综采工作面运输系统智能化设计.pdf

2023年第3 期江西煤炭科技199.机电信息化技术综采工作面运输系统智能化设计唐新兵（太原华润煤业有限公司原相煤矿，山西古交0 3 0 2 0 0）摘要：通过对2 110 8 工作面的运输设备进行选型，对综采工作面智能运输系统进行设计，以2 110 8 综采工作面自动化顺槽集中控制系统为核心控制系统，实现了该工作面运输系统的实时监测和智能化远程控制，提升了智能化水平，保障了矿井的安全高效生产。关键词：综采工作面；运输设备；智能化；设备选型中图分类号：TD528+.3;TD67Abstract:By selecting the transportation equipment for the 21108 working face,the author designs an intelligent transportationsystem for the flly mechanized mining face,which achieves real-time monitoring and intelligent remote control of thetransportation system,improves the level of intelligence and ensures the safe and efficient production of the mine.Key words:fully mechanized mining face;transportation equipment;intelligent;equipment selection为了煤矿开采的安全生产，提高生产效率，降低能耗，加强信息化、智能化建设已经逐步成为煤炭企业发展的必然趋势。根据山西省地方标准智能煤矿建设规范（DB14/T2060-2020）、山西省煤矿智能化建设实施意见山西省加强煤矿安全生产工作的特别规定（晋政办发2 0 2 0 91号）等文件要求，太原华润煤业原相煤矿拟建设一个智能化综采工作面。为此，结合自身实际情况，充分考虑煤层赋存条件、生产技术装备条件等因素，编制太原华润煤业有限公司原相煤矿智能化综采工作面建设方案设计。机电运输系统的智能化是工作面智能化的重要组成部分。1工程概况原相煤矿位于山西省古交市原相乡原相村以东,属古交市原相乡管辖,交通便利。矿井许可生产能力为0.90 Mt/a，矿井目前主要开采0 2 号煤层，长壁式采煤方法，综合机械化采煤工艺。根据原相煤矿采掘规划，在保障矿井采掘接续正常，尽可能减少采掘影响的前提下,2 110 8 工作面建设时间符合实际需求，在保障矿井正常安全生产接续的情况下，亦可保障煤矿智能化矿井建设的正常推进，故优选该工作面为智能化首采工作面。文献标识码：BIntelligent Design of Transportation System for Fully Mechanized Mining FaceTang Xinbing(Yuanxiang Colliery,Taiyuan Huarun Coal Industry Co.,Ltd.,Gujiao,Shanxi 030200)21108综采工作面位于井田一采区西南侧,赋存标高为+7 10+7 7 0 m,西以轨道大巷为界,东以工作面切眼为界，北与0 2 10 0 工作面切眼相邻，南与21110工作面相邻。2 110 8 工作面倾角为0 8，工作面内切眼设计长度153.4m，工作面走向长度59 7 m。2 110 8 工作面布置位置如图1所示。2运输系统的设备选型综采工作面运输系统是煤炭开采的关键部分，主要包括刮板输送机、破碎机、转载机及胶带输送机2 。采煤机采用现有MG2200/930-WD2型电牵引采煤机一台。2.1工作面可弯曲刮板输送机在选择工作面刮板输送机型号过程中主要从以下三方面考虑：(1)刮板输送机的运输能力必须与采煤机的生产能力相适应，且大于采煤机生产能力的1.2 倍。现有的采煤机为MG2200/930-WD2型电牵引采煤机，其最大能力为6 44.4t/h，因此刮板输送机运输能力不应低于6 44.41.2=7 7 3.3 t/h。(2)刮板输送机的外形尺寸及采用的牵引方式必须与MG2200/930-WD2型采煤机相匹配。(3)刮板输送机的长度取决于工作面的长度，文章编号：10 0 6-2 57 2(2 0 2 3)0 3-0 19 9-0 3200.江西煤炭科技2023年第3 期21108轨道顺槽02108皮带顺槽21108工作面21108皮带顺槽02108外切眼02108轨道顺槽：图12 110 8 工作面布置21108工作面的设计长度153.4m，刮板输送机长度与工作面长度相一致。经过多方面的综合考虑，选用SGZ764/630型刮板输送机。2.2转载机转载机起到了连接刮板输送机和胶带输送机的作用，其选择从三方面考虑：(1)其转载能力与工作面的生产能力相适应。(2）与工作面刮板输送机相匹配。(3)与可伸缩胶带输送机相匹配，选用SZZ764/132型转载机。2.3破碎机破碎机的破碎能力与工作面的生产能力相适应；与刮板转载机相匹配，选用PLM1500型破碎机。2.4可伸缩胶带输送机顺槽可伸缩胶带输送机应与工作面的生产能力相适应；与工作面的推进长度相适应，本次设计考虑到工作面皮带顺槽最大角度10，平均角度约3，选用DSJ100/80/2250型可伸缩带式输送机。本次设计综采工作面供电采用远距离供电系统，为了实现工作面运输系统的智能化，尽量使刮板运输机、转载机、破碎机设备为同一个厂家所生产。每个电机及减速器动力部监测设备实现串联通信,最终由一路通信，接人智能化系统,接口采用RJ45接口，通信协议采用MODBUSTCP通信协议。2 110 8 综采工作面运输设备配备如表1所示。表12 110 8 综采工作面运输设备配备功率序号设备名称1双滚筒采煤机MG2200/930-WD可弯曲刮板2输送机3转载机4破碎机可伸缩胶带5DSJ100/80/22502250输送机转载机自移6装置7带式输送机自移机尾设备主要技术参数如下：采煤机：(1)采高:1.5 2.6 m。(2)适应工作面倾角：0 45(3)滚筒类型：镐型截齿湿式强力滚筒。(4)滚筒：1200mm/1250mm/1400mm。(5)滚筒截深/宽度：6 3 0 mm/800mm。(6)滚筒转速:52.8 br.p.m。(7)牵引力:52 53 2 8 kN。(8)牵引速度:0 11.6 18.5m/min。可弯曲刮板输送机：(1)设计长度:2 10 m。(2)输送量:8 0 0 t/h。(3)刮板链速:1.0 4 1.3 m/s。(4)电动机功率：2 X315kW。转载机：(1)输送量:90 0 t/h。(2)设计长度:40 m。(3)刮板链速：1.3 1.6 m/s。(4)爬坡角度:8。(5)电动机功率：13 2 kW。可伸缩胶带输送：(1)输送机带宽:1 0 0 0 mm。(2)输送长度:1 6 0 0 m。设备型号单位数量/kW930SGZ764/6302X315台1SZZ764/132132PLM1500110台1ZY1100型套1ZY2700型套1(3)带速:2.5 m/s。(4)输送能力:8 0 0 t/h。台1台1台1(5)电机功率：2 2 50 kW。3智能化系统方案设计综采工作面采煤环节复杂、设备数量多，同时2023年第3 期设备之间相互制约、相互协调3 ,运输系统是综采工作面智能化系统的一部分。本次智能化工作面设计通过构建由一个核心控制系统、一个平台、十二个子系统组成的智能化控制系统，实现综采工作面液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、皮带运输机、乳化液泵站、电力负荷系统的协调联动控制4江西煤炭科技其中，核心控制系统“综采工作面自动化顺槽集中控制系统”,为整个自动化综采工作面的核心5,是所有子系统的载体，是操作人员的人机接口与监控平台。通过建立统一的接口和通讯规约，实现与各个系统的数据通讯。主要负责综采工作面配套设备信息采集、显示、数据汇总、人机对话操作、各子系统自动化协调联动运行。201.顺槽控制室综采设备视频采煤机语音运输系统主要部分分别实现了：1)刮板输送机采用智能变频调速控制，具备煤量监测功能和机尾链条自动张紧功能，并与采煤机进行了智能联动；2)带式输送机具备煤量、带速、温度等智能监测功能，采用智能张紧、可伸缩自移机尾。4智能化实践效果21108综采工作面运输系统实现智能化以后，工作面运输实现远程控制和智能无人操控，同时达到了减员提效的作用，运输系统操作人员减至6人，实现安全、高效生产。工作面运输系统人员分配如下：顺槽集控中心操作人员2 人；顺槽运输系统巡检员1人；刮板运输机机头巡检员1人；刮板运输机机尾巡检员1人。通过煤矿智能化实践以后，预期可达到以下效益目标：1)提高矿井综采、掘进、运输等生产系统智能化水平，实现固定岗位无人值守；操作岗位实现远程集中操作；危险及污染严重岗位尽可能使用机器人替代。2)提升企业智能化安全管理水平，通过智能视频、人员精确定位等技术，利用各种安全、生产新技术建立智能化安全保障体系，实现煤矿安全生产的目标。3)通过机械化换人、自动化减人推进固定场所无人值守，实现综采工作面生产班单班岗位人三机泵站图2 智能化系统构架员减少至8 人及以下，矿井单班入井人数减少15%2 0%，同时实现智能化提质增效，缓解煤业人员流失、人才短缺的问题。5结语原相煤矿2 110 8 综采工作面运输系统实现智能化后，能够有效解决综采工作面运输设备与采煤机协调性差、运煤效率不高的问题，提高生产的安全性，实现了安全生产,达到了减人、提效、智能化的目标。参考文献：1张磊.鲍店煤矿生产调度管理系统的开发设计与研究D.山东科技大学，2 0 15.2于聚旺.综采放顶煤工作面运输系统智能控制技术研究J.郑州：能源与环保,2 0 17,9,13 0-13 4.3彭琳.电气自动化技术在现代化矿井中的应用J.石家庄：煤炭与化工,2 0 18,6,96-97,10 1.4李磊.综采无人值守工作面液压支架间架电液控制器主控系统的研究D.太原理工大学,2 0 10.5周明昌，黎亮.复杂地质条件下的智能化综采工作面技术探索J.上海：煤矿机电，2 0 19,1,47-53.作者简介：唐新兵（198 1一），江苏连云港人,2 0 2 1年毕业于山东科技大学采矿工程专业，现从事矿井机电运输工作，研究方向：矿山机电运输。收稿日期：2 0 2 2-0 9-2 4液压支架顺槽皮带组合开关人员识别环境监测照明编辑：许敦昂