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
Ｐｒｏｂｅ ｉｎｔｏ Ｖｅｃｔｏｒ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ ＣＨＥＮ Ｌｉｎｇ・ｌｉｎｇ，ＳＨＩ Ｊｉａｎ－ｘｉｎ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ＡＢ ｅｆｆｅｃｔ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｐｈｙｓｉｃｓ．Ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ
Ｉｎ（双速电机）
转载的油缸发出一个回收６００胁的指令。
（３）１５１３０２１巷的胶带输送机闭锁后。必须能同时停止其向 里的所有机电设备（一键闭锁）。第一，单台支架控制器电控单动 作、邻架操作，实现电液换向阀组手动按钮本架操作。第二，单台
ＰＣＭｌ６０
４００Ｕｍｉｎ．１ １４０Ｖ
３１５ Ｌ／ｒａｉｎ。６．３ ＭＰａ，１
３．３．７
３．３．１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。 ３．３．２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。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。 ３．３．３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。 ３．３．４液压支架控制系统 控制方式：前柱、后柱、拉架、升架、降架等５个动作。 自动控制时要求的正常作业程序为（下述程序以支架处于 正常位置，即拉架、顶溜后升至正常状态）： （１）主控机发出指令—后柱降１５０
ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ＡＢ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｖｅｃｔｏｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ＡＢ ｅｆｆｅｃｔ；ｖｅｃｔｏｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ；ｇａｕｇｅ ｉｎｖａｆｉａｎｃｅ
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泵ｌ箱
Ｖ
１４０
２泵ｌ箱
ｌ ｌ ２ ２
８ ９ １０ ｌｌ
ｌ ６００ ｋＶＡ，６ ｋＶ／１．１４ ｋＶ ６３０ ｋＶＡ／６ ｋＶｌｌ．１４ ｋＶ
支架降—移—升自动顺序控制。第三，成组自动控制应包括：推 溜、降—移—升、自动移架喷雾。第四，能在工作面就地操作及远
程操作。第五，能在工作面实现本架闭锁和工作面急停功能。第
ＭＰａ—插入询问是否开始操作下一个支架？循环上述步骤。 （２）主控机在发出机头端头架开始推溜指令时，要同时给拉
设备名称 采煤机，台
型号和规格
ＭＧ２５０／６００—ＡＷＤ２
ＺＹ８８００，１６／３０Ｄ ＳＧＺ７昏ｌ，４００ ＳＺＺ一８３０／２５０ ３３
数量
ｌ １２２ ｌ １ ｌ
液压支架倮
刮板逛输机，台 转载机，台 破碎机，台 乳化液泵站／台 喷雾泵站／台 移动变电站／台 移动变电站／台 组合开关，台 皮带机，部
科技情报开发与经济
文章编号：１００５－－６０３３（２０１Ｉ）２９－－０１９５－－０３
ＳＣＩ－ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ
２０１
１年第２ｌ卷第２９期 收祷日期：２０１１－０９－０９
煤矿井下综采工作面自动化控制系统的设计－ｑ应用
尹卫兵，都勤勤
（晋城煤业集团古书院矿，山西晋城，０４８０００）
自动控制中各子系统的控制功能要求
３．３．５综采工作面三机通信控制系统 能完成对破碎机、转载机、刮板运输机等的开停及闭锁控制， 完成设备的急停闭锁，完成工作面刮板机电机及减速器的工况监 视及控制，完成启停预告、故障报警等，完成工作面沿线的通话。 ３．３．６综合自动化系统实现的监测功能 （１）采煤机、刮板运输机等生产设备工况的监测及告警。 （２）通过对工作面刮板运输机及转载机负荷量的连续监测。 随时监视其工作状况，在发生超负荷时（如：当刮板运输机发生 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。 （３）采煤机在工作面的位置监测。通过对采煤机在工作面位置 的连续监测，可随时掌握工作面的生产状况，以便合理调度生产。 （４）乳化液泵站的工况监测。乳化液的供给质量对支护质量 和设备的使用寿命影响极大，系统能及时准确地掌握液量、压力 及乳化液浓度的情况。 （５）工作面生产工艺过程监测。通过对以上各项监测结果的 分析和数据整理，可以确定整个工作面的生产工艺过程，并以形 象直观的显示方式在专用显示屏上显示出来，以便对生产过程 进行及时调度和管理。
２新阳煤业１号煤层地质概况与围岩特性
２．１
１号煤层地质概况与围岩特性 ｌ号煤层上部有一层０．０９ ｍ的伪顶，直接顶为５．１３ ｍ的灰
国内矿井采准巷道围岩支护技术现状
１９５６年我国开始使用锚杆支护技术，如今已走过了５０余
色砂质页岩含云母及方解石；底板为５．５８ ｒｎ厚的灰色泥岩，含方 解石脉，顶部有砂质泥岩（２号煤层直接顶）。煤层平均厚度１．２ ｍ。煤岩层走向南部近东西向，倾向南，北部倾向东．走向近南北 向。 本工作面水文地质条件简单，主要充水含水层为１号煤层 上部的Ｋ８砂岩含水层，为层间裂隙水，水量微弱，对掘进工作影 响不大；下伏含水层为Ｋ４灰岩含水层，为裂隙溶洞水，水量丰 富，但距２号煤层底板较远（约４０ ｍ），在无构造导通的情况下。
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程序设计 （１）主集控系统。 （２）胶带输送机子系统。 （３）乳化液泵（喷雾泵）站子系统。 （４）监测监控系统。 （５）１２组合开关启动设备子系统。 （６）工作面三机（转载机、破碎机、刮板运输机）子系统。 （７）采煤机系统。 （８）视频监测及跟机控制系统。 （９）支架作业系统。 ３．２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）液压支架控制系统同中央控制器之间的通信。液压支架 控制系统与控制器之间通过协议连接。支架控制系统将采煤机 位置及支架控制系统的主要技术数据传给中央控制器，通过中 央控制器上传设备列车（地面）。
摘要：论述了提高煤矿机电设备自动化控制水平的意义。分析了综合机械化采煤技 术的现状。介绍了综采工作面设备的选型和自动控制系统及程序设计。 关键词：综采工作面；自动控制系统；设备选型 中图分类号：ＴＤ６７ 文献标识码：Ａ
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ｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃｓ，ｂｒｉｎｇｓ
ａ
ｈｕｇｅ ｉｍｐａｃｔ
ｔｏ
ｃｌａｓｓｉｃａｌ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆｏｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｉｓ
１９５
万方数据
尹卫兵．都勤勤煤矿井下综采工作面自动化控制系统的设计与应用
本刊Ｅ－ｒｎａｉｌ：ｂｊｂ＠ｓｘｉｎｆｏ．ｎｅｔ科技论坛
（４腆电系统和主控系统问通信：监控组合开关及移动变电站。
（５）泵站和中央控制器之间的通信。 （６）泵站子系统控制器带有监控接口与主控进行连接直接通 信。
３．３
六，支架跟随采煤机位置的自动推溜、自动降—移—升、自动移 架喷雾。第七，在支架控制器和主控制计算机上具有对支架控制 系统的故障诊断、显示和报警功能。第八，具有程序的上传和下 载功能。第九，具有与工作面设备综合自动化系统的联网接口。
１
状况和安全条件的改善，而且制约了矿井安全高效生产的发展 和工作面单产及效率的提高。 近年随国外先进锚固技术与理论的不断引入，我国锚固技 术得到迅速发展，并随着先进生产技术和新材料的研发，提出了 一些新的概念和新的理论［２］，进一步揭示了锚杆支护的实质，扩 大了锚杆支护技术的应用范围，特别是为煤巷和软岩巷道的锚 杆支护提供了理论指导。