综采工作面智能化集控系统分析及应用

综采工作面智能化集控系统分析及应用

摘要：随着科学技术的发展，我国的智能化集控系统越来越完善。为了提高

煤炭的产量和开采效率，煤炭行业对综采实施智能化和自动化的创新改造。中国

煤炭行业智能化、信息化建设迅猛，极大地促进了综采作业的效率和效益。本文

首先分析煤矿综采工作面智能化发展的意义，其次探讨智能化集控系统运行方式，最后就智能化集控系统操作方法进行研究，以供参考。

关键词：综采工作面；智能化；集控系统

引言

近年来科技飞速发展，各行业进行着重要的产业结构调整和升级。与此同时

煤炭行业也顺应趋势，对综采技术进行了大量创新和优化，主要以智能化、信息

化和自动化为主要提升方向。在开采过程中通过合理运用智能化技术，能快速准

确地做好煤炭资源的勘探工作，进而进行勘探数据的智能化分析，实现数据的快

速传输和反馈，再加上智能化开采技术的应用，极大地提高了综采工作面的工作

效率及安全性。总之，对于煤矿生产这一传统工业而言，想要更高效、安全、可

持续地发展，就需要以智能化技术为方向完成产业结构升级。

1煤矿综采工作面智能化发展的意义

煤矿综采工作面的智能化发展，强调在现有煤矿开采自动化系统和技术原理

的基础上，引进更先进的智能化技术原理，实现煤矿开采作业的无人化，在减少

人力、物力消耗的同时，有效提升开采作业的效率。煤矿开采技术的智能化有高

效率和安全性好的特点。高效率主要是指智能化开采技术的应用是建立在所有煤

矿开采作业流程自动化基础上的，不仅能够减少人对煤矿生产作业的干预，减少

人为失误，也能够满足高强度的开采作业需求，从而提升煤矿开采作业的效率。

安全性则主要是指在实现整个煤矿开采过程无人化和自动化的情况下，不仅井下

工人数量减少，生产过程实现自动化控制或远程控制，也能够更及时地发现开采

作业中可能存在的安全事故，从而有效保障人员的生命安全。

2智能化集控系统运行方式

智能化集控系统的运行方式主要分为两类：一种是自动运行模式，一种是人

工操作模式。在煤矿井下现场操作过程中，首先具有优先权的是人工操作模式，

也就是说，当综采面需要现场工人进行操作作业时，该系统自动转换成人工操作

模式。自动运行模式在就地闭锁时，集控系统运行停止，随后立即切换至人工操

作模式。采煤机巡视工就地使用遥控设备进行人工干预时，集控系统退出自动运

行模式，自动转换成人工操作模式。支架巡视工在按下支架电液控制系统急停按

钮时，支架在自动运行模式下转换到人工操作模式。人工操作模式转换自动模式时，工作面人员需要与集控系统工进行沟通，由集控系统工启动自动模式。在人

工操作模式转换到自动运行模式前，巡视工必须确认工作面无其他人员逗留，确

保安全生产。

3智能化集控系统操作方法

3.1综采工作面自动化顺槽集中控制系统

a)采集采煤机的位置信号作为液压支架控制的坐标，实现对液压支架跟随和

端头移动的准确标定；b)采用采煤机的电流和速度对采煤机的运行状态进行闭环

控制，并根据运输系统的运输量实时调整采煤机运行状态；c)将采煤机轴承状态

作为采煤机异常的重要判据，一旦发生异常，则及时停机自锁并发出相应警报；d)采集液压支架和支柱的压力值，对工作面矿压进行实时监测，并根据监测值实

时判断支护是否满足要求，一旦压力值过低，则立即进行补压，保证生产安全；e)对支架液压缸行程进行实时监测，根据支架与采煤机的相对位置，判断拉架是

否处于设定范围以内。

3.2实时管控协议技术

考虑到煤层开采中通常需要远距离控制设备，为实现实时监控煤矿开采作业，可以应用实时管控协议技术。为尽可能减少开采作业过程中的大量视频文件传播，应借助监控设备，尽可能将视频的延迟传播时间控制在40ms左右。由于煤矿综

采工作面长时间处于拉伸状态，可以选择在滑板轨道交通安装承载链、铺设黏结剂，采集工作面支撑位置的数据信息，并依据采集到的信息制成视频。在这一过

程中，应用实时管控协议技术，能够发挥数字视频控制系统的作用，借助互联网高效传输视频。此外，要根据煤矿综采工作面实际情况，选择合适的拍摄相机容量。借助扭转型触摸板来进行视频数据传输，无须布线，但在数据传输过程中，需要进行传输、编码、解码以及数字化等一系列操作，容易产生200ms以上的延迟。基于此，需要在充分考虑当前煤矿综采工作面实际开采情况的前提下，对实时管控协议技术在捕获、传输以及演示等方面进行改进和优化调整。

3.3全面感知保障系统

薄煤层智能化工作面要求顺槽控制中心及地面调度中心实时掌握井下工作面生产情况及关键设备运行状况。通过加强现场视频监控，实时再现工作面生产现状，确认工作面煤壁及顶板状态、采煤机运行状态、支架工作状态等关键信息，基于综合分析结果，对采煤机、液压支架、刮板输送机、破碎机等关键设备进行远程操控，保障薄煤层智能化工作面安全高效开采。

3.4综采工作面泵站自动化集中控制系统

综采工作面泵站自动化集中控制系统可以实现对泵站系统运行数据的采集、监视，实现泵站远程启停，实现泵站系统自动配液控制。在集控平台动态显示泵站控制系统的工作状态，显示泵站的运行状态、乳化液油箱油位高低、泵站润滑油油位高低，进行温度高低的报警。具体方案如下：a)通过对工作面泵站运行参数进行采集，例如液位、温度等，将采集参数与内部设定的参数值进行对比，就可以判断泵站的运行状态是否正常，一旦发生故障，就可以及时预警，进而实现泵站的全自动运行；b)泵站配套的自动控制系统能根据温度压力等物理量实现对液压支架各种故障的及时诊断，从而保证液压支架的安全运行。

3.5开机作业

启动泵站为工作面设备供液、供水；启动按钮为采煤机远程送电，成功送电后采煤机控制系统能正常工作，通过集控系统控制软件能够远程监视采煤机状态数据；启动工作面运输系统，通过操作集中控制系统软件，依据工艺要求启动工作面运输系统。完成已选择的采煤工艺段后，采煤机牵停，在集控列车操作采煤机远停按钮为采煤机断电；待工作面运输系统将原煤完全运出后操作软件使运输