一种全域智能放煤及煤量过载报警方法与流程

本发明涉及煤矿智能化自动放煤技术领域，具体为一种全域智能放煤及煤量过载报警方法。

背景技术：

特厚煤层综放工作面在生产过程中，顶煤放煤是其主要生产工序，工作面的产量也主要以放煤为主，因此在整个采煤循环过程中，综放工作面放煤工发挥着重要作用。在生产过程中，尤其在夜班长时间生产过程中，人的生物钟被打乱，难免会出现疲劳现象。这就会造成放煤工放煤不均匀，大块矸石容易进入后部刮板输送机，造成后部刮板输送机轻负荷、过载、或设备损坏事故，处理设备损坏事故的过程中，作业人员需进入支架后部空间，极易发生安全事故。针对综放工作面目前人工放煤存在的各种弊端，研究开发综放工作面自动化放煤技术，对降低放煤工劳动强度，降低混矸率，提高顶煤采出率和开采效率等均具有重要意义。

传统放煤方式，即人工放煤主要是通过频繁升降后摆梁，利用后摆梁的扰动支架后部顶煤，实现顶煤的放出。人工放煤无法精确控制每个支架顶煤放出量，不能使顶煤均匀下沉放出，造成部门煤炭资源的浪费。此外顶煤的不均匀放出还会造成每个支架对顶板的支护强度不同，使顶板受力不均匀，容易出现顶板破碎现象，发生冒漏顶事故。

目前在综放工作面自动化放煤领域，国内外主要还是将煤矸识别、声音识别、图像识别作为实现自动化放煤的关键技术，但是受煤矿井下放煤口大小、放煤空间、煤尘等现场因素制约，一直未实现对煤矸识别、声音识别、图像识别等关键技术瓶颈的突破。

在自动化放煤方面，单纯通过支架电液控主机调整时间参数进行自动化放煤，不仅无法实现对后部刮板输送机的监测，也容易造成煤量放出不均、过载、设备损坏等事故，因此有必要研究开发用于指导顶煤放出的放煤软件。

基于上述，本发明设计了一种全域智能放煤及煤量过载报警方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全域智能放煤及煤量过载报警方法，以满足矿井下煤矿综放工作面自动化放煤的需求，能够减缓放煤工劳动强度，进一步提高顶煤采出率，降低混矸率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全域智能放煤及煤量过载报警方法，包括以下步骤：

s1：通过自动化放煤软件控制井下综放工作面顺槽集控中心放煤主机，实现对支架放煤功能的控制；

s2：放煤主机需接收的数据均是从支架电液控主机获得，通讯采用opc方式，试验单个支架放煤程序执行情况及存在的问题；

s3：在工作面选定智能放煤区域，执行“多轮顺序”放煤工艺程序，进行自动化放煤；

s4：工作面采用自动割煤、自动跟机移架，或者人工模拟自动割煤、自动跟机移架条件下，自动放煤程序开启后自动化放煤执行情况进行实验；

s5：在顺槽集控中心贝克系统设置语音报警装置，当监测到后部刮板运输机电流超过额定值时，贝克语音报警装置启动，实现工作面煤量过载报警。

进一步的，在步骤s1中，在综采液压支架安装电液控主机，在皮带顺槽集控中心设置放煤主机，通过放煤主机opc指令实现对支架电液控主机下达自动放煤程序命令，从而实现放煤主机对液压支架放煤动作的控制。

进一步的，在步骤s2中，放煤主机需接收的数据均是从支架电液控主机获得，通讯采用opc方式；

该接收数据包括：后部刮板机电流、支架尾梁行程传感器的数值、支架角度传感器的数值、支架压力、煤机位置、推溜行程、电液控、刮板机、转载机等停止信号；

该opc控制命令包括：支架放煤时间、伸插板时间、尾梁复位行程、尾梁上摆行程、尾梁下摆行程、收插板时间、放煤支架号、停止放煤支架号；

实验单个支架的自动化放煤主要靠“时间参数”、“尾梁行程参数”和“红外线传感器参数”等确定和执行。

进一步的，在步骤s3中，具体包括以下步骤：

s31、首先在选定智能放煤区域内进行一轮顺序放煤，测试内容包括：放煤参数下发后支架响应时间、支架动作执行是否准确、放煤时间、插板回收及伸出时间、尾梁下摆及上摆行程值、放煤停止命令是否为优先级，是否能够在选定区域内按照顺序进行一轮完整的放煤；

s32、s31所述的放煤测试完成后，测试内容均可顺利执行，开始在选定智能放煤区域内进行一轮完整的“多轮顺序”放煤。

s33、根据综放工作面顶煤厚度情况，选定合适放煤轮次和每轮放煤时间，按照指定的放煤间隔在全工作面选定指定区域采用“多轮顺序”放煤工艺进行实验。

进一步的，在步骤s4中，具体包括：工作面采用自动割煤、自动跟机移架，或者人工模拟自动割煤、自动跟机移架条件下，按照程序设定的放煤轮次和每轮放煤时间进行智能化放煤，最终实现顶煤的自动放出。

进一步的，在步骤s5中，具体包括：通过在放煤软件中设置后部刮板输送机电流监测系统，当后部刮板输送机电流值超过额定值时，放煤软件向贝克语音系统发出命令，贝克系统语音报警装置启动，实现对工作面后部刮板输送机煤量过载的报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：有助于降低放煤工劳动强度，降低混矸率，提高顶煤采出率和开采效率；同时实现了对刮板输送机电流监测，当工作面因石头卡堵或煤量过载造成后部刮板输送机电流大时，放煤软件将接受并识别后部刮板输送机电流大信号，开启贝克系统语音报警装置，实现对后部刮板输送机煤量的监测与控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明放煤控制系统结构图；

图3为本发明单个支架自动放煤状态下支架动作流程控制图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明提供一种技术方案：一种全域智能放煤及煤量过载报警方法，具体包括以下：

(1)自动化放煤软件，功能主要包括开采信息(包括工作面长、累计推进长度、当前煤厚、顶煤回收率、自动化放煤率)；

放煤支架监测，在自动化放煤过程中实时显示正在自动化放煤的支架号和支架总数，其中还包括放煤口尺寸、尾梁角度和后柱压力；

采煤工艺监测区域能够点击解锁按钮，实现自动放煤的启停和暂停以及急停和复位功能。

整个放煤软件界面中，在放煤之前最重要的选择就是参数设置。

(2)在参数设置界面，最重要的就是放煤参数设置，主要是选择放煤轮次，(均是根据多轮顺序放煤)，每轮里面均设置好了轮次、安全距离(第一轮放煤与机组的安全距离)、放煤时间、触发距离、插板收回时间、插板伸出时间、尾梁上摆行程、尾梁下摆行程、尾梁复位行程等的规定。

(3)根据顶煤厚度情况，通过对单个支架测试实验，随机选取5台支架进行单台支架指令接收与控制测试；测试内容为放煤软件向测试支架发送收伸插板、尾梁下摆、放煤时间、尾梁上摆、尾梁复位等指令，观测支架能否正常执行；在放煤执行过程中下发放煤停止命令，观测放煤支架是否能够及时停止放煤；

最终确定单个支架自动放煤参数确定，收插板时间为8s，尾梁上摆行程为280mm，尾梁下摆行程为210mm，210mm—280mm是在支架行程满足3.8m情况下最优的放煤口大小，这样的放煤口不会将大块矸石放下，支架放煤时间为40s，即上下摆5个循环，支架放煤结束回高位的尾梁行程为260mm。具体现场支架控制器参数设置及停止放煤后回高位的状态

(4)通过多次试验能够成功实现选定区域自动化程序放煤，另外根据工作面支架割煤和移架距离，为了实现自动化割煤和跟机状态下的自动化放煤，在自动放煤程序开启后，根据获取的采煤机位置及支架移架到位情况再进行判断是否可以执行自动化放煤。并发现针对该工作面顶煤厚度情况，采用三轮顺序放煤，且放煤时间由之前的60s修改到目前的40s，能够最大限度的回收煤炭资源。

(5)工作面在自动割煤和自动走架情况下，放煤软件能够按照放煤参数设置，实现三轮顺序放煤。根据7.18—7.24一周全天的自动化放煤试验，7天全队累计出煤232284t，推进45刀，单刀产量为5156.8t。根据探煤情况煤层平均厚度为14.15m，夹矸平均厚度为0.35m，则平均纯煤厚为13.8m；

则每刀(每刀按照0.75m计算)精煤储量为：

q每刀精煤储量＝251×13.8×0.75×1.46＝3793t

根据全队平均单刀产量5161.8t按照平均精煤洗率为0.6653计算，则该工作面顶煤回收率为：5161.8×0.6653÷3793＝90.5％，顶煤回收率较之前87％，提高了3.5个百分点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明进一步实施例只是用于帮助阐述本发明。进一步实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。