文/孛志鹏

综采工作面是煤矿企业中重要的生产工序，自动化控制系统的应用能够实现煤矿的无人生产，在生产过程中可以通过电器、机械和电子设备的相互结合进一步提高煤矿企业的在采煤工作上的效率。近些年来，计算机技术以及机械技术的发展速度越来越快，自动化技术的应用已经成为现实，综采工作面有必要加强自动化控制系统的应用，以便提高其工作效率与工作质量。

1 煤矿综采工作面自动化技术的发展现状

煤矿综采工作面中需要应用到大量的采煤设备，各设备之间需要相互协作，最终完成采煤工作，因此综采工作面的自动化技术应用也需要涉及到多台设备，整体工作较为复杂。当前煤矿企业的综采工作面需要用到近两百台的台采煤设备和200组支架共同运转，设备数量较为庞大，自动化难度也较高。随着自动化技术的不断发展，综采工作面的自动化可以在某些地质条件允许的情况下实现，但是实际运转过程中也会遇到不少问题，还需要相关技术人员不断发现自动化运行过程中的问题，并不断改进其性能，从而提高综采工作面的自动化水平。

2 煤矿综采工作面自动化技术

在煤矿综采工作面的自动化技术应用中主要就是体现在自动化系统的研究与应用上，在整个系统设计过程中，需要结合自动控制技术、传感器、计算机等多种技术手段来实现煤矿综采工作面的自动化。通过自动化系统的应用，可以直接在井上控制井下采煤设备，包括皮带机、转载机等设备，都可以在井上控制中心的控制下进行工作。与此同时，自动化系统中的视频监测部分还可以与对综采工作面的其他设备进行监测，利用无线网，还能够将监测的视频信息资料传到井上的控制中心中，从而全面监督煤矿综采工作面的自动化工作水平。以下对煤矿综采工作面自动化系统的功能以及集成自动化控制设备进行了分析。

2.1 集成自动化控制系统功能分析

2.1.1 控制功能

控制功能在实际使用中主要就是控制工作面设备的启停，使其开始运行或者停止工作，当前在自动控制系统中主要有手动和自动两种运行模式。手动模式主要就是负责设备的单独启停，同时破碎机、转载机、刮板输送机还能够按顺序启停。在以上设备运行过程中，如果出现设备数据运行异常的情况，可以向采煤机发送停机命令，同时操作组合开关就可以以此停止停刮板输送机、转载机和破碎机；在自动模式中，主要应用自动跟机模式，同时采煤机会进入记忆截割模式，各设备会按照顺序启停，以便保障综采工作面所有设备的稳定运行。

2.1.2 参数设置功能

参数设置功能主要就是设置设备的工作参数，包括采煤工艺参数、斜切进刀距离、左端头清煤次数、右端头清煤次数、清煤距离和折返等待时间，并以此来控制设备进行精确的运行，保证设备工作的效率，并提高精确性。

2.1.3 数据采集和存储功能

数据采集和存储功能主要负责对各设备的工作数据进行采集，比如采煤机的速度、滚筒高度、功率，或者是支架的传感器等数据信息，采集到的信息可以在控制中心的显示屏中显示出来，方便操作人员掌握设备的工况。除此以外，能够将采集到的信息数据存储到后台中，方便相关工作人员随时查阅相关数据，维修工作人员也可以以此为依据进行设备的维修保养。

2.1.4 报警功能

报警功能能够保证设备的安全运行，系统会对转载机、破碎机以及刮板输送机等工况数据进行深入的分析，如果发现工况数据与原定数据不一致们就会发出报警指令，以便操作人员及时根据指令来停止工作设备的运行，保证生产安全。

2.2 集成自动化控制设备分析

2.2.1 集成控制采煤机

采煤机集机械、电气和液压为一体，集成控制采煤机主要就是将控制系统安装在采煤机的机身上，然后在井上的控制中心中向采煤机发送各种远程控制命令，来控制采煤机的行动，同时能够采集各项监测数据。

2.2.2 集成控制刮板输送机、转载机和破碎机

刮板输送机顾名思义是一种输送设备，承担的是综采工作面的护送工作，即运送煤炭，在实际运行中，煤炭会经过刮板输送机、破碎机和转载机转移到带式输送机上。通过集成控制能够对冷却水压力、链轮轴承温度和电机绕组温度进行监测，判断其运行状况，并将其反馈到控制中心。同时，集成控制系统也可以设置工况数据的报警值，如果接近报警值就会发出警报声提醒相关工作人员，以便及时控制运行状况。

2.2.3 集成控制支架

集成控制支能够支架传感器数据进行采集，同时将采煤机位置、运行方向及记忆截割信息发送给支架电液控制系统，并以此发布远程控制命令来实现实现端头斜切进刀、割三角煤及中部跟机等功能如果支架电液控制系统出现故障问题时，常见的有采煤机位置不正当、通信故障导致连接出现问题等等，利用集成控制支架就可以将故障信息发送给集中控制系统，以便操作故障设备。

2.2.4 集成控制视频系统

视频系统包括采煤机随机视频监控系统和支架随架视频监控系统，集成控制系统的应用可以对整个视频系统实现集中控制。视频监控系统在运行过程中会收集采煤机的位置、速度、方向信息，并将其传送给集中控制系统，同时具有故障报警以及报警输出功能，能够对监测到的故障问题进行报警。在综采工作面中，其所安装的视频设备可以实现上下、左右360°旋转，因此其能够最大范围将其视线范围之内的环境信息采集并存储到系统当中，并且还能够结合采煤机的位置进行移动并采集图像。

2.2.5 集成控制工作面语音闭锁系统

在综采工作面中，其语音系统需要承担沿线通话、故障检测盒语音报警灯功能，集成控制工作面语音闭锁系统主要就是通过无源节点控制组合开关来实现对综采工作面设备的控制，工作面语音通信系统能闭锁刮板机、转载机和破碎机，闭锁时向集控发送闭锁信息，集中控制系统根据闭锁信息对采煤机发送停机命令。

2.2.6 泵站控制

泵站系统是工作面供液系统的重要组成部分，包括乳化液泵和清水泵。其中乳化液泵可以为液压支架的工作提供乳化液；清水泵则是需要为综采工作面各设备的运行提供冷却水以及喷雾。在泵站控制中，利用自动控制系统可以采集泵站系统的各项监测数据，控制泵站系统的启停，并以汉字、图形、动画显示泵站运行状态。

2.3 软件系统分析

综采工作面在运行生产过程中营业需要面对复杂的业务，而软件系统的开发能够有效帮助操作人员提高工作效率，主要包括用户层UI、业务逻辑层、数据驱动层等。用户层UI主要是想用户提供人机交互界面，操作人员可以通过外部事件响应输入以及系统图运行状态现实来控制综采工作面的生产过程；业务逻辑层包括主控逻辑处理模块、急停状态逻辑模块、闭锁状态逻辑模块等等，综合运行可以有效保障综采工作面的稳定运行；数据驱动层可以为业务逻辑层的运行提供相应的软硬件接口。

3 煤矿综采工作面自动化发展趋势

3.1 高度集成的自动化方向

综采工作面涉及到的设备数量角度，工作环境也比较复杂，因此简单的自动化技术并无法满足综采工作面的生产需求，因此综采工作面的自动化发展应趋向高度集成的自动化方向，在整个自动化控制系统应用中，主要就是利用传感器采集工作面作业信息，然后将收集到的信息数据通过互联网传输到控制平台中，利用控制平台实现度综采工作面的自动化控制。高度集成的自动化也进一步推动了设备的智能化以及大型化发展。

3.2 煤矿企业监控技术发展

当前计算机监控模式的安全性和可靠性都大大提高，在综采工作面的生产中，煤矿企业还需要加强监控技术的发展，充分利用集中监控与分布式监控两种方式。同时还需要加强网络通讯系统的融合应用，提高监控技术应用的灵活性。

3.3 灾害预报系统

灾害预报系统能够保障煤矿的生产安全，主要就是利用传感器来收集井下的煤层厚度及空间分布等信息数据，并将监测数据发送到控制中心，方便操作人员判断地质条件是否有利于开展工作。

4 结语

综上所述，煤矿的综采工作面的运行质量直接关系到整个煤矿企业的生产运营，在当前各种自动化技术的普及应用下，综采工作面应用自动化系统能够实现对各设备的集成控制工作，有效的提高采煤效率。目前，煤矿的生产安全也受到了社会各界的高度关注，自动化系统的应用有效的实现了无人化工作面的生产，有力的保障了生产安全，实现了煤矿企业的可持续发展。