《综采装备及其智能化技术》课件-10.采煤工作面

第十章采煤工作面智能化技术实践典型案例战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目录CONTENTS10.1煤矿综采装备山西省重点实验室综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践10.1.1综采成套装备实验系统设备情况10.1.2液压支架电液控改造10.1.3综采成套装备实验系统智能化改造10.2黄陵煤矿中厚煤层智能化技术实践示范10.3榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范10.4塔山煤矿特厚煤层智能化技术实践示范10.5上湾煤矿特厚煤层智能化技术实践示范10.6正利煤业综采工作面智能化技术实践示范10.7汾西矿业金辛达煤业智能化技术实践示范10.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1煤矿综采成套装备实验系统2015年12月，太原理工大学与山西汾西矿业（集团）有限责任公司签署合作协议，依托太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室联合共建“煤矿综采成套装备实验系统”。该系统主体设备由山西汾西矿业（集团）有限责任公司提供，由曾经在矿井使用过的真实工作面装备组成，功能完整，具备综采工作面装备的绝大部分功能要求。

10.1.1综采成套装备实验系统设备情况战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造21-液压支架2-采煤机3-刮板输送机4-转载机5-破碎机10.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室的“煤矿综采成套装备实验系统”主要由液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机和破碎机五部分组成。

10.1.1综采成套装备实验系统设备情况战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造310.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践煤矿综采成套装备实验系统设备明细液压支架:ZZ4000/18/38型液压支架20台采煤机：MG250/600-1.1D型采煤机1台刮板输送机：SGZ764/630刮板输送机1部（30米）转载机：SZZ764/164型转载机1部破碎机：PCM110型破碎机1台组合开关：QJZ2×400/1140型组合开关1台

10.1.2液压支架电液控改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造410.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践为了提高液压支架自动化水平，对液压支架进行了电液控改造，液压系统的改造主要包括换向阀的变更以及液压胶管排布及更换等方面。为了保障电液控制系统的正常运行，提高进入电控换向阀的乳化液清洁度，每台支架内增加手动反冲洗过滤器（过滤精度25μm）。

10.1.2液压支架电液控改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造510.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践液压支架原本架手动液压控制系统包括前立柱、后立柱、推移千斤顶、前梁千斤顶、伸缩梁千斤顶、侧推千斤顶、护帮千斤顶和底调千斤顶8个大类16个功能，其中底调千斤顶在维修过程中去掉没有启用，所以现在支架共14功能。根据电液控改造要求，现采用14功能14出口电液控换向阀代替原7片手动换向阀。如图所示。液压支架电液控制系统改造前后对比

10.1.2液压支架电液控改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造610.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践完成液压支架电液控改造后可实现：1、支架配置电液控制系统，能够完成支架的各种动作功能。2、电液控制系统显示菜单语言为中文。3、支架可实现成组程序自动控制，包括成组自动移架和成组自动推溜。4、支架可实现邻架电控的手动、自动操作，实现本架电磁阀按钮的手动操作。5、配备红外线发射、接收装置，可与工作面采煤机实现联合自动动作，可以实现任意截深手动和自动推溜。

10.1.2液压支架电液控改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造710.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践6、电液控制系统设有声音报警、急停、本架闭锁及故障自诊断显示功能，并能方便地进行人工手动操作，能够在线进行参数调整设定。7、电液控制系统具备防水防尘能力，装置外壳防护等级不低于IP67。8、电液控制系统具备抗干扰能力，不允许有误动作。9、电控系统连接器的插接可靠，有较好的抗砸、抗挤、抗拉能力，插接灵活。同时要有很好的防水、防锈性能。10、电液换向阀组为整体式结构，阀芯采用插装式。材质为不锈钢。11、电控系统为非主-从机型，当工作面控制系统与顺槽控制主机断开后，仍能完成各种操作功能和操作模式设置。

10.1.3综采成套装备实验系统智能化改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造810.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践综采成套装备实验系统的智能化改造是通过改造并配套自动化核心部件和装置，实现该试验综采工作面的自动化动作。改造完成的综采成套装备实验系统如图所示。综采成套装备实验系统智能化改造系统图

10.1.3综采成套装备实验系统智能化改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造910.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践综采成套装备实验系统智能化改造可以实现的功能：1.实现采煤机、支架、刮板机的协调运行：通过检测采煤机、支架、刮板机的运行姿态，实现采煤机、支架、刮板机干涉自动停机闭锁，通过监测采煤机在工作面的位置，实现采煤机记忆截割。通过控制采煤机的牵引方向、采高和速度，实现采煤机、支架、刮板机的协调运行；2.实现采煤机、液压支架、刮板机、转载机、组合开关的远程数据监测和控制；3.优化采煤工艺参数，实现采煤机、支架工作模式的决策与参数的调整：在工作面的中间段，通过以采煤机的位置坐标为引导，由支架电液系统自动完成跟机拉架的控制运行，在端头斜切进刀的区域范围内，工作面集中控制系统根据采煤机的位置、速度、运行方向发出控制指令，支架控制系统执行成组或单架指令，配合完成斜切进刀的采煤工艺。

10.1.3综采成套装备实验系统智能化改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1010.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践4.视频监控系统：通过在支架上和采煤机上和其他关键点分别安装防爆摄像头实现对整个工作面的视频监控。通过视频监控系统，实现整个实验场地转载机、泵站等重点工作区域的视频监控；实现采煤机与刮板机、液压支架间的姿态位置关系视频监控。5.通讯控制系统：建立无线通讯网络，实现采煤机无线数据采集和控制，实现无线视频监控；建立有线网络，实现组合开关、防爆变频器的远程数据采集和控制，实现调度中心与现场的远程通讯数据采集和控制。6.集控系统：实现采煤机、液压支架和刮板输送机的远程集中控制、状态监测和故障告警；通过上位机远程操作，实现采煤机、液压支架、三机的联动运行，实现工作面试验现场启停设备语音告警。10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1

10.3.1榆家梁煤矿基本情况10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2

10.3.2榆家梁煤矿43101综采工作面基本情况10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3

10.3.2榆家梁煤矿43101综采工作面基本情况序号设备名称型号数量1采煤机MG2×200/890－WD11台2中间支架ZY9200/09/18D197台3过渡支架ZYG9200/10/20D3台4端头支架ZYT9200/13/26D6台5刮板输送机SGZ800/14001部6转载机SZZ1000/4001部7破碎机PLM20001台8自移机尾ZY27001台9自动化系统1套榆家梁煤矿43101综采工作面设备配套10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践榆家梁煤矿43101精确三维地质模型10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践榆家梁煤矿43101三维激光扫描装置设备布置三维激光扫描装置工作状态10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践综采工作面实际情况与三维扫描模型10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践43101综采工作面自主智能截割工艺10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践43101综采工作面煤壁视频画面10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践采煤机与液压支架数据交互关系10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造10

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践采煤机电缆拖拽系统10.3

榆家梁煤矿薄煤层智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11

10.3.3榆家梁煤矿43101综采工作面智能化实践超前支架自动化联动改造：超前支架安设云台摄像仪，可以根据需要远控调节镜头进行全程监控，配合控制软件实现对超前支架远程控制；使其具备与工作面支架联动、自动拉架等功能。工作面支架人员接近防护系统:由感知平台设备和标识卡组成，当感知平台设备检测到人员随身携带的标识卡信号时，并转发给控制器使得控制器闭锁，自动屏蔽支架自动跟机和远程操作功能。

10.1.3综采成套装备实验系统智能化改造战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1010.1综采成套装备实验系统建设及智能化升级实践4.视频监控系统：通过在支架上和采煤机上和其他关键点分别安装防爆摄像头实现对整个工作面的视频监控。通过视频监控系统，实现整个实验场地转载机、泵站等重点工作区域的视频监控；实现采煤机与刮板机、液压支架间的姿态位置关系视频监控。5.通讯控制系统：建立无线通讯网络，实现采煤机无线数据采集和控制，实现无线视频监控；建立有线网络，实现组合开关、防爆变频器的远程数据采集和控制，实现调度中心与现场的远程通讯数据采集和控制。6.集控系统：实现采煤机、液压支架和刮板输送机的远程集中控制、状态监测和故障告警；通过上位机远程操作，实现采煤机、液压支架、三机的联动运行，实现工作面试验现场启停设备语音告警。10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1

10.4.1塔山煤矿基本情况10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2

10.4.2塔山煤矿8125综放工作面基本情况10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3

10.4.2塔山煤矿8125综放工作面基本情况

采煤机传感器位置示意图10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4

10.4.2塔山煤矿8125综放工作面基本情况

采煤机监控系统示意图10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5

10.4.2塔山煤矿8125综放工作面基本情况

采煤机采煤编程示意图10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6

10.4.2塔山煤矿8125综放工作面基本情况

采煤机随机瓦斯监测10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7

10.4.2塔山煤矿8125综放工作面基本情况液压支架10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8

10.4.2塔山煤矿8125综放工作面基本情况液压支架传感器布置图10.4

塔山煤矿特厚煤层综放工作面智能化技术实践示范战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9