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综采工作面智能化信息管理系统设计

2019-05-30 16:39 来源:信息管理论文 人参与在线咨询

摘要:为了实现对综采工作面远程集中智能化管理,减少工作面机电设备事故率,提高工作面安全生产效率,山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司信息科通过技术研究,设计了一套综采工作面智能化信息管理系统,并在303工作面进行应用,取得了显著成效。

关键词:综采工作面;智能化;信息管理;系统设计

引言

山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司303工作面位于井田南盘区,由于303工作面内安装机电设备种类及数量多,工作面在前期回采阶段各设备仅采用人工进行设备维护、故障检修等工作,不仅造成工作面设备检修劳动强度大,设备故障不能及时发现,而且无法实现工作面设备集中控制,地面调度无法及时对工作面设备在线监测。山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司信息科通过技术研究,设计了一套综采工作面智能化信息管理系统,并进行实际应用。

1工作面智能化信息管理系统结构

1.1系统介绍

综采工作面智能信息管理系统是将工作面采煤机、支架、液控系统、工作面三机、通讯系统以及供电系统有序的结合,能够实现井下操作系统与地面指挥系统对工作面各项设备及监控进行远程操控的同时,将数据及时传递到指挥系统,为井下现场人员施工提供有效的安全信息,并为将来实现智能无人工作面打下基础,是新时代矿井高效、高产开采的重要技术支撑。该系统能够实时对井下各类生产设备的运行状态及完成进度进行在线监测。

1.2系统结构组成

该系统不仅能够实现单个工作面各类设备数据上传体系,还能实现多个工作面各类设备数据上传体系。工作面各类设备数据上传体系主要由以下三部分构成,如图1所示。1)顺槽层。该部分主要由一台煤矿本安防爆工作面电液控计算机、一台工作面集成主机、一台防爆光纤环网交换机、一台200A馈电开关及一台UPS电源组成。顺槽层主要实现以下功能。一是工作面电液控计算机可以实现综采工作面在使用过程中各支架的运行状态、数据、信息、储备及异常参数的报警与诊断功能;二是工作面集成主机可以实现综采工作面采煤机、破碎机、刮板机、泵站、转载机等设备的收集、监测、储存及分析的作用;三是可以在指挥中心远程对综采工作面支架的动作及跟机工序进行调整;四是可以在主控制室对设备控制参数及程序进行远程修改,并将设备修改后的数据上传;五是工作面主机与地面指挥系统通过环网连接,可以将工作面的设备运行状态及各类运行数据实时传递到地面。2)传输层。该部分主要由光纤光缆及防爆环网交换机组成,可以实现以下功能:一是自由通过环网交换机,实现地面指挥系统与工作面信息的时刻联络;二是为综采工作面采煤机、破碎机、刮板机、泵站、转载机、支架等设备信息传递提供桥梁。3)地面调度层。调度指挥大厅装设与井下工作面电液控计算机、工作面集成主机配套的两台服务器(地面电液控计算机、地面集成主机)及安装一台打印机。地面电液控主机服务器主要采用linux系统,可以实现以下功能:一是综采工作面支架的运行状态、数据、信息、储备及异常参数的报警与诊断功能。地面系统集成主机使用现在国内知名的“组态王”软件,该软件具有较强的工程实用性,实现综采工作面采煤机、破碎机、刮板机、泵站、转载机等设备信息的收集、监测、储存及分析的作用。二是地面指挥系统对工作面支架各项数据进行分析,可以得出工作面与采煤机的配合程度,同时对支架数据算出工作面压力分布状况。三是地面指挥系统可以随时修改设备控制器的参数与程序,并将各类数据实时同步到井下。四是地面局域网可实现对工作面支架的数据浏览。通过局域网浏览,非现场人员可以随时检查工作面生产情况,副总以上及综采值班人员,在不需要安装软件的情况下,可以对综采工作面的历史生产数据及各设备的实时数据监测,相关部门可以对数据进行比对,为生产区队提供材料与建议。五是可向第三方提供专用OPC接口。

2工作面智能化信息管理系统工作原理

2.1顺槽层各类设备数据上传体系原理

1)由工作面电液控主机对现场支架的运行状态、数据、信息、储备及异常参数进行采集;可以在指挥中心远程对综采工作面支架的动作及跟机工序进行调整;可以在主控制室对设备控制参数及程序进行远程修改,并将设备修改后的数据上传;可以对工作面各支架的运行状态及故障进行分析,并对操作室发出警报;通过TCP/IP协议,使用网络交换机实现井下主机与地面服务器的联络,可以将工作面的设备运行状态及各类运行数据实时传递到地面。2)工作面系统集成主机通过交换机采用多种协议与接口,对综采工作面设备运行状态、数据、信息、储备及异常参数进行检测,通过TCP/IP协议,使用环网交换机实现井下主机与地面服务器的联络,并将工作面的设备运行状态传递到地面。

2.2矿调度指挥中心系统工作原理

矿调度中心服务器可以实现对矿井综采工作面的任何一部支架及其他设备进行汇总,并将汇总结果投影到现场大屏,现场大屏可以利用上传的数据对工作面真实的生产情况进行还原,地面管理人员可以在不安装软件的情况下,采用内部IP浏览器对现场情况进行直观的查看,便于管理层高管对整个矿井生产进行统筹管理;服务器通过对各工作面支架的运行轨迹及受力情况,准确判断出矿压随采煤机推进情况的受力分布。

3结论

1)在综采工作面回采期间,能够及时将液压支架与其他设备的各项参数实时传递到调度指挥大厅的显示大屏,实现了地面远程对工作面设备各项性能进行监测。2)井下主机与地面服务器的联络,可以实现地面指挥系统对井下支架及其他设备的反向数据传输,不仅能够修改参数,还能将修改后的现场监控传递到地面3)地面服务器通过对矿井各工作面的液压支架参数分析,得出各工作面的支架受力情况,再将整个工作面的压力分步进行汇总,投影到显示大屏上,方便矿领导的统筹规划。4)综采工作面信息系统能够有效减少作业人员在现场的操作,降低了工作面劳动强度及成本费用,加强了设备故障检修、设备维护,降低了设备故障率。

参考文献

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作者:李志东 单位:山西煤炭进出口集团左云长春兴煤业有限公司

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