[发明专利]一种煤矿综采工作面大型装备集中控制平台的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集中控制平台的实现方法，尤其是煤矿综采工作面大型装备集中控制平台的实现方法。

技术背景

我国煤炭资源储量丰富，比重占一次能源的70％以上。我国煤炭工业一直走着“粗放、高危、无序”的发展之路，普遍存在着产能与市场需求脱节、设备种类繁多、自动化程度单一低下等问题。在经历了黄金十年的发展之后，煤炭行业现在正处于低谷时期，面临着煤价持续走低、销量不断下滑、盈利大幅降低等问题。但是，煤炭作为我国的主导能源，在今后较长时期内，国内对煤炭的需求量依然会呈现增长趋势。根据预测我国煤炭在2015、2020、2030年的需求量分别为37亿～39亿，39亿～44亿、45亿～51亿t，从我国现有的煤炭开采设备来看，实现了单个设备部分功能的自动控制，实现了对大部分设备的实时监测，但是大部分设备的操控依然离不开人工手动机械操作，煤炭开采装备现状严重威胁着煤矿生产安全，制约着煤炭产量的提升。

综采工作面采煤装备主要包括采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、泵站、顺槽皮带输送机。目前综采工作面在煤从煤壁落下到运送出工作面的整个过程中，煤依次经由采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机和皮带设备，形成煤流。由于煤流的确定性，为了防止综采设备在起动过程、停止过程或者设备故障停机过程中出现堆煤等现象，故需要对综采设备启动、停止或者设备故障停机等过程中确立一定的起停顺序和故障停机保护措施。在工作面开始工作时，为了让煤流可以顺利进行，避免堆煤，在起停设备的时候，综采设备的起动顺序必须按照皮带、破碎机、转载机、刮板输送机和采煤机的顺序进行，即逆煤流起动。在工作面从工作到停止时，为了让采煤机割下的煤顺利的全部运输至工作面外，同时为下一次起动做好准备工作，综采设备的停止顺序必须按照采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机和皮带的顺序进行，即顺煤流停止。在工作面的设备因故障而出现自动停机时，为了尽可能的避免因堆煤而造成其它设备过负荷，在故障设备顺煤流方向的设备按照顺煤流的顺序依次停机，在故障设备逆煤流方向的设备全部急停。由上可见，目前综采工作面各装备的控制仅仅是简单的启停控制，而且各个装备之间没有信息沟通的渠道，无法实现真正的自动连锁控制。英国在上世纪八十年代就诞生了无或少人值守工作面，也就是说，一个采煤工作面，只需要很少几个人就能完成采、支、运、供各大环节的自动衔接，达到了高效生产的目的，大大提高了生产效率。但在集控平台控制下的多装备统一协调的智能化集控制模式，在国外和国内还未有应用报道。因此建立综采工作面大型装备的集中控制平台，探索综采工作面群控系统的集中协同智能化控制规律，提出适用于综采工作面采煤装备的智能控制方法和控制策略，为实现综采工作面无人值守的自动化采煤目标提供理论和技术支持是非常必要的。

本发明“一种煤矿综采工作面大型装备集中控制平台的实现方法”就是为实现上述目标而提出的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于煤矿井下综采工作面大型装备集中控制平台的实现方法，以解决煤矿井下无人值守工作面采煤的集中控制问题。

实现上述目的的具体技术方案如下。

一种煤矿综采工作面大型装备集中控制平台的实现方法，其所述方法是基于煤矿综采工作面大型装备各子系统，包括采煤机系统、液压支架系统、工作面运输系统、乳化液泵站系统、移动变电站系统和视频监控系统，并通过控制层高速工控机及其高速数据采集卡、前端开发平台、数据库、通讯网络，在集中控制平台的集中协调控制下，实现煤矿井下综采工作面大型装备各子系统按采煤工艺自动进行无人值守的采煤方法；

所述集中控制平台的实现方法包括实时监测、集中协调控制和信息通讯网络；

1)所述实时监测是由高速数据采集卡采集所述大型装备各子系统的信息，经所述控制层高速工控机汇总融合后，以网络通讯协议进入控制层高速工控机，进行实时监测控制，所述实时监测的控制方法如下：

(1)实时监测采煤机系统的采煤机截割头振动、电机的电流和温度；减速箱的温度；泵箱的温度、油温、油位和油压；变频器输入/输出电流、电压、频率和功率；采煤机系统的采煤机运行速度和运行方向；各部分冷却水的流量、压力和外喷雾流量；当监测量超过设定值后，系统自动进行报警，并显示故障信息；

(2)实时监测液压支架系统的液压支架前立柱压力、后立柱压力、推移行程和采煤机位置；

(3)实时监测工作面运输系统中刮板输送机电机电流和绕组温度，减速箱的油温、油位和轴温，冷却水的压力和流量，油缸压力，皮带部分的堆煤、烟雾、纵撕、断带、打滑和张紧的故障信息；