無人化(或少人化)綜采是指煤礦井下采煤工作面的生產裝備在不需要人工直接干預情況下，通過采掘環境的智能感知，按照規定的程序進行自動化采掘作業。要實現操作人員離開井下綜采工作面，實現綜采設備的無人值守控制，必須解決采煤機智能化截割、綜采機組協同控制、信息傳輸網絡構建、故障等技術。
一、無人化綜采機組
實現綜采機組無人值守、遠程監控是無人綜采工作面的關鍵。它包括采煤機、液壓支架、液壓泵站、刮板輸送機(破碎機、轉載機、帶式輸送機、移動變電站等設備狀態監測與運行的集中自動化控制，并通過與視頻監控技術融合，實現綜采機組的遠程遙控遙測。
二、采煤機自動化
采煤機是無人綜采工作面的核心，由于地下煤層條件和環境復雜多變，因此采煤機的截割軌跡須根據頂板巖層的變化而調高，牽引速度也應根據負荷變化而調速。人工操作時，這些調控都是依靠礦工的視覺、聽覺、觸覺和經驗加以實現。但若要實現無人值守的采煤機自動運行，就必須具備以下功能：
1.煤巖界面自主識別
煤層的自然成藏邊界很不規則，采煤機作業過程中如不能自動識別煤巖界面的變化，就難以實現無人化采煤作業。迄今已提出十多種煤巖界面識別的方法，比較有效的方法主要基于三種原理：一是煤層厚度探測原理，如Y射線探測、雷達探測；二是煤巖表面檢測原理，如紅外測溫、激光探測、表面圖像分析；三是切削力檢測原理，如振動頻譜、截齒測力、驅動電流。
2.采煤機自主定位
采煤機的行走軌跡直接影響液壓支架的自動調直，也決定著工作面煤壁的截割直線度。目前，可用于井下采煤機的定位包括紅外線定位、無線傳感網定位、里程計定位、激光定位、超聲波定位、慣性導航定位。其中，基于地理信息系統(GIS)的采煤機定位定姿新方法取得了較好的應用效果。
3.采煤機自動調高
為實現電牽引采煤機截割滾筒高度的控制，在調高油缸中配置了位移傳感器，在搖臂上配置傾角傳感器測量截割滾筒的當前位置。由于傾角傳感量和位移傳感量與截割滾筒高度之間存在非線性的映射關系，需要通過控制器實現高度調節的動態補償。由于截割滾筒和搖臂自重的影響，需要根據截割滾筒不同的上調速度和下調速度進行控制。
4.采煤機遠程監控
在采煤機上設置本安型無線交換機，在綜采工作面布置若干臺本安型無線交換機，利用無線傳輸網絡把采煤機的參數信息和控制指令傳輸到端頭無線交換機，實現采煤機機載控制、回采巷道控制器及地面遠程控制器的通信。利用采煤機遠程監控3DVR平臺，可以實時監控采煤機的工作狀態。由此，操作人員可以在回采巷道和地面對采煤機實施監測和控制。
三、液壓支架自動化
液壓支架的自動化監控主要由支架電液控主機控制。在自主模式下，支架電液控主機負責整個工作面支架的控制和監控工作，并完成接口通信和工況數據傳輸；在集控模式下，支架電液控主機還能接收來自回采巷道集中控制系統的控制命令。由此實現工作面支架的操控動作、頂板壓力、推移刮板輸送機位移和報警故障狀態等信息的在線監控。在回采巷道集中控制系統中，通過3DVR軟件可真實再現工作面的液壓支架運行狀態
四、運輸系統自動化
綜采工作面自動化運輸系統由傳感器、機載控制器、無線網絡、回采巷道集控中心計算機和上位機控制系統組成。傳感系統將采集到的設備運行參數保存在各個設備的機載控制器內存中，并通過無線網絡系統傳送到回采巷道集控中心，回采巷道集控中心網絡系統向各個運輸子系統機載控制器發送控制指令，實現對運輸裝備的遠程控制功能。
五、乳化液泵站自動化
乳化液泵站遠程監控系統由乳化液泵站傳感系統、乳化液泵站機載控制器、基于TCP/IP協議的S7通信方法、回采巷道集控中心、泵站控制器系統組成。它們監測乳化液泵站的運行參數，并通過機載控制器與回采巷道集控中心進行數據交互，實現乳化液泵站運行狀態的實時上傳，同時接收回采巷道集控中心發送的控制指令，實現乳化液泵站的遠程操作。
六、工作面供電無人化
通過綜采工作面自動化平臺，對移動變電站高壓側的電流、電壓、功率、功率因數、過載動作值、短路動作值、溫度和瓦斯濃度等參數進行實時監控，實現運行狀態和變壓器檔位開關的狀態監控，顯示并記錄移動變電站故障和報警信息。同時，對于低壓真空饋電開關的工作電壓、運行電流、開關電流整定值進行監控，實時顯示組合開關線路過流、漏電、欠壓、變壓器超溫和瓦斯濃度超限等故障狀態信息。
七、綜采“三機”協同控制
綜采工作面“三機”聯動是指工作面的采煤機下刮板輸送機和液壓支架相互交換信息，根據三者當前狀態相互配合，緊密協同工作。綜采工作面通過回采巷道集中控制系統實現電牽引采煤機、電液支架主控制器、工作面輸送設備的集中控制，通過子系統之間的故障閉鎖信號實現安全可靠的集控功能，并在此基礎上實現以電牽引采煤機自動截割為驅動的“三機”集中協同控制。
轉化果平臺咨詢電話：4001817969
