采煤机位置红外线装置
煤矿综采工作面自动化智能化开采技术研究
煤矿综采工作面自动化智能化开采技术研究摘要：随着科学技术的发展，我国的自动化智能化开采技术有了很大进展。
本文首先分析智能化开采技术的主要应用特点，其次探讨自动化智能化开采研究现状，最后就综采工作面自动化智能化开采的关键技术进行研究，以供参考。
关键词：综采工作面；自动化；关键技术引言煤炭属于我国最主要的能源，在一次能源消耗中占比较大，是主力能源。
煤炭生产特殊，环境恶劣，安全隐患突出，对人才吸引力较弱。
以数量和规模为导向的传统煤炭产业发展方式不利于可持续发展与资源有效利用。
转变煤炭工业的发展方式，提高矿井开采效率，成为我国煤炭工业的必然选择。
1智能化开采技术的主要应用特点一方面，提升开采速率。
与以往煤矿综采技术相比，智能化开采技术增加了信息化特性，可有效避免人为因素对煤矿有序运营的影响，提升自动化水平，保证煤矿开采的规范性，提升工作效率，减少人力资源投入。
另一方面，保障员工的安全。
智能化开采技术主要以无人、自动为工作原则，减少了井下工作人员的数量，减少对人力的依赖，提升了煤矿作业的安全系数，保障了员工的生命健康安全。
另外，在智能化开采技术不断发展的背景下，相关人员利用远程遥控等精确识别井下问题，并及时提出有效的解决方案，减少企业经济损失。
2自动化智能化开采研究现状相对比于国外，国内的煤矿开采自动化、智能化发展较晚，但在吸取国外优秀技术的基础上，我国的相关技术发展迅速，大量科研人员通过不懈努力研制了一批拥有自主产权的开采设备，为煤矿的安全生产做出了重大贡献。
通过查询文献得知，我国于2007年首次制造出能取代外国进口的液压支架的电液控制系统；榆家梁矿在2008年通过实际测试，达到了液压支架随采煤机移动的自动化移动等目标，冀中能源峰峰集团于2009年通过和浙江大学合作，在下属多个矿井实现了薄煤层综采面工作的采煤机的数字化，无需工作人员下井操作，就能实现对薄煤层的工作面进行开采，并能实时监测采煤机位置及状态，大大提升了开采的安全性；2013年，“863计划”开展了“煤炭自动化智能化掘进”等专项，为重点发展智能开采核心技术及设备奠定基础；充矿集团于2016年采用惯性导航系统与技术成功解决了工作面找直的自动化问题，发展了工作面的装备控制等技术；我国又于2017年立项了国家重点项目——“煤矿自动化智能化开采安全技术与装备”，重点攻关矿井下煤层界面的识别技术、自动化开采核心技术及装置、综采面自动化巡检机器、综采面智能超前支护装置及各种自动化辅助装备及平台等。
电液控制系统具体技术要求
电液控制系统具体技术要求1、支架配置电液控制系统，能够完成支架要求电控的各种动作功能。
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、成组自动推溜、成组自动伸收护帮。
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，以确定采煤机位置。
6、对立柱的工作压力、推移千斤顶的行程、煤机的位置、方向进行监测，能在井下主控计算机上显示。
7、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。
8、电液控制系统的电源为隔爆兼本安型，供电电压为 AC 127V 50Hz。
9、电液控制系统具备防水防尘能力，主要电液控制装置外壳防护等级不低于IP68。
10、电液控制系统具备抗干扰能力，不允许有误动作。
11、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。
12、压力传感器的量程60MPa。
13、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。
14、具备初撑力自动保持功能，补偿初撑力可调（不超过泵压）；具有带压移架功能。
15、支架配备自动反冲洗过滤器，过滤精度25μm，流量1000L/min；具有自动反冲洗功能，能够实现定时自动反冲洗。
16、高压过滤站过滤精度25μm，流量1000L/min；具有自动反冲洗功能，能够实现定时自动反冲洗、根据进出口压差自动反冲洗及顺序反冲洗滤芯功能。
17、回液过滤站过滤精度60μm，流量2000L/min，结构上具有可方便切换操作的备用过滤装置。
18、进入泵站的清水要符合MT419—1995标准和经过60μm清水过滤装置的过滤。
19、所供应的货物将按下列标准（推荐）进行设计和制造电气: IEC标准/EN标准机械: ISO标准类似或高于上述标准的货物原产国的国家标准或其它目前使用的国家标准。
综采工作面液压支架常见故障及预防措施
综采工作面液压支架常见故障及预防措施摘要：液压支架是综采工作面重要机械设备之一，综采工作面液压支架主要由液压元件及结构件组成，主要利用液压系统、阀类以及支撑件联合控制作用实现对工作面顶板的支护，同时隔离采空区内矸石向工作面内涌入，从而保证工作面安全回采。
但是在实际回采过程中，由于受地质条件、支架检修水平以及操作维护等限制，液压支架经常出现故障，造成支架部分功能失效，如千斤顶无法升降、推移杆不动作、卸压以及漏液等，不仅增加了液压支架故障率，降低了支架使用寿命，而且威胁着工作面安全回采。
关键词：综采工作面；液压支架；故障分析；预防措施中图分类号：TD353文献标识码：A引言回采工作面由采煤机割煤、液压支架维护顶板并创造安全生产空间、刮板输送机实现煤炭外运并为采煤机往返移动提供轨道，现阶段采煤机、液压支架操作相互独立。
煤炭开采需相关人员相互配合，由于噪声大需要通过扩音电话进行通信，从而在一定程度降低煤炭生产效率。
综合自动化、智能化控制是采煤工作面煤炭开采设备主要发展方向，实现采煤机、液压支架协调自动控制，可减少采煤工作面人员数量，提高煤炭生产效率及安全保障水平。
为此，文中就对采煤机、液压支架协调自动控制技术进行研究，并通过优化通信及控制方式，最大程度发挥综采设备性能。
1支架故障类型1）支架推移千斤顶故障：液压支架在推移刮板输送机时由于支架外缸加强套与后推杆存在摩擦作用，导致外缸加强套严重挤压拉伤现象，从而造成外缸变形、缸体漏油以及活塞杆断裂、变形等，影响着千斤顶无法正常运行；2）支架动作故障：液压支架升降速度慢或者无法升降，或者支架出现自己升降；3）立柱故障：支架立柱升降不到位或者在支护过程中自行现象；4）液压元件故障：支架液压元件主要包括各类阀门，如单向阀、控制阀、安全阀等，液压元件常见故障主要表现在乳化液无法单向流动以及液压缸无法换向等。
2液压支架故障原因及处理措施2.1支架立柱故障原因及处理措施液压支架立柱出现升降慢、无法升降以及不降架等故障原因主要有以下几方面：截止阀无法正常打开，液压泵压力不足或者无压力，各种阀门损坏以及过滤器堵塞，液压系统堵塞、渗漏。
智能化采煤工作面系统运行维护管理制度
智能化采煤工作面系统运行维护管理制度第一章总则第一条为加强和规范智能化采煤工作面安全生产、设备管理和信息化管理工作，提高队伍管理能力和操作水平，确保采煤工作面智能化建设稳步有序推进，特制定本办法。
第二条本办法涵盖矿井智能化采煤工作面管理的全过程，包括：工作面设计、设备选型、安装调试、验收、回采、回撤、设备日常管理和信息化管理等内容。
本办法主要针对采煤工作面智能化建设方面进行了规范，与智能化建设无关的部分和未提及内容仍按照原相关要求执行。
第三条本办法依据XX省工业和信息化厅（以下简称省工信厅）下发的《关于加快全省煤矿智能化发展的实施意见》、《XX省煤矿智能化建设验收办法（试行）》、≪XX省煤矿智能化建设标准（试行）》、XX能源化工集团下发的《XX能源化工集团煤矿智能化建设项目管理考核办法》和永城煤电控股集团有限公司下发的《永城煤电控股集团有限公司智能化采煤工作面管理办法（试行）》等相关文件制定。
第二章智能化采煤工作面设计要求第四条设计原则（一）工作面设计应布置在地质条件简单、煤层赋存稳定的区域，面内不得存在落差7m以上断层和火成岩等地质构造，避免后期爆破作业。
（二）工作面设计尽量规则布置，减少加减支架次数。
（三）工作面切眼宽度满足智能化设备安装需求。
（四）工作面设计要满足设备碉室化、供电、供液远程化需要。
第五条支护设计原则（一）工作面切眼扩刷后应尽快进行设备安装，不宜放置时间过长。
（二）顺槽支护设计原则上按照后期回采期间超前主动支护形式进行支护设计，满足智能化回采需要。
（三）若顺槽内应力集中且顶板破碎，不适合采用超前主动支护技术,可采用超前液压支架等方式进行支护，超前液压支架实现远程监控和自动化控制功能。
（四）顺槽及工作面安设顶板矿压监测系统，满足掘进和回采期间矿压在线动态监测要求。
第三章智能化采煤工作面设备选型要求第六条总体选型原则采煤工作面设备选型应满足设备生产能力和性能配套要求，形成一条配套生产能力由里向外的“喇叭口”煤流系统，用综采设备的协调性来保证工作面快速推进的需要。
煤矿采煤机智能化关键技术
当代化工研究Modern C/wmical Research65 2020•23技术应用与研究煤矿采煤机智能化关键技术*王悦琛（山西焦煤西山煤电集团有限责任公司杜儿坪煤矿山西030022）摘要：随着科技的发展，煤矿开采技术日益先进，智能化釆煤机的应用，实现了煤矿无人化综采。
本文将对采煤机智能感知、智能控制、自动调高等关键技术进行深入研究，为煤矿无人化综采作业发展提供支持和参考。
关键词：关键技术；智能化采煤机；煤矿综采中图分类号：TD632.1文献标识码：AKey Technologies of Intelligent Coal Shearer in Coal MineWang Yuechen(Duerping Coal Mine,Shanxi Coking Coal Xishan Coal and Electricity Group Co.,Ltd.,Shanxi,030022) Abstract:With the development of s cience and technology,coal mining technology is increasingly advanced.The application of i ntelligent shearer has made unmanned f ully mechanized mining come true in coal mine.This paper-will deeply study the key technologies such as intelligent sensing,intelligent control and automatic height adjustment of s hearer,hoping to p rovide support and reference f or the development of u nmannedfiilly mechanized mining in coal mines.Key words t key technology i intelligent shearer^fully mechanized coal mining智能化采煤机现已逐渐成为煤矿综采作业的关键设备，智能化采煤机可根据自身状态和煤层条件自动调整，其核心技术就是智能感知、智能切割以及远程可视化监控，合理应用智能化采煤机装置，可使煤矿综合开采效率和质量进一步提升。
综采工作面三机设备选型
采煤机技术参数一、设备名称及数量：电牵引采煤机 1台二、采煤机技术参数及要求：1、主要技术参数适用于缓倾角、薄煤层长壁式一次采全高综采工作面，采高范围为1.3-2.6m，工作面倾角0-16°，开采11#煤层平均厚度1450mm，12#煤层平均厚度2200mm。
2、配置要求（1）具备截割硬煤、夹矸、砂岩和爬坡的能力、过断层能力，能够适应夹矸要求。
（2）调速系统采用机载式、交流变频调速形式。
（3）保证主要元部件的可靠性，核心元部件采用进口件。
（4）采用交流变频调速、摆线轮-销轨牵引系统。
（5）主要部件可以从机身的采空侧抽出，容易更换，维修方便。
（6）行走箱为独立部件，配套不同槽宽的工作面输送机或牵引方式，只需改变行走箱宽度或煤壁侧的滑靴，而主机无需改变。
（7）变频调速箱、电控箱、调高泵箱等均为独立部件，分别安装在中间框架内，这些箱体受采煤机外力减小到最小程度。
（8）电气控制系统采用可编程控制器（PLC）控制，各项保护和显示功能齐全，并配套中文液晶显示屏。
（9）配采煤机电缆370米，电缆夹150m，配遥控器5对。
3、电控系统主要功能参数（1）具有采煤机先导控制功能，实现采煤机先导远程控制。
（2）具有工作面输送机闭锁控制功能，能实现工作面输送机闭锁控制。
（3）截割电动机热保护功能，实现截割电动机绕组温度达到135℃降低牵引速度运行,达到155℃停机保护。
截割电动机恒功率具有自动控制、过载保护功能及重载反牵引控制功能。
（4）行走电动机热保护功能，实现行走电动机绕组温度达到135℃降低牵引速度运行,达到155℃停机保护。
行走电动机具有负荷平衡保护功能。
（5）能实现摇臂、行走部、变频器温度检测与超温保护功能。
（6）能实现工作面甲烷浓度检测和超量报警、停机保护。
（7）具有参数记忆功能，故障提示功能，系统具备一定的故障自诊断能力，有助于分析查找系统故障原因。
（8）采煤机预留通讯接口，预留红外线发射器安装位。
综采新标准
遇有地质构造、顶板破碎、矿压显现强烈等，应在规程或措施中明确规定支护形式和柱排距。
4、端头支护的单体支护形式采用一梁一柱，梁采用0.6米的交接梁。
5、端头应支设关门柱（柱距不大于0.5米），挂网，（网应采用尼龙网（易于伸缩），高度不小于1.5米，宽度从支架侧到煤柱帮）挂牌标明：“严禁进入采空区”（牌板尺寸：高0.3米，宽0.4米），
2、支架初撑力不低于规定值的80%，每个支架必须安装电子感光压力表，安设位置便于操作人员、检查人员观看。
3、相邻支架顶梁保持平整，不能有明显错差（不超过顶梁侧护板高的2/3），支架不挤、不咬。
4、工作面过地质构造、过空巷、上覆煤柱等必须根据现场实际情况，制定针对性的安全技术措施。
使支架顶梁与顶板平行支设，其最大仰俯角小于7度。
卸视为支护质量不合格。
③使用检验仪抽查起始端超前单体的初撑力，数量2根，低于规定值的，视为不合格。
2）柱距、排距使用3米卷尺量取两组柱距、排距，柱距大于牌版规定值100mm的，视为不合格。单体支柱要支成一条直线，其偏差不超过±100mm。
3）防倒装置
使用卷尺测量安装位置，超出规定范围内的视为不合格。
1、工作面所有支架顶梁必须接顶严实，如果支架顶梁上有浮矸，要及时清理，确保支架顶梁接顶严实。
2、支架初撑力不低于规定值的80%，每个支架必须安装电子感光压力表，安设位置便于操作人员、检查人员观看。
3、相邻支架顶梁保持平整，不能有明显错差（不
超过顶梁侧护板高2/3），支架不挤、不咬。
4、工作面过地质构造、过空巷、上覆煤柱等必须根据现场实际情况，制定针对性的安全技术措施。
综采工作面机械自动监控技术
综采工作面机械自动监控技术[摘要]重型刮板输送机及大运量、长运距、高带速带式输送机，是煤矿高产高效矿井的主要运输设备。
现在许多煤矿实现了综采工作面自动化。
本文主要阐述了某煤矿综采工作面自动化系统、刨煤机综采工作面自动化系统等技术问题。
[关键词]工作面；刮板输送机；监控技术中图分类号：d823 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）22-0186-01重型刮板输送机及大运量、长运距、高带速带式输送机，是煤矿高产高效矿井的主要运输设备。
它在启、制动过渡过程中的动载荷及动力响应问题非常突出，其牵引构件（刮板链及输送带）中的动张力与静张力，以及弹性波的传播，易于造成不平稳运行，出现强烈振动和强烈磨损，降低工作效率和使用寿命，使输送机难以继续启动和正常运行。
其重锤张紧装置的动力响应，可以使其负荷显著增大，出现较大的附加位移，乃至损坏机件。
动载荷也对输送机牵引构件的强度和驵动装置的功率也有较高的要求，这就提高了整机的运行费用。
工作面全自动控制系统采用电牵引采煤机、电液控制的液压支架、刮板运输机采用cst驵动装置等先进的机电一体化产品，能形成综采工作面全自动化系统。
现在许多煤矿实现了综采工作面自动化。
1、某煤矿综采工作面自动化系统a煤矿为斜平硐开采，煤层厚度适中，顶底板变形小，井下开采条件较好。
工作面设备采用进口设备，生产监测系统主要是对工作面液压支架和采煤机进行监控，其系统如图4.2所示。
液压支架的监测与控制采用国外dbt公司的pm4系统。
每台支架上安装一台pm4分站，监测顶板压力、推杆长度和支架位置。
其中推杆长度用安装在推移输送机油缸中的位移传感器进行测量，以确定推移输送机的距离。
pm4与joy公司的6ls采煤机联动，6ls采煤机为单机自动化设备，本身具有完善的监测监控功能，对采煤机位置、电机电流、采煤方向、高低速等数据进行监测。
测量数据可通过pm4系统服务器进行传输与显示，也可通过pm4服务器对支架和采煤机进行控制、参数设定等。
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采煤机位置红外线装置
采煤机位置检测部分
采煤机位置的红外线检测装置
一、原理
红外线位置检测装置，是通过安装在采煤机机身的红外线发射装置发出红外线，当安装在支架上的红外线传感器接收到红外线是，通过电信号将此信息传达给支架控制器，即认为此时采煤机的位置在本支架之前。
本产品不仅单纯的判断位置，也可以进行数据的双向传输。
二、红外线发射器以及接收传感器
红外线发射器应该被放置于保护盒中，安装在采煤机的正中位置，安装时必须保证发射器中的LED灯垂直于地面排列(图1)，红外线发射器只需从采煤机上外接DC 12V即可工作。
红外接收传感器安装在支架上，头部需要能与发射器头部相对。
红外线发射/接收器
三、红外线检测装置的用途
红外线接收传感器的最基本的用途是可以识别从安装在采煤机上的红外线发射器发射出来的红外信号。
这样，当采煤机开过时，支架控制器可以识别出此时采煤机是否到了本支架前，并在采煤机开过去之后，对支架进行相应的自动操作。
四、LED灯
1、黄色状态灯
2、红外线发射灯
3、红外线发射灯
4、绿色灯
1
采煤机位置检测部分
5、红外线接收器
6、红外线接收器
7、U型销固定位
红外线接收传感器上的4号灯为绿色并且每2.5秒闪烁一次
红外线发射器上的4号灯一直为绿色
五、功能原理
在3米远的距离之内，当红外线发射器和红外线接收传感器在同一平行轴上时，将会
红外线发射器将在25度范围内发出圆锥型红外线光束
红外线接收传感器起作用的范围是水平的正负30度
红外线接收传感器起作用的范围是垂直的正负35度
为了确保红外线能被准确的探测到，发射器和接收器之间的距离为0~3.5米
六、安装
发射器和接收器的轴线应该尽可能的指向对方，因此，接收器安装架和发射器的安装位置要使得发射器和接收器形成适当的角度。
发射器和接收器之间尤其是水平正负35度之间不能有阴影，否则当采煤机开过的时候可能会出现被阴影遮挡而造成采煤机位置暂时丢失的情况。
所有的红外线接收传感器都应该安装在支架的同一个位置，接收器的LED灯都应该排成竖排，并且黄色LED灯应该在竖排的最上面。
七、红外线发射器上的LED灯
LED 颜色显示
1 黄闪烁
2，3 红外线不可见
4 绿或橙每2.5秒闪烁一次
2
采煤机位置检测部分
八、红外线接收传感器上的LED灯
颜色显示状态电压输出 LED
没信号 4.7 V
每1.5秒闪烁一次，短亮长灭; 从右面接收到信号 3.3 V
黄 I
长亮短灭的闪烁，时间为1:1 从左面接收到信号 2.3 V
信号在中心 1.5 V
绿一直亮 4
红外接收 5, 6
九、电源
电流 10mA
电压正常12V，最大15V，接收器最小电压8V，发射器最小电压10V 3。