煤矿自动化无人综采工作面探究及发展方向
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(山西晋城煤业集团古书院矿山西晋城 048000) 摘要：该文简述了煤矿自动化综采工作面的发展方向，利用自动化科学技术，通过工作面集控中心，对综采工作面设备进行集中控制，实现割煤、移架、移刮板输送机、落煤和顶板支护等生产程序远程自动化无人控制。同时，通过网络传输系统，可实现地面可视监控。 关键词：综采工作面;自动化 1 概述
综采工作面是煤矿生产最前沿的工作环节，也是最复杂的工作环节。其设备数量多，设备之间互相制约、相互协调，任何单一设备都无法脱离其它设备而单独完成任务。同时这些设备的任何一个动作还受地质条件的限制。一个标准的综采工作面一般要由200-300台设备构成，核心设备有采煤机、刮板运输机、液压支架、转载机、破碎机和皮带运输机，其中仅液压支架就有100-250架之多。不熟练的工作人员，人工操作都非常困难，实现自动化的难度可想而知。通过研究，发现要想实现综采工作面的自动化运行，必须对综采工作面的设备有一个重新的认识和定位，必须打破原有的在人工操作基础上以单机为控制目标的传统思路，打破设备生产厂家的界限、打破设备功能的界限、破除单机智能化的传统研究思路，从工作面整体采煤的思路来看待每一台设备。其实它们都仅仅是一个大机器的一部件而已，所有的工作和动作多是为完成一个任务----采煤，都应在一控制中心的统一
协调控制下工作。 2无人自动化工作面系统
从工作面整体自动化的角度，把综采工作面的设备分为三大类：生产设备、辅助设备、工作面控制中心：其中生产设备包括“主要采煤设备、转载运输设备”；辅助设备包括“动力中心、泵站”等；控制中心是自动化工作面的中枢神经，包括工作面整体操作平台、主采机组机控制站、转载运输控制站、视频监测中心、通讯调度中心等，如下图所示。
2.1生产设备包括主要采煤设备、转载运输设备
（1）主要采煤设备是整个综采工作面的核心设备，我们不妨把它称作“主采机组”这里把工作面的三机“采煤机、运输机、和工作面支架”看成是一个大型设备。由于这三种设备结构上相互连接、动作上互相制衡、位置上相互重叠。故从自动控制的角度来看是不可分割的一个整体，应把它当成一台大型成套设备来看待，控制也应由一个控制中心统一指挥。操作人员可在顺槽的操作列车上，对设备进行
操控，实现采煤机自动行走、自动割煤、自动支护、自动装煤、自动运煤。如图所示。
（2）转载运输设备包括转载机、破碎机、皮带机和超前支护设备，是综采工作面的接续设备，主要完成煤炭的连续运输工作。因其与主采设备无直接连接，并可单独运动，所以可做为接续设备在控制中心与主采机组进行连锁控制，实现顺煤流起车、逆煤流留停车和紧急停车等功能。超前支护设备虽然也是靠液压进行行走控制，但控制过程和方式与工作面支架不尽相同，而且可以独立于工作面支架而单独行动。它的主要防护对象也是转载机和破碎机等，所以也把它做为转载运输设备的一部分来处理，转载运输设备与主采机组通过工作面控制中心进行连锁控制。
2.2辅助设备
辅助设备一般是指设备到车上的所有动力保障设备。辅助设备包括动力中心、泵站、清水站等。动力中心是为整个工作面所有设备提供电力，控制中心可通过网络对其任何一个动作进行控制，并可读取
每一路线的所有电气参数及开关状态。泵站是液压支架的动力源，可通过控制中心进行集中控制，完成自动配液、软化处理、压力检测、水位控制、泵组开停及各种保护。
2.3工作面控制中心
工作面控制中心是综采工作面由机械化向自动化过度的关键设备，包括主采机组机控制站、转载运输控制站、视频监测系统、工作面整体操作平台等。
（1）主采机组机控制站：主要是负责直接采煤设备的控制，把采煤机、刮板机、工作面支架这三大组成部分当成一个整体设备进行控制。它可完成采煤工作的各采煤工艺的控制。取代智能采煤机中的智能化部分，如：记忆切割、煤岩分界识别等特殊功能。使采煤回归到原来的基本功能，主要完成牵引行走、割煤、喷雾和参数采集等功能。而计算量较大的智能控制功能，上交到主采机组控制站，由控制站结合运输机、支架的工作状况及具体位置，同时要结合当时的地质条件和瓦斯的变化情况进行协调控制。同时也取代了电液控制系统的部分高端控制要求：如。在主采机组控制站，可选择“远程”单体和“远程”自动操作，在“远程”单体模式下，用户可通过自动化集控计算机画面的手动控制按钮，实现支架控制系统的单架单功能控制、单步操作、手动成组操作，如支架立柱升、降；移架、推溜、侧护板伸；底调、平衡、支架小循环自动控制；成组支架降、移、升工作循环自动控制（成组自动控制，包括：成组自动推溜、成组自动降—移—升、成组自动支架前端辅助采煤机喷雾、成组自动移架喷雾）；在
