一、礦井及工作面概況
澳思達煤礦位于澳大利亞新南威爾士州，是兗礦集團海外收購礦井。礦井主采煤層為格雷塔煤層，厚度為4.5～7.5m。礦井原采用4.0m大采高綜采進行回采，丟煤嚴重，導致因煤炭自然發(fā)火而工作面封閉停產(chǎn)和關(guān)井。兗礦集團收購該礦井后，對其進行了系統(tǒng)改造，采用綜放工藝進行回采。
改造后的首采工作面為A1綜放面，工作面開采格雷塔煤層，煤層厚度為6.0～6.5m。格雷塔煤層向上直到泊爾頓煤層之間為厚6～20m的地層，含薄砂巖/粉砂巖夾層、中等層狀碳質(zhì)粉砂巖、中等層狀砂巖并間以碳質(zhì)/煤絲，屬于直接冒落層，泊爾頓煤層上覆塞斯納克(Cessnock)粉砂巖，厚度在30m以上。
工作面機采高度為2.9m，采放比為1：(1～1.2)。工作面選用EL-2000型采煤機、PF6型封底式前部輸送機、PF5型開底式后部輸送機、PF6／1342型轉(zhuǎn)載機、SK11/18型破碎機。工作面中部支架為2-LEG-SHILED-1800/3500-971T兩柱掩護式低位綜采放頂煤液壓支架，端頭支架為配套研制的左右分離邁步式回采巷道成組支架。
澳思達煤礦綜放工作面的遠程數(shù)據(jù)通訊控制系統(tǒng)主要由井下安裝的光纜將各種信號傳輸?shù)降孛姘惭b的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，再由服務(wù)器將信導傳輸?shù)礁鱾€監(jiān)測網(wǎng)點。在地面的主機電腦上，可以實現(xiàn)工作面各設(shè)備的參數(shù)設(shè)定和調(diào)整，然后數(shù)據(jù)通過光纜傳輸?shù)骄鹿ぷ髅娴闹鳈C電腦(CME)。該通訊控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對采煤機、液壓支架、前、后部刮板輸送機、泵站、運輸機、轉(zhuǎn)載機等設(shè)備運行的實時監(jiān)測，并可對設(shè)備的運行狀況進行控制和干預。
二、支架與采煤機聯(lián)動的自動化控制
支架與采煤機聯(lián)動的自動化控制是隨采煤機割煤行走位置的變化來控制全工作面各支架依次動作，實現(xiàn)自動過程的程序控制。自動程序?？刂朴腥缦鹿δ埽弘S采煤機的切割，提前3架自動收回采煤機行進前方的支架護幫板；隨采煤機的切割，自動完成降架、拉架、升架、伸護幫板、推溜等動作。
三、采煤機自動記憶割煤技術(shù)
工作面采煤機、液壓支架和前、后刮板輸送機的全自動化生產(chǎn)運行由工作面自動控制系統(tǒng)(PMC-R system)配合完成。在工作面自動控制系統(tǒng)中可以對采煤機割煤參數(shù)自動記億，并根據(jù)記憶或人工設(shè)置信息，自動控制采煤機搖臂及滾筒位置，以實現(xiàn)自動控制采高，自動割平頂、底板，以及自動控制煤機的進刀尺寸，并控制支架與輸送機的協(xié)調(diào)移設(shè)。
1.自動割煤控制參數(shù)
工作面自動割煤需要根據(jù)煤層地質(zhì)信息和技術(shù)信息，控制采煤機的割煤參數(shù)。澳思達煤礦工作面自動控制系統(tǒng)需要控制的參數(shù)有：
（1）工作面傾向傾角(AFT)；
（2）工作面走向傾角(FAT)；
（3）煤塊破碎器角度；
（4）滾筒高度；
（5）采煤機位置。
實現(xiàn)采煤機的自動割煤，就是建立前4個參數(shù)與采煤機位置的函數(shù)關(guān)系。工作面自動控制系統(tǒng)根據(jù)這些參數(shù)，結(jié)合不同的割煤方向，每隔0.1m自動調(diào)整滾筒位置，以滿足生產(chǎn)工藝對割煤高度和深度等的要求。
上述采煤機自動割煤所需參數(shù)，可以人工輸入或編程實現(xiàn)，由于工作面地質(zhì)及生產(chǎn)條件的復雜性，使得這種人工實現(xiàn)具有一定的局限性。工作面自動控制系統(tǒng)中提供的采煤機割煤參數(shù)自動記憶功能，可把生產(chǎn)中的信息存儲起來，作為下一次割煤的控制信息，或作為對原有控制信息調(diào)整時的參考數(shù)據(jù)。
2.工作面煤機自動割煤控制
在工作面自動控制系統(tǒng)中，把采煤機割煤的所有動作控制要求預設(shè)成“一批”任務(wù)(sheare，running batch，SRB)，由自動控制系統(tǒng)控制采煤機自動完成該“批”任務(wù)，即實現(xiàn)了采煤機割煤的自動控制。在SRB中，煤機各動作是煤機位置的函數(shù)，自動控制系統(tǒng)根據(jù)支架和前部刮板輸送機上的煤機定位裝置的監(jiān)測信息，來控制采煤機、支架和前、后部刮板輸送機的各項動作。
采煤機有兩種SRB運行方式：人工模式(manual mode)和連續(xù)模式(serial mode)。
在人工模式下，由人為控制來完成SRB要求的各項動作任務(wù)，而在連續(xù)模式下，則由自動控制系統(tǒng)自動控制采煤機完成SRB所要求的各項動作任務(wù)。采用SRB連續(xù)模式時，必須滿足以下兩個條件：①需要開啟煤機定位監(jiān)測系統(tǒng)；②開啟煤機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實時向自動控制系統(tǒng)反映煤機的各項狀態(tài)信息。
采用SRB連續(xù)模式后，對自動采煤系統(tǒng)的運行有兩個重要的控制操作：初始啟動(newstart)和重新啟動(restart)。
當自動采煤系統(tǒng)第一次啟動時，或斷電后重啟時，要采用“newstart”方式開始工作。這種情況下，自動控制系統(tǒng)將重新初始化SRB的動作信息，并啟動系統(tǒng)工作。
在自動采煤系統(tǒng)處于處理SRB的中間狀態(tài)，由于一些原因，工作被打斷（中斷）時，需要采用“restart”方式開始工作。這種情況下，自動控制系統(tǒng)不改變原設(shè)定的SRB，只是接著前面的任務(wù)繼續(xù)工作。
當采煤機割通端頭煤后，需要采用人工中斷的方式打斷SRB的執(zhí)行，人工控制完成端頭進刀后，需把采煤機重新停在SRB被打斷時的位置，然后采用“restart“方式，重新開始工作。
四、放煤工藝的自動化控制技術(shù)
自動化放煤工藝的工作流程如下：
1.開啟1個放煤口共1組支架依次向前放煤
當采煤機由機頭向機尾割煤，移架至8架時，放煤由4架向機尾方向開始依次向前放煤至機尾82架；當采煤機由機尾向機頭割煤，移架至78架時，放煤由82架向機頭方向開始依次向前放煤至機頭4架。
2.開啟1個放煤口共3組支架依次向前放煤
當采煤機由機頭向機尾割煤，移架至8架時，放煤由4架開始→5架在4架放煤三分之一時間后開始放煤→6架在5架放煤三分之一時間后開始放煤，依次類推各架放煤均滯后前架三分之一的總放煤時間依次向前放煤推進至機尾82架；當采煤機由機尾向機頭
割煤，移架至78架時，放煤由82架開始→81架在82架放煤三分之一時間后開始放煤→80架在81架放煤三分之一時間后開始放煤，依次類推各架放煤均滯后前架三分之一的總放煤時間依次向前放煤推進至機頭4架。
如果移架速度大于放煤速度可以同時打開2個或多個放煤口，實現(xiàn)分組單輪順序放煤。
五、工作面煤流自動平衡監(jiān)控技術(shù)
放頂煤工作面受采煤機割煤速度和打開放煤口數(shù)量變化的影響，運輸設(shè)備的負裁波動往往較大，若工作面產(chǎn)量較大時，易形成運輸設(shè)備處于超載狀態(tài)，將影響設(shè)備的安全與穩(wěn)定運行，例如，刮板輸送機的超載將嚴重影響輸送機的正常運行及鏈條的使用壽命。為保護運輸設(shè)備的安全運行，保證生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，需要對運輸系統(tǒng)的負載情況進行監(jiān)測，協(xié)調(diào)運輸與落煤量的關(guān)系，并在必要時采取措施保護運輸設(shè)備不被損壞。
在澳思達煤礦Al工作面，為保護工作面運輸設(shè)備，實施了工作面煤流監(jiān)控技術(shù)，即采取了多種監(jiān)控技術(shù)措施以防止設(shè)備超載帶來的損害。主要有CME實時監(jiān)控、轉(zhuǎn)載機出料口監(jiān)控、轉(zhuǎn)載機和破碎機的溫度監(jiān)控、采煤機速度監(jiān)控及支架放煤量控制等措施。
Al工作面運輸系統(tǒng)煤流控制技術(shù)的主要實施方法如下：
1.在CME上設(shè)定轉(zhuǎn)載機的過載電流：
（1）轉(zhuǎn)載機的電流大于額定電流的50%，并維持10s時，CME將停止前部輸送機的運轉(zhuǎn)。
（2）轉(zhuǎn)載機的電流大于額定電流的55%，并維持10s時，CME將停止支架的自動放煤動作。
（3）轉(zhuǎn)載機的電流大于額定電流的60%，并維持10s時，CME將停止后部輸送機的運轉(zhuǎn)。
2.在轉(zhuǎn)載機出料口設(shè)置機械限流裝置，即在轉(zhuǎn)載機溜槽內(nèi)部安裝擋煤板，限制煤流量。
3.在轉(zhuǎn)載機和破碎機的液力偶合器上安裝有物理易熔塞和溫度檢測開關(guān)。當轉(zhuǎn)載機或破碎機過載時，液力偶合器的溫度上升，當溫度上升到140℃時，物理易熔塞首先融化，當溫度繼續(xù)上升到160℃時，溫度檢測開關(guān)動作，破碎機或轉(zhuǎn)載機斷電停止運轉(zhuǎn)。
4.設(shè)定煤機自動牽引的速度為6m/min。
5.設(shè)定支架自動放煤的架數(shù)為單架放煤。
六、前、后部輸送機的自動推拉控制技術(shù)
1.推移前部輸送機
工作面前部輸送機的推移步距為0.8m，彎曲段長度不小于25m。
采煤機采用端部斜切進刀雙向割煤，前部輸送機的推移順序為：
（1）隨著采煤機正常割煤，滯后移架25～30m，順序推移輸送機。
（2）當采煤機在機頭段進刀到23架后，開始將輸送機的剩余部分連同輸送機機頭全部推向煤壁。當采煤機回頭割完三角煤下行割煤后，從機頭開始按照推溜要求順序向下推溜；工作面兩頭進刀段，按照輸送機彎曲段和進刀的要求設(shè)定正常割通時推溜的位置。
（3）當采煤機下行割透下端煤壁，并反向進刀至63架時，將輸送機的剩余部分連同機尾全部推向煤壁。當采煤機回頭割完三角煤至63架時，自機尾開始順序向上推溜，進入下一循環(huán)。
2.拉移后部輸送機
工作面后部輸送機在支架前移后處于放煤位置。待循環(huán)放煤工序結(jié)束后，將后部輸送機按割煤方向滯后放煤口10～15組支架自下而上（或自上而下）拉移一個步距。
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