1、煤礦綜采工作面自動化開采技術項目推廣材料一、項目背景在過去的十幾年間，我國煤炭工業取得了驚人的高速增長，產量猛增的同時安全性也大幅提高。這離不開裝備技術和自動化控制技術的發展。然而即使今天，咱們的人均產量、百萬噸死亡率等指標還落后于歐、美、澳等發達國家較多。自動化、智能化的道路依然任重道遠！十二五以來，在國家863等重大項目的支持下，液壓支架制造、采煤機自動截割、綜采工作面智能控制等關鍵核心技術取得突破，為在煤礦“高配”成套裝備奠定了技術基礎。我國已逐步實現3-5m左右煤層綜采裝備國產化，并在薄煤層、大傾角、特厚煤層綜放及超大采高方面取得了世界領先的技術、工藝及裝備成果；當前，頂板事故、瓦斯事

2、故依然是我國煤礦主要事故來源。采煤工作面是發生頂板和瓦斯事故的主要地點之一，直接減少采煤工作面的人員數量是減少人員傷亡、保障安全的重要手段，實現“無人則安”。因此，煤礦開采方式由“綜合機械化人工操作開采”向“智能化無人操作開采”方式轉變就顯得尤為必要。目前，我國正處于轉型升級和結構調整的關鍵時期，在新興網絡技術和傳統工業深度融合的大形勢下，各個行業正迎來巨大變革，其中以智能成套裝備與傳統工藝的融合實現產業轉型升級正成為越來越重要的發展模式，煤炭開采產業由于安全、環境等因素的影響，對智能裝備的需求尤為迫切，因此，發展以實現無人化開采為目標的智能裝備對我國煤炭開采產業的發展具有重要意義二、項目意義

3、國家層面意義：我國把高端裝備作為戰略性新興產業，并把智能制造作為高端裝備的重點發展方向，對促進我國經濟結構調整和轉型升級有著重要意義。行業層面：煤機裝備作為我國重大技術裝備的重要組成部分，高端煤機裝備的智能化和自主化，對實現煤炭開采的轉型升級有著重要意義。企業層面：自動化技術對企業有著現實意義。（1）提高煤礦井下工作面作業的自動化程度。（2）減輕操作工人的勞動強度。（3）改善和提高工作面頂板管理和工作面管理質量。（4）適應煤炭生產高產高效集約化發展。（5）促進煤炭生產技術的進步。（6）實現綜采工作面電液控制系統國產化，達到節約設備投入成本、縮短供貨周期和及時售后服務的目的，適應我國煤礦生產的要

4、求。三、項目目標在正常采煤生產過程中實現以采煤機記憶割煤為主，人工遠程干預為輔；以液壓支架跟隨采煤機自動動作為主，人工遠程干預為輔；以綜采運輸設備集中自動化控制為主，就地控制為輔；以綜采設備數據監測為主，視頻監控為輔；即“以工作面自動控制為主，遠程干預控制為輔”的自動化生產模式；實現“智能化作業，有人巡視”，達到工作面少人安全高效開采。四、技術方案1、SAC電液控制系統1.1系統概述SAC型液壓支架電液控制系統是北京天地瑪珂電液控制系統有限公司在深入分析國外各家電液控制系統優缺點基礎上，以當今最先進的ARM7嵌入式處理器為平臺，創新采用新型體系架構，研制成功的新一代液壓支架電液控制系統。SAC

5、型液壓支架電液控制系統是集工作面控制系統、過濾系統及工作面數據集成及上傳系統為一體的對液壓支架實施多功能、高效率、自動化控制的成套設備，是一個多層次多計算機集成的網絡控制系統，系統的規模和配置有靈活的可選擇性和可擴展性，監控功能具有較強的適應性和可延伸性，用戶可以根據需要選用自動化程度由低到高的各種控制功能，自動化程度較高的，可以增加配置智能傳感器，實現礦井的自動化SAC型液壓支架電液控制系統已經形成了系列化產品，對不同支架類型和支架控制動作功能的要求，具有針對性的完整解決方案。具有全中文顯示，能夠實現單架控制、成組控制、跟機自動化控制、閉鎖及緊急停止、故障顯示及報警、自動補壓、帶壓移架、礦壓

6、監測、工作面數據集成及上傳、順槽及地面監測、數據分析及信息發布等功能，能夠最大限度地滿足煤礦綜采工作面自動化控制的需要，系統運行穩定可靠，主要技術性能指標達到了國際同類產品水平。1.2系統組成SAC型液壓支架電液控制系統由以下幾個子系統組成：工作面電控系統、電液控換向閥、順槽監控主機系統，井上下數據傳輸系統、順槽過濾系統組成，見圖1。根據自動化的需求，可擴展智能傳感器，實現礦井自動化。各子系統基本配置如下：r一181277%JKfil第架第了架第4架T第N架第3組-第X組順梧設備列車第3架第?架V第2組第1組第硃井上堂控中心圖1系統功能（1）基本功能系統具備雙向鄰架、隔架單動作控制功能。系統具

7、備雙向鄰架自動順序動作功能。系統具備雙向成組自動控制功能。系統具備初撐力自動保持及帶壓移架功能系統具備電液控制系統及其他設備信息數據上傳及存儲功能系統具備聲音報警、急停、本架閉鎖及故障自診斷顯示功能，并能方便地進行人工手動操作，能夠在線進行參數調整設定和現場程序裝載與更新。（2）高級功能系統具備跟機自動化控制功能，三角煤也能實現跟機自動化，實現與采煤機配合進行全自動化的雙向、單向、部分截深割煤功能。系統具備支架姿態監測功能。系統具備防片幫功能。系統具備采煤機與支架的防碰撞功能。系統具備支架高度監測功能。具備皮帶自移和轉載自移電控及遙控功能。系統特點SAC型液壓支架電液控制系統是對液壓支架實施多

8、功能、高效率、自動化控制的成套設備，能夠有效提高液壓支架的動作速度，減輕工人的勞動強度，確保生產安全。可根據用戶需求，提供成套定制化解決方案，在易用性、靈活性和環境適應性等方面更加適應中國煤礦井下條件。可接入煤礦信息化系統，實現井上下綜采設備信息的實時共享和分析，為用戶的科學生產管理和決策提供有力保障具有先進智能、配置靈活、成熟可靠、經濟實用等特點2、SAM綜采自動化系統2.1系統概述天瑪公司綜采自動化控制系統旨在為煤礦用戶提供綜采工作面自動化成套解決方案，在綜采工作面單機設備自動化基礎上，建立一套以監控中心為核心，工作面視頻、以太網、音頻、遠控為基礎的集中自動化控制系統。采用擬人手法，把人的

9、視頻、聽覺延伸到工作面，將工人從危險的工作面采場解放到相對安全的順槽監控中心，實現在順槽監控中心對液壓支架、采煤機、刮板輸送機、轉載機、破碎機、順槽膠帶機、泵站、開關等綜采設備進行遠程操控，達到工作面“有人巡視、無人操作”開采的目的。系統組成系統主要由三部分組成，包括工作面部分、順槽監控中心、地面部分。電面井下廠“|即L_Mfib-KHI.一舊HlCOVSAM空綜采晶t控制系統皓構國圖2綜采自動化系統結構圖系統功能（1）具有在地面調度中心對綜采工作面設備的監測功能。（2）具有在地面調度中心對井下設備（采煤機、液壓支架、泵站控制、運輸機、轉載機、破碎機、皮帶機系統）的“一鍵”啟停控制、和遠程干預

10、操控功能。3）具有在順槽監控中心和地面調度中心對工作面設備的集中監控：4）具有對采煤機工況監測與遠程控制功能。5）具有對液壓支架工況監測與遠程控制功能。6）具有對工作面運輸設備工況監測與遠程自動化控制功能。7）具有對泵站系統設備工況監測與集中自動化控制功能。8）具有對皮帶系統設備工況監控功能。9）具有對綜采設備數據集成、處理功能。10）具有自動化系統無故障自診斷功能（包括對采煤機、液壓支架、三機、泵站、皮帶控制的故障診斷）、故障類型顯示、語音提示、管理等功能。11）具有工作面工業以太網，在工作面實現數據的高速傳輸。（12）具有工作面視頻系統，實現對主要綜采設備進行實時監控。（13）具有井上下數

11、據傳輸功能接口。（14）實現兩順槽超前支架在順槽監控中心和地面調度指揮中心遠程操控。（15）具有工作面LED照明系統，對視頻系統采集工作面視頻提供良好的光照條件。（16）配備LASC系統，具有工作面自動找直功能。（17）當綜采工作面自動化控制系統出現故障時，各子系統不受綜采自動化系統控制，以保證在檢修和自動化控制系統出現故障時，各子系統能單獨開車，確保生產不受影響。系統特點SAM型綜采自動化控制系統，在綜采工作面單機設備自動化基礎上，建立一套以監控中心為核心，工作面視頻、以太網、音頻、遠控為基礎的集中自動化控制系統。采用擬人手法，把人的視頻、聽覺延伸到工作面，將工人從危險的工作面采場解放到相對

12、安全的順槽監控中心，實現在順槽監控中心對液壓支架、采煤機、刮板輸送機、轉載機、破碎機、順槽膠帶機、泵站、開關等綜采設備進行遠程操控，達到工作面“有人巡視、無人操作”開采的目的。具有擬人、智能遠控、高度集成、協調高效等特點。3、SAP智能集成供液系統3.1系統概述SAP型智能集成供液系統不僅具備基本的供液功能，還將電磁卸荷控制、多級過濾、自動補液、乳化液自動配比、乳化液濃度在線檢測、系統運行信息檢測與上傳等功能集成于一體，為用戶提供專業的綜采工作面供液系統整體解決方案不僅方便用戶對供液系統進行集中采購、管理，也避免了分散采購造成的接口不統一、參數不匹配、相互沖突等問題。通過統一規劃、合理布局，可

13、以最大程度地降低順槽液壓管路的復雜程度，實現液壓管路布置的集約化、標準化。乳化液自動配比系統解決了乳化液手動配液工作穩定性的缺陷、勞動強度大配比濃度不準確等一系列問題。自動加油是電動齒輪泵將油桶中的乳化油抽送到集成乳化液配比功能的儲油箱內，供乳化液自動配比用，減小工人運送乳化油的勞動強度。乳化液泵組為四泵兩箱，噴霧泵組為三泵兩箱。乳化液泵站三臺運行、一臺備用；噴霧泵站兩臺運轉、一臺備用。3.2系統組成SAP型智能集成供液系統由乳化液泵站、噴霧泵站、控制系統、自動配比四大部分組成。如圖3系統結構圖。工作面方向高壓過:濁車回液箱混合箱乳化泵：乳化泵2乳化聚1控制黯邑控制器皂臭控制器-C帚蘭進水過濾

14、站控制器圖3系統結構圖系統功能（1）具有集中自動化控制功能，實現單泵控制、多泵智能聯動控制控制模式。（2）具有泵站變頻與電磁卸載的智能聯動控制功能。（3）具有具電控、液控兩種卸載功能，電控失效后自動切換到液控模式。（4）具有可靠的爆管保護功能。（5）具有液位檢測、自動補液（水）、乳化液自動配比功能。（6）具有數據記錄、保存及上傳功能輸。（7）具有急停、閉鎖保護功能，可以單泵閉鎖及多臺泵站的急停控制。（8）具有對全供液系統進行自動檢測、實時顯示及控制功能。系統特點SAP型智能集成供液系統旨在為煤礦用戶提供一套完整的綜采工作面支架液壓系統供液解決方案，集泵站、電磁卸載、智能控制、變頻控制、乳化液自

15、動配比、多級過濾及系統運行狀態記錄與上傳為一體，為綜采工作面提供恒壓、清潔、配比穩定的高質量乳化液，是煤礦綜采工作面高產、高效、節能環保、長時間穩定工作的值得信賴的后備保障系統。具有穩定可靠、智能安全、綠色清潔、節能高效等特點。五、應用效果1、轉龍灣煤礦：國內首套澳聯邦科學院LASC技術的引進、吸收再創新示范工作面，實現了工作面連續自動化開采過程中工作面直線度精確控制。2、黃陵一礦：實現工作面內1人巡視，遠程2人操作的常態化生產模式。3、石圪臺礦：建立了對工作面設備運行過程的視頻感知，使操作殾有夠“一目了然”地掌握工作面運行情況。4、新元煤礦：實現了瓦斯濃度檢測與采煤機速度聯動控制模式，采煤機與支架協調配合控制，在高瓦斯、復雜地質條件下的全工作面自動化開采應用。六、項目預算按照150架支架，主閥按照14功能15出口主閥。1、SAC電液控制系統：（1）電液控部分每架約3.5-3.6萬元，150架約為520-540萬元（2）順槽控制部分18-20萬元（3）數據上傳部分40萬元（4）順槽過濾系統46萬元（5）水處理系統50萬元2、SAM綜采自動化系統：綜采自動化系統包括（1）順槽監控中心部分、（2）以工業以