综采工作面自动化控制系统在煤矿的应用

摘 要：本文主要分析了矿井综采工作面自动化采煤效率问题，在科学技术的应用下，提出了综采工作面自动化控制系统，阐述了该系统的组成及其具体功能，全面提升煤矿开采效率。由于该设备主要由可集中控制工作面组成，在视频监视系统应用效果下，实时监控综采设备的效率，提高煤矿生产和开采的安全性。

关键词：综采工作面；自动化；控制；煤矿

随着科学技术在不断进步，采煤自动化水平也在不断提高。为了减少人为因素的干扰，矿井生产中对自动化控制系统要求比较高，本文提出了综采工作面自动化控制系统，为大型煤矿开采和建设提供了设备保障，促进了我国煤矿朝着自动化、高效化以及安全化的方向发展。有效解决了开采过程中，存在资源浪费严重以及死亡率高；针对煤矿开采总水平相对落后的问题，不仅改善了煤矿开采自动化水平，减少了工作面的人员，而且提高了煤矿生产的效率。

1 煤矿开采情况介绍

该井的设计生产能力Mt/a，矿井中主要由主井、副井以及回风立井三个井筒。该矿井中每层储存比较稳定，顶底板较好，矿区内部构造简单易操作。

2 综采工作面自动化控制系统的具体应用

2.1 综采工作面巷道监控中心

矿井下，综采工作面巷道监控中心作为整个矿井工作面协调机制的中心系统，该系统主要由计算机主控、显示器、操作台以及交换机等设备组成，在综采工作面监控设备中，能够实现液压支架远程监控，该设备由采煤机实施远程控制，监测工作面中的刮板输送机、破碎机、巷道输送机以及工作面泵站等，整个监控系统受自动化集中控制，为矿井巷道内提供安全和防护措施。

2.2 采煤机的监控设备

综采工作面中，巷道监控中心配置主要由一台本安型操作台实施具体监控。根据采煤机主机系统以及工作面视频监控系统，对整个采煤机实施远程监控。监控设备中由采煤机提供CAN或者RS485接口，最终向综采自动化系统提供远程监控接口以及协议传输。整个监控设备来实现采煤机数据的接收、传输并且通过与主机进行双向通信将巷道内与地面监控中心相协调，最终实现对整个煤矿开采过程的远程监控和监测。针对设备运行过程中的所有环节进行监测，确定其运行的状态、方向、速度以及位置和输煤量等。采用监控设备还能够实现记忆割煤，根据存储的数据进行自动割煤处理、采煤机跟机自动化，通过红外线传感器检测到采煤机的信息，然后再通过主机处理，自动完成对采煤机移架以及推溜等控制功能，提高对煤矿监测的实时性和准确性。

2.3 综采泵站控制设备

开采中，泵站控制系统主要由泵厂家自带，主要模块分为：输入模块、控制中心以及输出模块。泵站控制系统在井下控制中心中主要用以太网通信口相连接，最终实现对泵站停止和启动的控制，完成对矿井生产中，数据的采集和传递功能。监控主机中，控制器包含压力传感器、液位传感器、油压传感器、油温传感器、油位传感器、水温传感器、流量传感器以及水位传感器，实时对整个采煤系统进行数据分析。

2.4 液压支架系统

基于SAC型液压支架电液控制系统，液压支架在电液控制过程中，采用立柱安装压力传感器实时数据和信息的传输。将采煤机安装红外线发射装置，并在液压支架上安装行程传感器，最终实现顶板压力监测、液压支架跟随采煤机自动操作以及液压支架推进量程等功能。整个液压支架系统具有双线CAN接口，该远程监控接口能够对综采自动化系统提供接口，最终将支架的邻架以及隔架手动操作、自动操作、跟机操作、闭锁紧急停止以及报警系统等信心进行收集和传输，将所有的信息传达到监控中心，为矿井开采提供数据信息。

2.5 视频监控系统

综采工作面自动化控制系统中，视频监控系统占据着重要位置，该系统主要包含矿用本质安全型摄像仪、显示器以及操作台等，其中每6个支架配备2台矿用本质安全型摄像仪，一般将该设备安装于支架的顶梁部位，一台与工作面平行方向安装，另一台与工作面垂直方向安装，这样有助于全面化、全方位对整个矿井实时监测。该网络摄像仪在采集数据过程中，以太网网络传输到视频监视器中，通过综采工作面巷道监控中心设置视频监视器，实施视频显示功能。该摄像仪能够全面收集到采煤机运行位置以及具体方向，根据画面显示监测煤矿开采现场，有助于实现自动化控制效果。

2.6 传输方式

综采工作面采用太网来实施数据传输，针对综采接入器、本质安全型光电转换器、交换机以及稳压电源和矿用电缆等设备进行网络连接，以接入器来提升矿井内网络传输效果。

本文采用综采工作面自动化控制系统，其主要的功能表现在：有助于进一步加强巷道监控中心对工作面设备的控制；该设备以太网在工作面中来视线数据的采集和传输；工作面中的视频监控系统，能够实时、高效地对整个矿井内进行监控和监测；该系统可以独立使用，避免由于综采工作面自动化控制系统出现故障影响整个矿井生产效率。在减少人为因素的干扰下，提高了自动化控制水平，有助于提升整个矿井的生产效率。

3 总结

综上所述，采用综采工作面自动化控制系统，提高了整个矿井开采的实时性、高效性以及安全性生产，在工作面巷道监控中心，采用网络传输视频信号，提高了工作面实时监测的效果，自动化水平减少了人员投入，提高了采煤效率，有助于优化整个产业不断升级。在实时动态监测设备运行中，能够及时发现和处理综采工作面设备运行出现的故障，减轻成本的同时，提升了经济效益。另外，由于设备在运行中，具有高效率性，在液压支架中可能存在泄漏情况，因此技术人员要加强支护效果，同时，在自动化控制过程中，进一步提高和挖掘数据，做好对设备的调整和管控。