机运行方向、运行速度进行控制，对牵

9711引电机电流、摇臂高度进行监测；同时采煤机远程控制 综采自动化工作面是开元公司首个综采自动

化工作面，通过对自动化设备的选用，实现了成组自 箱与SAM （支持自动思维）自动化集控中心通过RSV85 动控制、支架中部自动跟机、运输设备一键启停等功

通讯线进行连接，天玛控制中心通过各类传感器对工作

能，先进采煤工艺的使用.实现了矿井高产高效的目 面采煤机相关数据进行监测和收集，并通过光缆将数据

标。随着综采自动化技术的不断成熟和完善，采煤队 传输到9号煤层七采区一配电室，转至地面调度中心；组生产人员逐步减少，由原来的每班33人减少到现在

表1

9711综采工作面主要装备的配套及参数表的每班10人，为开元公司全年节省工资成本1.8x106 序号设备名称数量型号厂家元余，为开元公司今后安全高效、又好又快地发展奠 1采煤机1台MG750/1900-GWD上海创立定了坚实的基础。2液压支架128架ZY8000-26/56D阳煤华越3六路开关1台KBZ-800/3300-6天津华宁1自动化综采工作面煤层地质情况4刮板输送机1部SGZ-1000/1400山西忻通9711 I作面井下北部为9813设计工作面，西邻 5高压开关1台BPJV-1600/3300-6江苏八达9804采空区，南靠9814设计工作面，东接9711工作面 6转载机1部SZZ-1000/400山西忻通（东）。丁作面标高为751 m~778 m,走向长度平均462 7皮带机2部DSJ-1200阳煤华越m,8皮带开关2部ZJT-400/1140阳泉华鑫倾斜长220 m,面积为101 0 nr,开采时间为 2017-10-03—2018-05-28o 丁作面工业储量为 739 852 t, }»液压支架控制器。大采高工作面支架系统采用 回采率为97%,可采储量为717 656 t。工作面采用一

天玛SAC （支持自动控制）电液控制系统，每架支架安 次性采全高斜切进刀三角煤工艺。装有立柱压力传感器、行程传感器、倾角传感器、红外

2智能化综采工作面技术装备基本情况接收器；支架与支架之间使用架间线串联，每隔3架安

9711综采工作面主要装备的配套及参数如表1所示。装一个隔离耦合器和电源箱，每隔6架安装一个综合接 入器及视频摄像头。通过工作面端头架处的信号转换

3综采工作面主要装备的智能化系统器，将工作面每架支架的数据信息及视频信息传输到进 a） MG750/1900-GWD型采煤机使用进风顺槽配套

风顺槽的监控主机上，实现实时监测监控，再由监控主

的远程控制箱控制，通过数据通讯线将远程控制箱与丁 机通过光缆传输到9号煤层七采区配电室，最后通过环 作面采煤机相连接，通过控制箱对采煤机进行远程控制

网传送到地面调度中心收稿日期：2019-01-1（）c）综采自动化设备。井下自动化监控中心使用单 作者简介：乔龙龙，1992年生，男，山西繁峙人，2012年毕业于山 独的127 V综保供电，与MG750/1900-GWD采煤机远

西煤炭职业技术学院矿山机电专业，助理工程师

程操作箱连接，实现了对工作面采煤机运行状态的在线

•187-2019年第3期2019年3月监测监控，能够进行远程监测、控制和故障预警，通 过与支架电液控制系统连接实现工作面支架成组运行 （成组拉架、推溜、开柱、降杆、收护帮板等），自动取 机运行动作（支架自动执架、推溜、升柱、降尘喷雾

作面视频监测实时传输。在工作面加装视频监控设备, 实现了对整个综采作业区设备的全程实时视频监控、

视频信息共享。通过井下百兆工业环网将视频画面上 传至地面队组、调度室等，可以看到井下的实时作业情

等），支架预警，支架动作中急停、闭锁、停止等功能,

况，及时了解生产动态，为调度指挥提供了决策依据;实现了顺槽监控中心对工作面支架的控制、实时监测 和信息上传。通过与大齐语音通讯系统的连接，实现

f）工作面支架压力自动补偿功能。电液控制系统的应

用和乳化液自动补液功能的实现，保证了支架能够实

对工作面破碎机、转载机的启动预警，工作面沿线急 停闭锁，顺槽皮带保护系统预警，故障显示和皮带沿

时检测支护压力的变化，压力不足时自动补压，保证达

到足够的初撑力，支护质量显著提高，减小了煤帮压 力，减少了滚帮煤带来的安全隐患；g）瓦斯浓度与采 煤机速度联动控制。在工作面机头、机尾处安装瓦斯传

线急停闭锁；d） 综采设备视频自动跟踪监测装置。工作面安装 天玛SAM自动化集控摄像头，每6架安装1个摄像头， 共22个，能够实时监测采煤机运行状态和生产情况。

天玛自动化系统摄像头将采集到的视频信息传输到进 风顺槽天玛集控中心，再由集控中心通过通讯光缆传

感器，将采集的瓦斯数据通过以太网实时发送到顺槽 监控中心，实现与采煤机速度的动态连接，由采煤机监 控主机根据瓦斯变化控制采煤机速度，有效减少生产

过程中的瓦斯超限现象叫到9号煤层七采区配电室的交换机上，再由井下环网 将实时监测到的视频画面传至地面调度中心；5综采自动化工作面使用情况及存在的问题e） 顺槽集中控制与工作面通讯网络。顺槽使用大 齐KTC118.1矿用本安型控制台，分别控制工作面沿线 和顺槽皮带沿线两路通讯，工作面每6架安装1部 KIC-118.2型语音电话，共22部；皮带每100 m安装 1部KTC-118.4型语音电话，共16部。每部电话之间

通过七芯通讯线相互串联，可实现工作面通话、预警、 打点、急停功能。a）电液控制系统操作不规范。采煤队刚开始不习

惯使用支架控制器操作，手动操作电磁先导阀或用工 具直接操作电磁先导阀，容易造成电磁阀损坏和控制 器操作按键失灵；b）工作面视频系统有时不显示。这 主要是因为连接工作面的视频线在采煤过程中容易被

拉断，工作面中的摄像头容易被煤粉掩盖，造成数据传

输不及时；c）经常出现死机和蓝屏的情况。由于井下 监控主机连接着井下环网，而井下环网中有一些病毒,

4智能化综采工作面实现的主要功能导致主机经常出现蓝屏和死机现象。鉴于此，将井下

a）支架中部跟机。所有液压支架全部配套SAC电 液控制系统，数据通过CAN总线通讯.命令通过人机 交互界面实时对支架动作进行控制，以SAC电液控制

系统为核心，依托采煤机红外线位置监测、视频探头、 多种传感器等监测监控装置，工作面液压支架跟随采

主机和环网分开，建立了单独的自动化局城网后，蓝 屏和死机现象少了很多，但由于主机配置低，蓝屏和

死机的现象依然出现；d）监控中心远程控制采煤机时 存在延时。当操纵台控制采煤机的滚筒升降及左牵引、 右牵引时，通过视频可以明显看到动作处延时过长，需 厂家配合处理；e）工作溜开关（江苏八达）。电源侧喇 叭嘴采用的是一次性注胶方式，造成拆除和排除故障

煤机割煤自动执行升降、推移、补压和喷雾作业，实 现了支架跟机作业自动化。以工作面支架为参照单位，

不方便；同时在搬家倒面时需要重新做头，投入较大。主要参数现场固定说明如下：煤机身长12架，跟机移 架距离7架，跟机推溜距离15架，跟机收护帮距离10

6结语通过对开元公司首个综采自动化工作面技术、装备

m,移架范围1架，推溜距离10 m,收/伸缩梁6架， 移架范围1架，推溜范围10架，伸缩梁1架，跟机伸 护帮在自动移架过程中联动；b）三机一键启停。将三 机设备接入KTC118型通讯控制系统，配合工作面视频

监测设备，可以实现对工作面设备的一键启停功能，

基本情况以及实现的主要功能的介绍，说明了各技术、 设备的作用和相互间的配合关系，同时提出了使用中

发现的问题及对应办法。该系统可集中控制工作面设

备，通过视频监视系统可对主要综采设备进行实时监 控，节省了大量的人力资源，大大降低了员工的劳动强

通过数据共享，实现设备间的相互连锁控制功能，从 而实现对工作面三机的集中控制和监测；c）远程控制。 通过地面与井下监控中心的光缆连接，调度中心通过 控制操作台对采煤机和液压支架实现远程控制。另外，

度，提高了矿井信息化管理水平，确保了矿井安全生 产，对同行业其他自动化工作面有一定的参考意义。 参考文献：[1]

辅以井下支架煤壁摄像头，可实现对井下采煤机和液

王金华，黄乐亭，李首滨，等.综釆工作面智能化技术与装备的

压支架的远程控制；d）全巷道语音通讯功能覆盖。顺

发展[J].煤炭学报,2014,39（8）:1418-1423.[2]

孙丙科，勇华.综采工作面自动化控制系统设计与应用[J].工

槽及工作面分段装设了 KTC118型语音通讯设备并带有 急停闭锁功能.实现了全线通讯畅通，方便人员实时 联系和指挥。沿线闭锁功能可以保证在紧急情况下实

矿自动化,2014（1）:84-86.[3]

贺海涛.综采工作面自动化在神东矿区的实践[J].陕西煤炭, 2009（2）:51-52.现设备的停止，进一步为安全生产提供了保障；e）工

（责任编辑：刘晓芳）•188-