煤礦自動化與信息化考察報告

1、.第十八屆煤礦綜合信息化、自動化實用技術(shù)培訓班培訓考察報告精品.二零一五年五月二十日 5月12日我們一行三人參加了由中國礦業(yè)大學電氣與信息工程學院主辦的第十八屆煤礦綜合信息化、自動化實用技術(shù)培訓班培訓，并跟隨主辦方參觀了上海海得控制系統(tǒng)股份有限公司研發(fā)中心及生產(chǎn)基地?，F(xiàn)將培訓學習情況總結(jié)如下。綜合信息化、自動化講座部分內(nèi)容：本次培訓主要從數(shù)字化礦山與煤礦信息化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展、基于程控平臺的煤礦融合通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、礦井生產(chǎn)過程可視化監(jiān)管系統(tǒng)、煤礦采掘工作面數(shù)字化集成與控制系統(tǒng)、基建礦井生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)計等五個方面進行了詳細的講解。 數(shù)字化礦山與煤礦信息化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展：xxx教授從煤礦的

2、綜合自動化與信息化做什么，怎么做這個問題出發(fā)，介紹了煤礦信息化技術(shù)的現(xiàn)狀。煤礦開采從手動開采、井下使用調(diào)度電話指揮開采、引進機械化設(shè)備開采到以兗礦集團為代表進行自動化裝備開采，反映了信息化技術(shù)在煤礦的應(yīng)用所帶來的革命性變化，采用信息化技術(shù)，尤其是綜采綜掘裝備的投入，使得煤礦產(chǎn)量得到了大幅度提升，從第一個百萬噸礦井到千萬噸礦井的轉(zhuǎn)變，信息化、自動化技術(shù)不斷的改進了煤礦生產(chǎn)及安全現(xiàn)狀。那么機械化裝備程度提高、安全得到保障以后，煤礦信息化、自動化技術(shù)如何發(fā)展？隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)運而生提出了數(shù)字化礦山概念，以減人增效為目標，實現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)。通過搭建井下以太環(huán)網(wǎng)、綜采工作面自

3、動化控制，通信聯(lián)絡(luò)調(diào)度、電力監(jiān)控系統(tǒng)、可視化系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等各系統(tǒng)的有效整合，實現(xiàn)礦井的安全智能化。精品. 由于煤層賦存條件等環(huán)境因素的影響，目前綜采工作面及掘進工作面（三機協(xié)同控制技術(shù)）仍有很多問題需要攻關(guān)。 基于程控平臺的煤礦融合通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)：煤礦生產(chǎn)中瓦斯、水、火、沖擊地壓等突發(fā)性自然災害事故較多，且危害性大、波及范圍廣。為最大的減少災害造成的人員傷亡，中礦大華洋通信設(shè)備公司研制了基于程控平臺的煤礦融合通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，將調(diào)度電話系統(tǒng)、無線小靈通系統(tǒng)、無線wifi手機系統(tǒng)、皮帶機擴音電話系統(tǒng)、井下廣播系統(tǒng)、地面廣播系統(tǒng)及其他通信系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，還可以與人員定位系統(tǒng)

4、、瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)進行集成，在災害發(fā)生時，將信息及時的發(fā)布到井上下各個區(qū)域。系統(tǒng)的創(chuàng)新點在于：一、系統(tǒng)與工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)互聯(lián)，無需敷設(shè)大量線纜。將系統(tǒng)融入礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)事故聯(lián)動廣播功能。二、與現(xiàn)有的廣播系統(tǒng)、程控電話、井下無線通信系統(tǒng)兼容，可實現(xiàn)各系統(tǒng)的互聯(lián)互通，滿足管理、巡檢、安全、救援人員等通信聯(lián)絡(luò)的需求系統(tǒng)。三、全覆蓋，系統(tǒng)覆蓋了礦井全部重要區(qū)域。四、系統(tǒng)設(shè)置有精品.“一鍵通”功能，在緊急情況下單鍵操作便可調(diào)度所有的通信節(jié)點，可在一分鐘內(nèi)通知到井下各作業(yè)區(qū)域的所有礦工。在災后，為搶險救援提供通信保障。五、系統(tǒng)聯(lián)動，系統(tǒng)預留接口，可實現(xiàn)與各類型監(jiān)測監(jiān)控、自動化子系統(tǒng)等的接入，提供強大有效

5、的系統(tǒng)聯(lián)動功能。礦井生產(chǎn)過程可視化監(jiān)管系統(tǒng)：視頻監(jiān)視系統(tǒng)在煤礦井下已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是綜采工作面、綜掘工作面的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一直沒有得到大規(guī)模推廣應(yīng)用，其主要原因在于采掘設(shè)備的移動性，在采掘設(shè)備移動中信號傳輸線纜不好敷設(shè)。中國礦大華洋通信公司研制了綜采工作面無線全景可視化監(jiān)管系統(tǒng)、掘進工作面可視化監(jiān)管系統(tǒng)。綜采工作面無線全景可視化監(jiān)管系統(tǒng)通過在工作面端頭過渡液壓支架下及順槽進、回風巷端頭各安裝一臺環(huán)網(wǎng)交換機，構(gòu)建無線傳輸通道。液壓支架下安裝多臺網(wǎng)絡(luò)攝像儀，攝像儀具有紅外線夜視功能，可根據(jù)環(huán)境光線自動進行彩色黑白轉(zhuǎn)化，鏡頭可拉近拉遠。視頻信號通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸至地面后，通過預置軟件進行圖像拼

6、接，實現(xiàn)綜采工作面的全景監(jiān)視。 本次課程重點講述了煤礦采掘工作面數(shù)字化集成與控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及未來需要解決的問題。 1.已實現(xiàn)功能：目前采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、泵站、移動變電站、組合開關(guān)等設(shè)備本身已經(jīng)具備了遠控、數(shù)據(jù)通信等部分自動化功能，并能與多種通信系統(tǒng)進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。各企業(yè)基于現(xiàn)有設(shè)備單機自動化功能所進行的綜采工作面生產(chǎn)自動化集成實踐，基本實現(xiàn)了綜采工作面自動化開采。各設(shè)備通過與液壓支架電液控制系統(tǒng)工作面巷道主機(或工作面通信控制系統(tǒng))進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)信息共享和聯(lián)鎖控制;液壓支架電液控制系統(tǒng)工作面巷道主機(或工作面通信控制系統(tǒng))通過礦井自動化系統(tǒng)的以太網(wǎng)，將工作面設(shè)備運行參

7、數(shù)上傳到地面調(diào)度中心，實現(xiàn)綜采工作面生產(chǎn)狀況的實時監(jiān)控。精品.2.存在問題(1）采煤機在割通兩端頭時，需采用手動模式割煤。綜采工作面出現(xiàn)各種突發(fā)情況時，采煤機無法自動識別。(2)支架自動跟機拉架時，拉架速度與采煤機速度不匹配、拉架不到位、漏拉架、頂梁不能自動調(diào)整、傳感器故障等問題對支架自動化影響較大。(3)各設(shè)備通信協(xié)議、數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一，煤炭行業(yè)沒有相關(guān)綜采工作面自動化的規(guī)程和技術(shù)標準。(4)需要由專業(yè)廠家對綜采自動化系統(tǒng)進行系統(tǒng)研究和集成。(5)需要在支架上安裝行程傳感器、壓力傳感器、角度傳感器等感知支架的狀態(tài)，防止因支架誤動作造成機械事故，并保證支架達到支撐效果，以實現(xiàn)支架的智能控制功能。

8、(6)需要開發(fā)集視頻、語音、通信為一體的工作面自動化控制系統(tǒng)，提高遠程控制技術(shù)和監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性。(7）需要研制遠程操作臺，可以在工作面巷道監(jiān)控中心，實現(xiàn)對液壓支架、采煤機等設(shè)備的遠程控制，解決綜采工作面設(shè)備狀態(tài)遠程精確監(jiān)視和安全問題，從而實現(xiàn)工作面以自動化生產(chǎn)為主、遠程人工干預為輔的工作模式。精品.(8）需要開發(fā)工作面可視化系統(tǒng)和三維仿真模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)工作面設(shè)備運行的模擬仿真，實時反映工作面的變化，協(xié)助司機完成遠程監(jiān)視和遠程控制作業(yè)。3.自動化集成方案綜采工作面自動化集成即以綜采工作面智能控站控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)對綜合機械化采煤工作面設(shè)備的協(xié)調(diào)管理與集中控制。在地面調(diào)度中心建立綜

9、采工作面監(jiān)測控制平臺，實現(xiàn)工作面設(shè)備監(jiān)測、設(shè)備診斷、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)發(fā)布等功能。3.1液壓支架智能控制系統(tǒng)該系統(tǒng)在支架電液控制系統(tǒng)標配基礎(chǔ)上，通過增加多種傳感器，如接近傳感器、傾角傳感器、測距儀、護幫板行程傳感器等，以實現(xiàn)支架智能控制功能。液壓支架電液控制系統(tǒng)配置有支架控制器、驅(qū)動器、各種傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、工作面巷道監(jiān)控主機和地面監(jiān)控中心服務(wù)器等。3.2采煤機智能控制系統(tǒng)該系統(tǒng)通過工作面視頻系統(tǒng)實現(xiàn)采煤機定位及視頻跟蹤;通過工作面巷道遠程操作臺控制采煤機的速度和啟停，使采煤機在工作面按設(shè)定工藝程序自動運行、自動調(diào)高、臥底、加速、減速；根據(jù)工作面運行情況，人工隨時可以干預采煤機運行，從而實現(xiàn)對采

10、煤機的遠程人工干。精品.采煤機必須具備以下功能:基本參數(shù)監(jiān)測功能;姿態(tài)感知及控制功能;定位功能;智能化快速記憶及截割自動控制功能;主動式采煤機與運輸系統(tǒng)狀態(tài)及運能的自適應(yīng)配合，采煤機與液壓支架自移系統(tǒng)的自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制;急停閉鎖功能。 3.3刮板輸送機智能控制系統(tǒng)工作面刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機采用綜合在線監(jiān)測集中控制系統(tǒng)，實現(xiàn)減速器和電動機溫度監(jiān)測、雙速電動機降壓啟動、智能調(diào)速型液力禍合器軟啟動、“三機”啟停和軟啟動集成控制、鏈條張力監(jiān)測與智能化機尾伸縮自動控制、潤滑油在線鐵譜分析、軸承在線振動檢測、轉(zhuǎn)載機及破碎機自動推移、帶式輸送機機尾自動伸縮等功能。由采用手動操縱閥調(diào)整帶式輸送機機尾的相對

11、位置，改為電液自動控制的系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場需要可自動或手動完成帶式輸送機機尾前移、膠帶跑偏調(diào)整、調(diào)高、轉(zhuǎn)載機推移方向校正、浮動托輥組的高低調(diào)整等功能。3.4泵站智能控制系統(tǒng)泵站控制系統(tǒng)配置有各種傳感器，用來進行泵站的狀態(tài)預警與保護，具有電控、液控2種卸載功能，可實現(xiàn)乳化液泵站的空載啟停、系統(tǒng)壓力波動的最小化及系統(tǒng)瞬間供液最大化、工作面恒壓供液。3.5工作面巷道智能綜合控制系統(tǒng)工作面巷道智能綜合控制系統(tǒng)是整個工作面的集控中心，主要由主控計算機、視頻監(jiān)視器、操作臺、交換機等設(shè)備組成，主要功能包括數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)服務(wù)、工作面實時監(jiān)控、工作面集中控制、網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)自診斷。精品.3.6

12、地面數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析與發(fā)布系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析與發(fā)布系統(tǒng)將綜采工作面采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機、乳化液泵站、噴霧泵站及供電系統(tǒng)等有機結(jié)合起來，實現(xiàn)在地面調(diào)度指揮中心對綜采工作面設(shè)備的遠程監(jiān)測以及各種數(shù)據(jù)的實時顯示等，為井下工作面現(xiàn)場和地面生產(chǎn)、管理人員提供實時的井下工作面生產(chǎn)及安全信息。綜采工作面自動化是我國條件適宜煤層安全高效開采技術(shù)的發(fā)展方向，體現(xiàn)了“無人則安”的先進安全管理理念。雖然國內(nèi)許多大型煤炭企業(yè)進行了綜采工作面自動化生產(chǎn)的應(yīng)用探索，基本實現(xiàn)了自動化開采，取得了很好的效果，但是距離實現(xiàn)以設(shè)備自動化生產(chǎn)為主導、人工遠程干預為輔助方式的遙控采煤工作模式，真正實現(xiàn)綜采工

13、作面的無人化還有很長的路要走。煤巖界面自動識別技術(shù)、設(shè)備姿態(tài)檢測控制技術(shù)、三維定位技術(shù)等將是下一步需要研究的關(guān)鍵技術(shù)。 綜合信息化、自動化講座參觀部分： 本次培訓還參觀了上海海得控制系統(tǒng)股份有限公司，是國內(nèi)領(lǐng)先的具有多行業(yè)系統(tǒng)集成和工程實施能力的企業(yè)。本次我們重點參觀該公司代理的赫斯曼交換機。該公司xxx工程師詳細的介紹了赫斯曼交換機的各項功能，演示了h&i server容錯服務(wù)器的容錯過程，容錯系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了零切換，精品.無業(yè)務(wù)中斷、無數(shù)據(jù)丟失、24/7 持續(xù)監(jiān)控，操作簡單類似單機、應(yīng)用程序無需修改、無需專業(yè)技能等優(yōu)點，保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的安全性。改變了傳統(tǒng)的一套系統(tǒng)兩臺服務(wù)器雙機熱備的格局。在海得我們還參觀了海得剛剛研發(fā)的適合中小型企業(yè)的云平臺。云的概念對我們來說是一塊空白，本次借助這次機會我們了解了云的概念，明白了云能為礦山企業(yè)帶來的便捷與管理模式的變革；其次是如何搭建云平臺、維護云平臺，這是本次參觀的最值得驕傲的一點，使我們對云的了解更近了一步。 經(jīng)過一周的學習，讓我們獲益匪淺，深刻體會到學習的重要性，同時感受到自身能力的不足，知識面的匱乏。首先感謝礦黨政給予的寶貴學習機會，通過這次參觀學習，不僅使我們開闊了眼界，提升了自己的認識水平，也讓我們發(fā)現(xiàn)了工作中存在的一些問題并深刻認識到一個礦井的信息化與自動化建設(shè)的重要性。信息化與自動