摘要：文章主要以矿井综采工作面自动化采煤工作效率较低为切入点，依据实际情况对综采工作面自动化控制系统的设计进行分析，工作人员能够及时通过监控视频对主要的综采设备进行监控，从而提高工作效率以及工作质量，推动煤矿采煤自动化工作的开展。
关键词：综采工作面；自动控制
视频监视在社会不断发展过程中科学技术也在不断发展，采煤自动化技术的应用也逐渐深入。煤矿开采技术虽然发展快速，但是总体上仍处于较为低下的应用状况，只有积极制定完善的应对措施，才能从根本上提高应用工作水平。文章主要以山西中新甘庄煤业有限责任公司为例进行分析。
1煤矿开采状况分析
山西中新甘庄煤业有限责任公司的设计生产能力为4.0Mt/a，矿井分布设置了3个井筒，依次为主井、副井、回风立井。矿井投产盘区的结构简洁，煤层状况较为稳定，顶板底板较好，主要的采煤方式为长壁综合机械化一次采全高。首采工作面长度为260m，推进方向大约为3800m；煤层的厚度大约为6.8m，设计采用一次采全高综采，采高为3.2~6.2m；选择采用国产的采煤机，截深度为876mm[1]。
2综采工作面的设备选型（表1）
表略
3系统的整体设计分析
综采工作面自动化控制系统组成如图1。3.1工作面巷道监控中心工作面巷道监控中心是整个工作顺利开展的根本保证，其主要是由主控计算机、本安显示器、液压支架远程操作台、采煤机／三机操作台、交换机等设备构成，能够实现对液压支架远程控制，同时，还能对采煤机进行远程控制，工作人员还能对工作面刮板输送机、转载机、破碎机、巷道输送机和工作面泵站等部分的实际工作状况进行监督，从而能够提高工作质量[2]。3.2采煤机的监控系统工作面巷道监控中心的主要配置为本安型操作台，工作人员可以依据采煤机主机系统以及工作视频监控系统的工作状况，实现对采煤机的远程控制。通常来说，采煤机采用的是CAN或RS485接口，能够为综采自动化系统提供相应的接口协议，从而实现对相关数据的接收、传输，同时，还能实现和主机的双向通信。工作人员能够在巷道和地面监控中心对采煤机进行远程监控，能够使得地面工作人员及时地掌握采煤机的运行状况、运动方向、采高、运行速度、运行位置等；另外，还可以在储存器储存一些人工截割的数据，能够使得采煤机依据相关数据进行自动切割；在实际工作开展中，电液控制系统能够通过对红外线传感器明确采煤机具体的位置信息，通过主机处理以后，能够自动发送支架控制器、在采煤机前面自动收护帮板、在采煤机后面自动移架、推溜等指令，从而保证相关工作的顺利开展。3.3泵站控制系统分析泵站控制系统主要是由泵生产商家提供，其主要由输入模块、控制中心、输出控制模块构成，具体的泵站系统控制如图2。井下控制中心主要采用太网通信接口与泵站控制系统实现通信，使得工作人员能够对泵站的单、多台泵的启动停止进行控制，从而完成对泵站工作数据的采集。3.4液压支架控制系统液压支架电液控制系统主要采用的是SAC型号的液压支架电液控制系统。工作人员在立柱上安装压力传感器以及在采煤机上安装红外线发射装置、液压支架推移千斤顶内部安装行程传感器，能够实现对顶板压力的有效监测，液压支架能够随着采煤机进行自动操作。液压支架控制系统采用双线CAN接口，能够满足综采自动化系统的介入需求，能够实现对支架、邻架、隔架手动操作过程、邻架自动化操作过程、成组自动功能、跟机自动控制过程、闭锁及紧急停止功能、故障显示及报警功能、自动补压功能、带压移架等信息快速传输到井下监控中心，保证相关工作的开展的有效性[3]。3.5三机及巷道输送机控制系统选择采用KTC101设备作为三机以及巷道输送机的控制设备，采用RS485通信接口以及ModbusRTU通信协议，实现在工作面对三机的集中自动化控制。3.6视频监视系统工作面的视频监控系统主要包括安全摄像仪、安全显示器、安全操作台等，6台支架配备2台安全摄像仪，将其安装在支架的顶梁上面，并且两台安全摄像仪的作用也各不相同，一台和工作面平行另一台和工作面垂直，两者进行拍摄，然后，在通过对以太网网络的应用，将摄像仪所拍摄的数据视频传输到视频监控显示器上；工作面巷道监控中心设置相应的视频显示器，能够显示视频，视频监视系统通过获取一定的权限能够获取采煤机的运行方向以及具体位置，并且还能实现视频的自动切换。3.7网络传输工作面的以太网主要是由本质安全型综采综合接入器、本质安全型光电转换器、本质安全型交换机、矿用隔爆兼本质安全型稳压电源、铠装连接器、矿用光缆等部分构成，通过安全型综合接入器进行连接。
4系统功能分析
系统能够实现巷道监控中心对工作面设备的统一控制，还能有效地提高传输速度，能够及时有效地对各个环节的工作进行监控。在系统运行过程中，如果系统出现故障，其子系统能够单独运行，保证相关工作的顺利开展。
5系统的应用成果分析
综采系统应用以后，各个部门的工作人员数量明显降低，有效地降低了煤矿的开采成本。例如：采煤机操作员由原来的三个人减少到一个人，支架工由原来的五个人减少到一人，胶带机操作员由原来的四个人减少到二人等，总体工作人员只是原来各岗位工作人员的二分之一。另外，还能使得煤矿采煤的整体自动化水平有了质的飞跃，实现对设备的远程控制，有效地提高了工作水平以及工作效率。同时，由工作人员能够对整个工作环节进行监控，能够有效避免煤矿开采工作中事故的出现，能够对其中存在的问题进行处理，保证各项工作开展的有效性，不仅提高了工作质量，而且还能保证煤矿采煤工作的安全性，保证煤矿经济效益最大化[4]。
6总结
积极对综采工作面自动化控制系统的应用进行研究分析，能够提高工作效率以及工作质量，还能保证煤矿生产的安全性。在系统设计过程中，应该从实际状况出发，对各个设计环节进行控制，才能保证系统设计的合理性，保证相关工作的有效性。另外，综采工作面自动化控制系统的应用，还能提高煤矿采集工作的自动化水平，推动相关工作的持续发展。
【参考文献】
［1］杨德龙.综采工作面自动化控制系统在煤矿的应用[J].山东工业技术,2015,(11):77.
［2］韩扬.综采工作面自动化控制系统应用研究[J].地球,2015,(2):64-64.
［3］梁海权,黄金福,刘明华等.综采工作面自动化控制系统在苍村煤矿的应用[J].机电工程技术,2015,(9):91-93.
［4］宋庆双.井下综采工作面自动化控制系统的设计与应用[J].机械管理开发,2016,(3):111-113.
作者：曹文平 单位：山西中新甘庄煤业有限责任公司
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