绿色矿山先进技术：煤矿综采自动化开采系统核心技术
煤矿是国民经济必不可少的基础性行业，提高综采自动化程度、矿井生产效率、安全系数，减少人员伤亡，一直是国家政府不断努力的大事。为此，一方面要提高煤矿企业的管理水平，更重要的一方面是加强对煤矿自动化、减人化、无人化开采技术的研究。煤矿工作面的自动化建设是整个安全生产环节的重中之重，自动化、减人化、无人化开采是煤矿生产发展的必由之路，是提高煤矿生产效率、减少煤矿事故难题的最优方式。同时，工业自动控制技术在煤矿行业的广泛应用，也加快了煤矿工作面采煤减人化、无人化进程。
基于此，某公司通过对煤矿综采自动化开采技术装备的研究，将控制、通信、视频、电液、传感等多种技术应用于综采工作面生产之中，实现在工作面顺槽监控中心对综采设备进行集中自动化、智能化控制，确保各设备协调、连续、高效、安全运行，将工人从工作面解放出来，实现工作面开采的减人化、无人化。
煤矿综采自动化开采技术装备是由矿用监控中心、三机数据监测部分、地面监控部分、采煤机部分、液压支架部分、刮板机部分、顺槽皮带机部分、供液部分、通信部分、语音通讯控制部分、视频部分、智能喷雾降尘部分、照明部分等组成。
其中，矿用监控中心、三机数据监测部分、地面监控部分是整个工作面协调机制的“大脑”，主要由监控主机、服务器、本安型显示器、操作台、交换机等设备组成。其主要负责对采煤机、液压支架、刮板机、皮带机、供液站、喷雾降尘等设备的自动化、智能化监测、控制、协调、数据记录和统计，同时，完成视频、通信、语音通讯以及人机交互之间的工作。
各部分功能介绍：
1.采煤机具备记忆截割功能，实现采煤机依据负载等情况智能化自主运行。
2.液压支架全部实现电液控制，以智能化控制代替人工操作。
3.采运设备一体控制，实现所有设备一键启停功能。
4.乳化液和喷雾降尘泵站等的自动化控制，系统数据的实时监控，更加高效地利用乳化液和水资源。
5.移动变电站、电气开关与变频器一体化控制，合理优化矿井的供电系统。
6.刮板机实现变频调速和自动紧链控制，降低设备磨损，提高设备使用寿命。
7.工作面设备的集中监测，运行数据传输快速、准确。
8.建立工作面视频监控和沿线语音通讯闭锁系统，实现工作面的远程识别和语音通讯功能。
9.采用3DVR虚拟现实技术，工作人员能够远程“身临其境”地了解工作面设备的运行情况。
10.顺槽皮带机根据工作面开采情况实现机尾的自动推移，减少操作人员，提高系统运行效率。
1.液压支架电液控制系统与智能调姿
液压支架位姿监测对安全生产至关重要，通过建立液压支架机构的运动学方程以及位姿监测终端，实现检测液压支架高度、倾角、俯仰角、顶板姿态以及液压缸位移等参数，建立液压支架虚拟位姿模型及整个工作面液压支架全位姿信息，通过压力突变情况确定顶板来压主着力点等环境参数，智能调控液压支架的平衡缸与立柱进行位姿调整：在降架-移架-升架过程中采用模糊理论、神经网络等算法实现液压支架的智能调姿、推溜、矫正等成组协同控制。
2.智能化采煤机
按工艺要求对工作面截割区间进行划分，预先设定截割曲线，导入采煤机控制系统自动截割,结合记忆截割与路径优化算法、以及其他装备的智能化控制，实现工作面智能化协同开采。
3.综采自动化的3DVR技术
3DVR技术是根据工作面的真实情况。采用Phone模型的光照算法，构建三维虚拟场景,提供视觉、听觉等感官模拟操控者可以多角度地观察三维空间内设备。
4.无线Mesh网络
Mesh网络是一种具有多跳、互联、自组网、大宽带、高冗余、低延时、低维护等特性，确保传输可靠稳定。
5.设备列车智能控制中心
工作面有设备集成连入设备列车智能控制中心，建立支架位姿监测的跟机联动控制模型，智能协同控制策略可以实现采煤机、液压支架、刮板机以及其它顺槽设备安全可靠运行。
6.地面远程智能监控与数据中心
地面智能控制中心能够实现工作面设备的远程监控，地面操作人员能够全面掌握井下设备的运行状态，做到远程干预与优化调度。大数据存储井下设备的历史状态数据，建立设备的虚拟模型和故障预警模型，通过智能算法与设备健康管理对设备进行监控与预警，提前发现和排除故障。
7.其它辅助智能控制系统
刮板机智能控制系统对链条张紧力进行自动调节，做到运行自动张紧，停机自动松弛；顺槽皮带机实现机尾的自移；智能定位喷雾除尘实现智能化。
根据国家煤矿安全监察局印发的《煤矿井下单班作业人数限员规定（试行）》规定，要严格控制综采工作面作业人数，煤矿企业势必要推行综采工作面的自动化建设工作。煤矿综采自动化开采技术装备的研究从工作面的整体采煤的思路来看待每一台设备，打破了原有的在人工操作基础上以单机位控制目标的传统思路，打破了设备生产厂家的界限、打破了设备功能的界限、破除了单机智能化的传统研究思路，所有设备仅仅是一个大机器的一部件而已，都在控制中心的统一协调控制下工作，最终实现煤矿综采工作面安全、高效、自动化、无人化开采，符合煤矿企业的根本利益的目标，具有广阔的推广应用前景。
小编评论
通过对煤矿综采自动化开采技术装备的研究，某公司将控制、通信、视频、电液、传感等多种技术应用于综采工作面生产之中，实现在工作面顺槽监控中心对综采设备进行集中自动化、智能化控制。
该技术能够提高煤矿企业的管理水平，加强煤矿自动化、减人化、无人化开采，具有广阔的推广应用前景。
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