煤矿智能化综采工作面系统设计与应用探讨

赵龙龙

(西山煤电股份有限公司马兰矿，山西 古交 030205)

引言

现如今，智能化煤矿综采工作面系统是条件适宜的煤层高效开采技术的发展方向，智能、自动、安全、高效的煤炭开采理念是时代发展的需要。将致力于构建更成熟更全面的数据信息，建立起专业的信息支持系统，不断研发煤矿的核心技术，将煤矿工人从人工生产中解放出来，逐渐走向智能化生产。

1 加强煤矿智能化综采工作面系统设计的必要性

煤炭的智能化综采工作主要的目的就是为了达到机器设备的智能化投入使用，降低人工成本，甚至可以将工作人员的数量降至最低，而整个综采工作的重心主要在三机的共同配合下推进工程进度。对于三机而言，主要包含液压支架、采煤机和刮板输送机三部分，三个设备共同发展来促进整体工作面的进步，不仅如此，该工作方式的使用还可以促进我国煤炭行业中综采工作面的完善和进步，提高我国煤炭整体行业技术在世界的地位，进一步促进先进综采技术融入我国煤炭行业，加快整个煤炭行业的快速发展。

2 智能化综采工作面系统需面对的问题

现如今，我国的智能化煤炭整体系统仍处于发展阶段，所以仍存在诸多问题亟待解决，主要表现在以下几个方面：第一，煤炭工作环境的复杂性。煤炭工作的开采地点往往处于地下深处，常年不见光且环境恶劣，无法确保相关工作人员的人身安全和健康要求，不仅如此，综采系统的整个灵敏度也受环境影响而下降，无法最精准地收集数据，影响了煤炭的开采进度。第二，技术无法实现统一。我国地质种类多样，技术在实际操作中会受到实际情况的影响，甚至一些地方无法投入机器设备的应用。第三，对于机器设备的相关参数没有标准的市场规定。我国机器设备建设厂数量繁多，如此一来，生产出的设备就其自身规定，然而，国家对设备参数并没有统一规定，这就使得各类机器设备厂存在差异，无法实现统一管控。第四，我国目前的技术设备无法满足实际需求。整个煤炭开采工作都是极其复杂且危险的，这就需要完备的机器设备来做保障，然而当前我国技术操作与国际标准仍有差距，因此，引进先进技术设备和手段极为重要。

3 煤矿智能化综采工作面系统设计与应用探讨

3.1 系统架构

综采工作面信息系统作为一个现代化的高效率的系统，主要服务于相关的煤炭工作人员，包含三个主要部分，分别为采煤机、支架电液控制体系和工作面三机通信控制体系。综合工作面系统由多个部分组合而成，单一部分不仅包含单个工作面，还包括多个工作面体系。多个工作面主要构成了我国当前的矿区人工智能体系，该体系结构复杂且精细，主要由多个部分组成。对工作面检测集成体系而言，主要位于第一阶梯，且根据煤炭工作现场的实际情况来进行数据收集，该系统包含了数据检测、系统检测等多个主体部分。对于数据检测而言，主要针对的内容为综采工作面；对于系统检测而已，主要发生在煤炭的主运输体系中。

3.2 顺槽层各类设备数据上传体系原理

顺槽层的上传体系原理主要分为两个部分，其一是在进行数据收集时，主要由工作面的电液控主机来对所有的分机进行信息收集和分析处理，相关工作人员主要通过指挥远程中心体系来分配各项支架的具体工作顺序和操作方式，通过主控制室来调整所有的操作数据，除此之外，相关人员对于突发性故障应该及时提出解决办法，并对所有的问题进行收集整理，分析原因和解决方式，将所收集到信息进行收录并传递回数据中心，进行保存和储备。另一个部分是交换机主要被用来进行相关数据的收集整理，而环网交换机主要被用来进行信息的传导，并且能够联络数据中心与分机部分，加强之间的紧密关系。

3.3 矿调度指挥中心系统工作原理

当矿井的综采工作面收集到信息之后，将所有的信息传输到矿调度中心服务器内，这个中心体系可以对所有的数据进行归纳整，然后对其进行分析，并将分析结果投影到大屏上，通过对投影仪的使用，中心工作人员可以了解更多地下的数据信息，还可以节省软件下载步骤来收集到各类信息。地面的管理人员可以通过对信息的直接观察来发布任务，实现整个矿区的系统化管控，不仅如此，服务器在整个矿调度指挥中心系统中也发挥了较大的作用，可以将整体的受力情况精准的分析出来，并对其进行远程操控。

3.4 集成方案

煤矿智能化综采工作面的集成方案主要包含三款设计：第一为液压支架电液控设计。此款设计同样包含四个装置，分别为液压支架电液控制装置、位移传感器、支柱压力传感器和隔爆兼本安开关电源。对于液压支架电液控制装置而言，是整个综采工作面体系的中心环节，对整个工作环节起到了支配作用，可以收集到所有支架的具体情况，并对其发出实际的命令和指导，使各项分支机构发挥其最基本的功能；对于液压支架位移传感器而言，主要用于采集支架推溜的过程；而对于压力传感器而言，主要对整个液压主机进行辅助作用，从而判断故障的具体情况；而隔爆兼本安开关电源主要起到了安全防护的作用，在保障电源充足的情况下保证安全。第二为视频系统可以对整个采煤机体系进行智能化跟踪管理，还可以对其进行远程操纵，以详细数据来确定整个采煤机的运行速度和时间，是所有的工作流程实现自动化。不仅如此，当工作人员对机器设备进行具体操作时，要具体问题具体分析，人工不能进行过多干预，它可以更好的实现整体设备装置的智能化发展。第三为刮板机监控设计。该设计是一种连续性的传输设备，实现监控主机与刮板机之间的联系与交流，可以对刮板机内部的各项数据进行收集和整理，最后利用传输设备将所有机械装置所涉及到的数据输送至控制中心，可以加强对整体设备的管控和实时监管。刮板运输机是自动化采煤体系中极为重要的一个设备，可以对采煤工作的运输和信息收集起到很好的管理功能。

结束语

综上所述，在煤矿智能化综采工作面系统设计与应用时，能够及时将液压支架与其他设备的各项参数实时传递到调度指挥大厅的显示大屏，实现了地面远程对工作面设备各项性能进行监测。然后，对于井下主机与地面服务器的联络，可以实现地面指挥系统对井下支架及其他设备的反向数据传输，得出各工作面的支架受力情况，再将整个工作面的压力分步进行汇总，投影到显示大屏上，方便矿领导的统筹规划。综采工作面信息系统能够有效减少作业人员在现场的操作，降低了工作面劳动强度及成本费用，加强了设备故障检修、设备维护，降低了设备故障率。