新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿机电安装队 271200
摘要：本文主要分析了煤炭开采过程中综采工作面开采技术的现状,提出综采工作面无人化开采技术的具体应用方案.在煤炭开采过程中应用无人开采技术能够有效地提升煤炭开采量,但是在现阶段对无人化技术的应用手段上还不够完善,在技术应用中各方面仍需要不断地发展,以有效地提升煤炭开采工作的工作效率。.
关键词：无人化、工作面、煤炭开采
一、无人化控制系统总体方案，
可视远程干预无人化开采技术总体方案分为执行层、控制层和决策层。总体方案各分层具体如下：1、执行层：在保证单机备稳定可靠的前提下，各子系统接受并执行操作指令，完成设备的远程控制、数据监测以及环境信息的实时接入。2、控制层：通过巷道监控中心实现对综采设备的监测和控制,实现对综采设备的自动化过程控制和环境、设备工况参数的实时监测传输，为生产过程提供安全保障。3、决策层在保证单机设备稳定可靠的前提下各子系统接收并执行操作指令，完成设备的远程控制、数据监测以及环境信息的实时接入。
二、采煤机自动化控制技术
采煤机远程操作主要是通过与采煤机主控机通信,将控制指令发送给工作面采媒机,实现对采煤机远程操作:三机远程操作主要是通过与三机主控机通信，实现对三机设备控制;泵站控制是将控制指令发送给泵站集控中心,实现泵站启停远程控制。在顺槽控制中心内远程集中控制三机设备的启停、断电急停以及对采煤机进行远程操作,从而提高工作效率,减轻工人劳动强度,改善劳动环境。采煤机自动化控制主要包括记忆截割、定姿定位等技术。
二、液压支架电液控技术
工作面液压支架的远程控制,包括支架单动、支架成组动作以及跟机随动功能。通过对操作台控制模式选择及设备相关按键操作,发送CAN数据命令到工作面电液控系统,控制支架动作,同时通过RS232通讯口发送数据至集控主机,实现对操作信息的界面显示功能。
三、工作面视频监控技术
薄煤层自动化工作面要求地面调控中心及巷道集中控制中心能够实现对工环她的远程视频监控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过视频监控系统的有效实施,实时再现工作面工况环境，为薄煤层综采工作面采煤机的准确定位定姿提供一定的辅助,能够及时发现误入自动化及智能化工作面危险区域的工人,为自动化工作面的高效开采提供安全保障。
综采工作面视频监控系统是针对作业环境恶劣、地质条件复杂多变的工作面而设计的视频监控系统,利用无线交换技术、流媒体处理技术构建的薄煤层综采工作面视频监控系统是薄煤层自动化综采关键技术体系的重要环节。工作面视频监控系统分为工作面内视频监控及巷道集中控制中心视频监控,工作面内视频监控的主要任务为搜集工作面视频信号,将采集到的视频信号传输至工作面集中控制中心,用以显示在集中控制台的显示屏上。通过薄煤层综采工作面视频监控系统的合理设计,对工作面煤壁侧进行无盲区视频监控,实时获取工作面现场工况。,工作面视频监控系统主要由矿用本安型摄像仪、矿用本安型信号转换器及矿用隔爆本安型电源等设备组成,
四、远程集中控制技术
远程集中控制技术是在巷道(工作面回采巷道)列车上或地面打造一个井下中控室,而操作员只需在监控中心即可通过显示器观察到工作面的实际生产情况，并可通过语音通信进行调度、联络以及远程操控工作面上的相应设备。通过一键启停功能,工作面的设备依次顺序自动启动。生产过程中,工作面内无人操作,监控中心2人远程监控。通过高速网络和高清视频的支持,在现有的综采工作面以太环网基础上建立统一通信协议平台,实现设备数据高速上传和控制信号下达,控制延时不超过200ms;当发现影响综采工作面连续推进的生产情况时进行远程人工干预。通过“大数据”平台,将支架电液控制系统、煤机传感器监测系统、工作面视频系统等采集到的信息,实时上传到地面调度监控中心,监控中心对数据进行集成处理后,生成直观形象的图表或模拟动画,操作人员据此对工作面设备进行远程控制,实现“常态化无人作业、机器人动态巡检、调度室智能操作”。
目前，智能化采煤工作面虽然实现了利用视频与网络技术将地面操控人员的视力拓展延伸， 但实质上开采过程中仍依赖于操作人员经验与主观判断，缺乏客观依据，而且还常常面临观察视角受限于摄像头位置、光照度低、煤尘干扰等问题，与现场近距离直观操作获取的截割距离、煤层高度等现场工况信息还有较大的不准确性，现场传感器感知信息还不全面、不准确。
需解决的问题：需进一步完善现场传感器感知系统，在操作监控界面上显示必要的煤层硬度、高度、位置、截割距离等关键物理信息，为地面操控人员远程操作提供可决策的高保真度可靠信息。
结语：薄煤层综采远程可视化智能无人工作面开采技术,通过融合采煤相关的配套设备,来实现设备间的联动控制;介绍了智能化总体设计方案、工作面配套基本设备、系统平台监控中心功能.工作面采用智能无人工作面开采技术后,研究结果表明:缩短了回采周期、减少了工作面作业人员、增加了工作面产量.随着现代科技的发展,采矿中的科技含量也逐步提升.针对矿井安全高效的需求,运用数据监测和视频监测手段,实现采煤、移架、运煤等过程全部自动化控制降低了人员劳动强度,实现了真正的安全高效生产,为中国实现高智能化煤矿生产提供借鉴.
参考文献：
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[2]李首滨.煤炭智能化无人开采的现状与展望[J].中国煤炭,2019, 45(4).
[3]李明.无人工作面的采煤机智能控制关键技术[J].山东工业技术,2019,(4).
论文作者:孙黎明,尹动
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：工作面论文; 煤层论文; 设备论文; 操作论文; 技术论文; 监控系统论文; 巷道论文; 《中国电业》2019年第09期论文;