自动化综采工作面的实现与应用.doc

自动化综采工作面的实现与应用帅银周（淮南矿业集团（公司）顾桥煤矿 淮南 232131）【摘 要】自动化综采工作面能实现采煤机记忆截割，液压支架自动降移升，无需人员操作，自动完成采煤过程。采煤机根据示范刀的存储数据，随着工作面地质变化，摇臂自动升与降，使滚筒达到合适的高度自动割煤。液压支架随着采煤机的运行自动完成收护帮板、移架、推溜等各种动作。自动化工作面在顾桥矿1115（1）工作面调试成功，并在1113（1）、1113（3）等工作面实践应用，效果良好。自动化工作面大大降低了劳动强度，提高了生产效率，值得推广使用。【关键词】综采工作面 自动化 电液控制 记忆截割0设备选型自动化综采工作面的设备主要包括电液控制系统、液压支架以及采煤机。工作面采用的设备型号见表-1.液压支架是郑州煤矿机械厂生产的ZY8800/18/38型二柱掩护式支架。支架控制系统采用北京天玛公司的PM32电液控制系统，该系统具有邻架控制、成组自动控制、跟机自动控制功能。采煤机是从德国Eickhoff公司进口的SL-750型双滚筒采煤机，最大截割高度3.8米，具有完好的电控保护系统，具有记忆截割功能。PM32电液控制系统和SL-750型采煤机配合使用能实现综采工作面的无人操作，即无人综采工作面。设备名称型号厂家备注采煤机SL-750德国Eickhoff公司1台液压支架ZY8800/18/38郑州煤矿机械厂125台电液控制系统PM32北京天玛公司表-1 1115（1）自动化工作面设备选型1 成组自动控制成组自动控制就是：在任一台支架上发出一次操作命令能控制一组支架，其动作从这个组一端的起始架开始运行，按一定的程序在组内自动地逐架传递，每架的动作自动开始，自动停止，直至本组另一端的末架完成该动作为止。成组自动化的使用，大大减少了工作面人员数量，简化了操作工艺，提高了劳动生产率。FSIN:-（伸缩梁与护帮板）FSEX:-FLIN:-FLEX:-FS AREA 5FS DELAY 3PASSWD *SBIN ST 0FL IN ST 2.5SB IN T 12FL IN T 8SBEX ST 0FLEX ST 2.5SB EX T 12FL EX T 7BP：-（推溜）BP AREA 5BP OFFSET 0PASSWD *BP GROUP 1BP TOUT 180BP EXT 960BP DELTA 700BP DELAY 150BP ABORT 0BP PROTEC 0BP DIFF 0BP PRESS 0ASQ:-（自动降移升）ASQ AREA 5PASSWD *ASQ WARN 1A SPRAY F 1GAP TST 1ASQ CPY 0LOWER+ADV 0ADV+LIFTING 1ASQ NB 0ASQWARN T 3SS IN F 0SS OUT F 0SET+PULL 1NB WAIT 20PGAP PUSH 0.0GAP PULL . 0.1ACSP DIR - 2GAP PUSH 1.0A SPRAY T 16ACSP CNT 2LOW+ADV T 3.5ASQ P0 70POLOWER T 3.5LOWER2 T 1.5ADVANCE T 8ENDSTRK 0LIFTING T 11RELOWER T 1.5ASQ RELOW C 1ASQ RLSTAB 0RE ADV T 1.0SET P1 T 7.0SET P2 T 8.0ASQ P1 150ASQ P2 220SS OUT DT 0.0STAB T 0 1.0STAB T 1 0.6STAB T 2 1.0STAB FLG 0 2STAB FLG 1 0STAB FLG 2 1CP: -（拉溜）CP-EXTENS 350CP-TOUT 15CP-AREA 10CP-PRESS 0GLOBAL-PARAMETER（总体参数）MASTERTIME 3.5 STOP RNG 15PROHIBIT ACTIONS（禁止功能）ASQ ONBP AUTO ONL KEY ONCANOPYAUTO. ON-GLOBAL-STAB FREE ONLKEY GLOB ONSERVICE（服务）C OFFSET 10P OFFSET 5表-2 成组自动化参数设置采用邻架操作时，工作面至少需要8名熟练支架工。而使用成组自动控制，仅需2名工人便能轻松完成所有操作。成组自动控制主要是设置好控制参数，我们整理出一套成组自动化参数，见表-2。目前，成组自动控制在顾桥矿综采工作面已经熟练使用，取得满意效果。2. 跟机自动化跟机自动化是以采煤机位置为依据的支架自动控制。电液控制系统通过红外线传感器检测到采煤机位置信息，此信息传到主机，主机经过内部程序处理，自动发出相应的控制命令，使相应的支架控制器自动完成相应的操作，如在采煤机前方自动收护帮板，在采煤机后方自动移架，推溜等。操作员只需在控制主机上提前做好参数设置，点击开始，一切任务全部交给计算机，支架的所有动作过程完全自动地进行，无需人员干涉。这样，支架实现了无人操作。采用跟机自动化极大地提高了生产效率，减少了工作面作业人员。跟机自动化在1115(1)工作面调试成功，取得满意效果。表-3为跟机自动化的参数设置。参数设置值备注采煤机位置最大跳跃2架自动收护帮板距离采煤机前方5架自动收护帮板范围3架自动移架距离采煤机后方8架自动移架范围2架自动推溜距离采煤机后方15架自动推溜范围3架推溜方式DOS表-3 跟机自动化参数3. 采煤机记忆截割德国Eickhoff公司的SL-750型采煤机具有记忆截割功能，即事先由人工操作割一个示范刀，采煤机内部存储器会记下在各个位置时滚筒的截割高度数据。打开自动截割功能后，采煤机会严格按照示范刀的数据自动升降摇臂，自动割煤，无需人员干涉。煤机还能随着工作面的倾角的变化，自动调整数据，进行自动补偿，使工作面在遇到地质条件变化时依然能自动割煤，并保持平直。我们与厂家人员经过精心调试，记忆截割功能基本实现。记忆截割的实现，将采煤机司机从工作面撤了出来，节省了人力，大大提高了系统的自动化程度。但是该煤机的操作软件还不够完善，推广使用还存在一定困难，需要与厂家研发人员一道，进一步完善系统，方才能推广使用。4. 无人工作面支架的跟机自动化无需人员操作，就完成支架的降移升、以及收伸护帮板、推溜等动作，实现了液压支架的全自动动作；采煤机的记忆截割功能将煤机司机从工作面解放出来，采煤机记忆截割无需人员操作就能按照示范刀的数据进行自动割煤。支架的跟机自动化结合采煤机的记忆截割功能就能实现全自动化，即无人工作面。 现在我们正在朝这个目标努力。5. 经济效益自动化工作面的成功应用，是采煤技术革新的一次巨大变化，带来可观的经济效益。第一，节省人力，降低劳动强度。人工操作时，工作面正常作业人员至少需要11人（2名煤机司机，8名支架工，1名班长），而且每个人的劳动量都很大。而使用跟机自动控制，仅需3人（1名支架工，1名煤机司机，1名班长），这些人只是监护设备运行，不需要做任何操作，所有动作自动完成。支架工采煤机司机班长工作量邻架操作821繁琐操作成组自动控制321简单操作跟机自动化111监护表-4 跟机自动化工作面人数对比情况第二，简化了操作工序，提高了系统自动化程度。所有动作系统自动完成，无需人员干涉，让采煤这个复杂的工序变得简单易行。第三，保护设备，延长设备使用寿命。首先，控制器使用频率大大降低了。邻架控制拉一台支架平均需要切换10次按键，且都是按dead键，要持续按十几秒钟，这对控制器的损害很大。采用自动控制，无需按控制器，延长了控制器的使用寿命。其次，延长电磁先导阀的寿命。邻架控制由于频繁切换按键，电磁先导阀动作断断续续，跳动厉害，没有规律，而成组自动控制，由程序自动驱动先导阀，先导阀的动作平稳有序，损坏率大大降低。再次，采煤机遥控器的使用频率大大降低，减少材料配件的损耗。第四，保障作业场所的人员安全。自动化的应用，将大批现场操作人员从工作面恶劣的工作环境中撤离出来，大大降低了工作面人身事故率，保障了职工的生命安全。第五，提高了生产效率。减少了人员主观因素导致的反复开停车耽误时间，使得整个采煤过程连续进行，实现综采面的高产高效。6. 自动化工作面的应用经验电液控制系统的自动化功能先进一流，但在复杂地质条件下推广应用有一定困难。为了在淮南矿区实现自动化工作面，我们摸索出一套适合这种特殊地质条件下的自动化工艺和管理经验。第一，在工作面两端头屏蔽自动化功能。我们把机头机尾各十架屏蔽在自动化范围之外，在此范围的支架由人工来操作，采煤机的续刀、打三角煤也有人工来操作。通过人为干涉，一方面可以调整自动动作的误差，一方面简化了自动化工艺，使得自动工艺更准确，更符合我们的要求。第二，在端头设置警戒，自动动作区域严禁人员入内。人是施工现场最不稳定的因素，将人从工作面完全撤离出来，避免了人身事故，就是一个最大的保障。第三，指定专人负责技术参数的设置与修改。自动化的关键就是参数。自动控制的本身就是依据参数执行相应的控制，所以对参数的管理很重要，必须由专人负责。系统密码必须严格保密，严禁对外泄露，对关键参数的修改必须提前三天公布。第四，在不同条件下使用不同自动化工艺。如在工作面过低或超高情况下不宜使用成组自动化，在阴阳立柱较多时不宜使用跟机自动化，在顶板破碎严重时不宜使用成组自动化，在遇断层或特殊构造是慎用自动化等。第五，加强人员培训，提高职工整体业务水平和素质。对职工进行专门培训，培养出一批能驾驭现代化设备的操作工。保证教一个精一个，宁缺毋滥，经考核合格，颁发证书，持证上岗。第六，加强设备的检修力度。自动化的应用，提高了对设备的要求，尤其对各种传感器、电磁阀、通讯线路，这些平常容易忽视的地方，必须保证准确可靠，反应数据真实。7.