摘要：随着我国经济的发展，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。本文首先对提高煤矿机电设备自动化控制水平的意义及综合机械化采煤技术的现状进行了概述，详细探讨了综采工作面设备的选型和自动控制系统及程序设计以及自动化系统的应用，旨在促进煤矿企业的安全生产。
关键词：煤矿；井下综采工作面；自动化控制系统；设计与应用
原煤在开采过程中，采煤工艺的自动化程度直接影响到煤矿的生产能力，这就需要煤矿结合原煤工作面配备先进设备，另一方面选用先进工艺，以此达到煤矿高效安全生产的目标，煤矿高效安全生产通过实现自动化控制是十分可行的。
目前，最先进的采煤工艺是综合机械化采煤，即“综采”，先进性在于将“破、装、运、支、处”等关键生产环节实现机械化，提高了劳动效率，降低了劳动强度，安全性也大幅度提升。
1 提高煤矿机电设备自动化控制水平的意义
在煤矿原煤的生产过程中，采煤工艺的先进与否直接影响到整个矿井的生产能力。因此，我们一方面要尽可能地结合原煤的发育条件配套好相应的机械设备，另一方面更需要选择合适且较为先进的采煤工艺，从而达到矿井高产高效的目的。煤矿属高危行业，随着我国工业控制自动化技术的发展，电气自动化在煤矿井上下的应用日益增多。因此提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化控制程度，最大可能地减少人员在井下现场的作业时间，是实现煤矿长治久安的根本所在。
2 综合机械化采煤技术的现状
目前世界上最先进的采煤工艺是综合机械化采煤，简称为“综采”，综采之所以先进是因为破、装、运、支、处等主要生产环节全部实现了机械化，减少了中间人力参与的环节，提高了劳动效率。但是在上述各个环节尤其是设备的控制过程中全部需要人员手动进行控制，这不仅不利于日常的安全生产，而且也与国家目前对煤矿安全生产的要求不相符合，因此我们需要进一步强加综采工作面自动控制的理论研究与实际应用。综采工作面电气自动化的应用使采煤过程更加人性化，工作面各种装备的远程监控及诊断系统能够实现：顺槽胶带机、转载机、破碎机、工作溜以及液压支架和采煤机的远程监测及控制，同时实现采煤机能根据煤层的变化实现自动割煤、自动调节速度，检验并完善支架液压系统压力和各受力点的状态，自动调节支架推移输送机的拉移等。
3综采工作面设备的选型和自动控制系统及程序设计
3.1各系统通信功能要求
（1）主控系统对各子系统进行检测、控制、显示、报警等功能。
（2）采煤机控制系统与液压支架控制系统之间进行通信。采煤机控制系统和液压支架控制系统2个子系统的全部数据经液压支架控制系统通过光缆汇报给监控系统，实现设备列车（地面）对采煤机和液压支架联动控制的远程操作。
3.2自动控制中各子系统的控制功能要求
（1）综采工作面供电系统。综合自动系统能调用各个组合开关的运行参数、整定参数、故障参数；并能对供电系统实现远距离控制，具有与工作面设备综合自动化系统的其他子系统的联网功能。
（2）采煤机控制系统
采煤机控制系统能与支架的电液控系统配合实现自动跟机移架，完成系统所需参数的调用等。该系统直接与液压控制系统相连，并进行数据通信。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采煤机的数据通过液压控制系统上传至设备列车（地面），在设备列车中（地面）能调用采煤机的运行和故障参数。该系统还需具备对工作面刮板运输机的负荷量的连续监测，随时监视其工作状况，在发生超负荷时，可放慢采煤机的牵引速度，减少煤量，实现连续工作。同时应具有与工作面设备综合自动化系统的联网接口。
（3）泵站控制系统
检测乳化液泵和喷雾泵出口的压力、流量；控制乳化液的液箱液位、油箱油位、乳化液浓度；自动补充乳化液或清水；实现乳化液浓度的自动配比；检测乳化液泵和喷雾泵的运行参数。以上所有参数上传至中央控制器，并在中央控制器上进行动态模拟显示；泵站必须配备所需的全部传感器，传感器及被控设备必须符合要求，并具有与中央控制器联网的通信接口。泵站有自己的控制系统，通过预留控制器和接口箱，实现与泵站自动控制系统的通信及对泵站电机启停控制。乳化液泵和喷雾泵可实现远控自动和就地手动启停。
4 自动化系统的应用
4.1采煤机记忆切割方面
采煤机采用自动化控制，记忆切割能够能提高切割效率、减轻工作人员的动强度。集控中心设置远程控制操作台，通过通讯线路与采煤机自动控制系统实行双向通讯。还能把采煤机工作中的参数变化情况及时反馈到集控中心，为下一步工作提供参考
4.2乳化液泵自控方面
集控中心对泵站进行集中控制，使乳化液泵能进行电控、液控，提高了泵站的稳定性、可靠性。另外，自动控制可有效减缓系统的压力波动，实现自动化控制。再者，自动化控制中的传感器可对泵站进行预警，使得泵站受到安全保护。
4.3负荷平衡控制
自动化控制系统能实时监测输送强度，避免过载引起设备的损坏。检测数据传送至集控中心，集控中心间测得数据和设备的设计参数进行比对，若实测数据大于设备设计参数，将自动降低采煤机切割速度，减少破煤、落煤量，保障设备 负荷在允许范围内。
4.4输送机械设备集中控制输送机械主要包含转载机、刮板输送机、破碎机等。自动控制系统可对输送设备机械能单台控制，包含启动、停止。还可对输送设备进行顺序启动或停机。此外，还可实现紧急闭锁功能。
4.5综合控制综采工作面设备种类多，包含采煤机、喷雾泵站、液压支架、乳化液泵站、转载机、刮板输送机、破碎机等。将设备与供电系统、巷道输送系统进行有机结合，保证地面集控中心与综采工作面的远程控制实现数据实时传递，以及时掌握工作面的生产状况。应用内容有：提供OPC协议，便于实现矿井自动化；综采工作面数据传输到集控中心，便于调度中心及时掌控井下工作面状态；采集相关设备工作数据，便于监控人员掌握设备运行情况。
5 结束语
综上所述，工作面综采自动化可以实现减人提效、降低成本的目标，极大地改善职工劳动环境，把职工从繁重危险的劳动中解放出来，实现工作面安全高效生产。因此，必须进一步提高和完善煤矿井下综采工作面自动化控制系统的设计与应用，这样才能促进煤矿企业的安全生产。
参考文献：
[1]曹文平.煤矿综采工作面自动化控制系统应用价值探析[J].山东煤炭科技，2016，（12）：112-114.
[2]于亚运.基于MC9S12XDP512的液压支架电液控制系统端头控制器的开发[D].太原理工大学，2016.
[3]郭俊.综采工作面集中控制系统的开发[D].太原理工大学，2016.
[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，（03）：111-113.
[5]商德勇.薄煤层综采工作面巡检机器人运动分析及试验研究[D].中国矿业大学（北京），2016.
论文作者:陈峰,王自桥,杨顺利
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
标签：工作面论文; 煤矿论文; 泵站论文; 控制系统论文; 设备论文; 支架论文; 采煤机论文; 《基层建设》2017年第15期论文;