智能化综采工作面远程控制系统的应用研究

申子强

（山西汾西矿业集团柳湾煤矿，山西 孝义 032300）

1 智能化综采工作面远程控制系统概况

智能化综采工作面远程控制系统由液压支架、采煤机、刮板输送机、胶带输送机、转载机、破碎机、乳化液泵、反冲洗过滤装置、智能化控制系统(包含顺槽及地面集控中心、电液控系统)、通讯网关设备、地面设备以及馈电开关组成。

2 控制模式

自动化集中控制系统分三种模式进行控制，分别是自动控制模式、远控模式及检修控制模式。这三种模式转换是通过集控中心总控区三功能旋钮开关进行。工作面割煤、支护、运输所涉及到的设备及破碎机、反冲洗过滤器系统可在集控中心分别进行自动控制、远程控制及本地控制。

2.1 检修模式

检修模式是满足工作面操作控制的一种特殊模式，当工作面出现地质构造、顶板破碎、机头上翘、设备故障、检修及端头架、超前架、自移机尾拉移、转载机拉移受阻、工作面检修等情况时，自动化控制和远控无法满足现场实际需要而采取的一种操作模式，该模式下设备不接受远控和自动控制。

2.2 远控模式

远控模式主要满足采煤机和支架的操作，当工作面某个工艺段出现暂时性顶底板不平、采高超高、采高变低和推溜受阻等情况时，自动化无法满足现场需要而采取的一种控制模式。

2.3 自动模式

自动控制模式是本工作面常态化控制模式，当各工种人员接班后经现场巡查，设备完好且不存在本地模式和远控模式所述的特殊情况，经两长三员确认现场无其他隐患，所采取的一种控制模式。

自动化模式可对各系统分别单独设置自动模式。

该模式下整个系统具备“一键”启停功能。

该模式下系统自动完成设备层面的启动条件判断、启动逻辑控制、停止条件判定、停止逻辑控制和意外情况造成的顺序停止。

2.4 人工干预

人工干预分为两类，一是操作人员在顺槽集控中心根据视频监视和信息监控对设备进行远程干预操作。二是操作人员现场对设备进行直接干预，称为现场干预。

现场干预、远程人工干预和自动控制之间具有互锁性，现场干预的过程中相同内容不接受远程干预和自动控制。正在接受自动控制和远程人工干预的设备一旦接到现场干预的指令，将放弃自动控制和远程人工干预相关控制指令，直接执行现场干预的指令。

3 地面及顺槽集中控制

顺槽集控中心设在材料巷设备列车处。用于工作面生产系统的“自动化”控制模式。

3.1 自动控制模式

将全机械采矿控制系统设置为“自动”工作模式，并通过“一键”启动-停止按钮启动工作面上的全机械采矿设备。

1）启动顺序：从泵站启动→皮带输送机→破碎机→输送机→刮板输送机→按照自动采煤机控制程序启动液压支架→启动采煤机（动力传递）→启动采煤机内存切割程序，自动启动。

2）操作过程：通过集中控制中心实时监控全机械采矿设备的运行状况。如果设备在运行过程中不正常，则应使用手动干预来远程干扰设备。

3）停止顺序：停止切割→停止液压支撑→刮板输送机→输送机→破碎机→带式输送机→泵站，自动停止。

4）紧急停止：按下“紧急停止”按钮立即停止所有设备。

5）子系统自动化控制模式：自动化系统应设置为“单机”工作模式，并且可以单独组织全机械采矿设备的自动控制。

3.2 液压支架远程控制

1）电动液压计算机的主屏幕用作主屏幕，工作面上的视频屏幕为帮助模式，液压支架的远程控制通过远程控制台完成。

2）远程控制功能包括液压支撑，顺序对齐，缩小，拉动和提升。

3）液压和机械支撑的自动启动和停止控制。

4）延迟不得超过200 ms。

5）控制台的远程操作采用控制台的安全操作。

3.3 采煤机远程控制

1）与采煤机主机系统和面对的视频兼容，可以通过运行采煤机远程控制台来检测采煤机远程控制。

2）远程控制功能包括升高，降低，向左，向右拉动和停止紧急采煤机滚筒等动作。

3）剪切/剪切记忆剪切被激活/操作。

4）延迟延迟不超过200 ms。

3.4 工作面输送机、转载机、破碎机、胶带输送机集中自动化控制

1）启动和停止设备的操作。 释放互锁系统后，可以远程自动控制刮板输送机，输送机，破碎机和皮带输送机。

2）启动功能，启动顺序如下：皮带输送机→破碎机→输送机→刮板输送机→碳采煤机。

3）顺序停机功能，顺序停机如下：采煤机→刮板输送机→输送机→破碎机→带式输送机。

4）具有急停锁定功能。

5）具有完善的通讯设备。

3.5 故障诊断功能

1）采煤机故障诊断：通讯故障，运转率，位置错误等切刀。

2）修复液压支架错误：诊断智能设备的智能，包括程序丢失，参数错误，输入错误，输出错误，通讯错误，人机通讯错误以及安全操作中的设备故障等。收集数据错误诊断，过度警报，特定值警报等。

3）输送机故障报警：检测每个输送机减速器和设备电机的温度，压力，流量，输送，速度等参数，并对这些参数进行分析和处理，以了解运行设备的实时数据显示，报警和输送同时，对输送机，加料机，破碎机和乳化液泵站的集中顺序启动和停止控制，以及工作台上的语音监控和对讲功能。

3.6 工作面视频监控系统

在工作面每3个支架安装一台矿用本安型云台摄像仪-KBA12（A），共安装40台。运输巷刮板输送机机头、转载机机头、除铁器处、胶带输送机机头、溜煤嘴下各安装一个矿用本安型云台摄像仪-KBA12（A），共安装5台。

4 安全规定

1）液压支架控制器在使用前,必须认真阅读产品的使用说明书和有关资料,按照规定及说明进行安装使用。另外,还应认真阅读与控制器相连接的其他设备的使用说明书,熟悉并掌握整个系统的技术参数,掌握控制器与其他设备的相互配接要求。要认真检查各设备的技术参数是否与各自的使用说明书和本系统使用说明书要求一致。控制器只允许经过培训合格、熟悉产品性能和使用方法并取得岗位操作证的专人操作。

2）控制系统设置的所有口令（密码）只限相关专人掌握和使用,对其他无关人员保密。控制参数的置入和修改由专人负责,其他人员不得擅自使用口令和介入参数的操作。

3）员工将长时间待在架子上的支架应锁定到位（电锁定）。如果有人要在支架上工作，则除了要进行电气锁定外，还必须关闭框架和相邻框架的截止阀，以防止不正确的操作直接导致液压系统。

4）在工作台设备上作业时，人员必须通过继续“锁定”按钮将其锁定在工作空间内（采煤机为全长，或至少5个）来锁定工作台。

5）支架处于自动化控制功能的动作时，如必须停止某一支架的动作，可按该架控制器的“急停”或“闭锁”按钮。

6）在拆卸电缆及设备时，任何插头、接头、接口都要做保护处理，以防杂物浸入接口。

7）如果在工作表面上出现紧急情况或由于工作要求而导致紧急情况，则应停止支撑，并应禁用自动控制功能，并应及时按下“紧急停止”按钮。在紧急停车状态未解除的情况下，如果需要转移单独的支撑，则可以使用手动液压操作，但操作员必须确保该操作不会危害他人自身的安全和保障。

8）如果在工作场所使用控制器操作支架，则操作员应注意声音警告以及支架控制器发出的亮管和液晶显示信息。他们应该熟悉定义和相关法律，并正确判断和观察支架的动态，以确保人员安全。在自动下降，移动和上升动作的警告时间内，可以通过根据工作表面的特定条件调整参数来确定适当的量。严禁人员在操作过程中保留或传递支持。必须确保系统中设备之间的连接牢固可靠。

5 结语

我国是煤炭生产大国，要将有限的煤炭资源高产高效的采出并合理利用，离不来智能化远程控制系统的使用，我们要在对系统的使用过程中积极的面对系统存在的问题，并将问题反馈给研发单位加以解决，以此来促进智能化开采的发展。