煤矿智能化开采工作面管理经验和做法

煤矿智能化开采工作面管理经验和做法淮北矿业集团公司电液控与智能化联合研发中心韩飞概述智能化工作面的管理在于人员培训、技能提升、技术准备；所选择传感器与现场的契合；设备自动控制程序与现场的契合五方面;液压介质管理；通讯网络、控制系统、传感器管理。我将上述五方面内容分散到智能化工作面建设准备、地面调试、地面拆除井下调试、井下正常生产、井下拆除五个环节中，与大家分享一些具体的管理经验与做法。智能化工作面建设前期准备工作一智能化设备地面调试相关要求二三井下正常生产相关相要求四设备地面拆除、井下安装、调试相关要求五井下拆除相关要求一、智能化工作面建设前期工作完善领导机构，做好人员配置、技术准备工作从而充分发挥智能化工作面效能通讯设备及传感器选择要求技术准备工作1、领导机构要求：1）、应成立以矿长为组长的领导小组，全面负责智能化建设相关工作。2）、成立以回采区队为主体，基层科区技术人员为核心的技术学习、培训领导小组。3）、回采区队应安排专职管理人员负责智能化工作面建设的现场工作。示例：某矿仅矿安排调度指挥中心主任负责，基层科区现场无管理人员负责，仅安排一名班长配合厂家带着干活，导致调试进度缓慢，出现安排难落实、指挥无方向的问题，基层科区管理人员也未能在调试期间合理组织生产、检修人员学习。出现安排难落实、指挥无方向的问题。2、为避免设备频繁拆、装，为确保设备性能得到充分发挥，综采工作面采用智能化设备需满足如下要求：1）、地质条件要求：地质部门应提供该工作面详细地质说明，工作面面内尽量少的赋存较复杂地质构造，避免面内进行放炮作业。组织由矿总工程师牵头地质、技术、经管、综采区、掘进施工单位等相关部门参与的安全技术经济一体化论证。示例、某矿工作面面内地质条件复杂、断层多，频繁放炮，导致智能化相关设备频繁安装、拆除，无法充分发挥智能化设备的效能。2）、回采区队技术人员配备要求：（1）、电工配置不少于6人。（2）、支架检修工配置不少于4人。（3）、电工队长、机电技术员、机电主管技术员、机电区长配置不得缺员。3）、智能化工作面相关设计需求：（1）、地质科提供地质说明书。（2）、通风区提供通风设计。（3）、供电设计（127V及以上用电设备）。（4）、技术科、回采区队配合厂家编制所有受控设备、开关的通讯网络拓扑图。（5）、技术科提供综采工作面设计。（6）、技术科、回采区队提供完整采煤工艺文件、支架动作一般操作流程、特殊操作流程、各子系统设备启动、停止流程、应急处置要求。厂家应按上述文件编写程序，地面调试期间即依照文件进行验收。示例一：某矿供电设计中未校核127V供电线路压降，导致机尾段控制器状态异常，时常重启。、示例二：某矿未及时提供完整采煤工艺及支架动作逻辑流程，厂家提供支架拉移自动化动作与概况地质条件不符，现场无法正常使用，影响智能化调试进度。3：为确保智能化工作面需求的各类数据准确、可靠、齐全，各类传感器、数据采集、传输应符合如下要求：1）、行程类传感器应需选择内置型；若为外置光学传感器，则其抗粉尘干扰性厂家应提供详细书面材料说明。其它无法内置传感器必须采取全封闭保护。2）、智能化工作面所有传感器应在入矿前完成标定，并由矿方进行验收。具体包括：各类行程传感器、角度传感器、压力传感器。3）、智能化工作面所采用开关、设备应具备通讯功能。不同通讯方式应满足下列要求：（1）、采用RS485,RS422通讯，要求传输速率可调整、通讯格式可调整、使用标准ModbusRTU协议.（2）、采用以太网通讯，使用ModbusTCP协议。（3）、采用总线式可以自定义通讯协议。（4）、同等受控延时、受控距离的情况下应选择总线式、双工通讯。示例：某矿泵站控制柜采用非标ModBUS协议，厂家沟通不及时，集控中心始终无法与泵站子系统完成通讯、控制工作，影响智能化调试进度4）、智能化工作面开关设备，若采取通讯进行控制，则应满足如下要求：（1）、设备应具备通讯断路后自我保护功能，可以在2s内完成停机动作。（2）、在通讯线路正常情况下，控制延时不得超过200ms。5）、各子系统厂家必须向智能化控制厂家提供的通讯协议必须包括智能化厂家需求的所有接口，不得借故拒绝提供。示例：某矿采煤机厂家无上位机并拒绝提供一些数据监控端口，矿方不得不安排煤机干预人员负责监控煤机各项数据。6）、智能化工作面网络架构应采用标准三层网络架构，严禁压缩、简化网络架构。7）、智能化工作面数据主机应采用热备主机。8）、煤机相关传感器要求具体如下：（1）、煤机厂家提供的煤机位置传感器应配套提供相关校准设备、程序，中间段校准要确保煤机位置确保误差不超过0.75m，煤机上、下端头处位置校准确保误差不超过5cm。（2）、煤机采高传感器严禁使用实际生产中会因摇臂抖动而产生较大误差的传感器。示例、某矿由于煤机提供的定位不达标、机头、机尾割穿点为确保安全，所留余地较大，从而加大了人工干预度，在机头、机尾割三角煤期间需要人工频繁参与干预作业。4：液压介质管理工作具体要求如下：1）、一般要求配置清水过滤站、高压过滤站、回液过滤站等系统。水质硬度较高的矿井需要使用反渗透水处理系统。2）、矿要建立良好的供水系统，尽量减少采面用水的铁锈类固体杂质。3）、要依据矿采面所用水的水质报告采用合适的乳化液或浓缩液。示例、某矿水质较硬未配置反渗透装置，导致电磁先导阀、主阀频繁故障。二、智能化设备地面调试相关要求成立组织机构，明确责任划分以加快调试进度技术资料准备齐全确保调试安全、高效；验收条理清晰无遗漏地面安、拆期间精细化管理确保各类配件齐全无损、通讯网络畅通、液压系统清洁度充分利用地面调试阶段加强职工对设备认知、掌握1、设备到矿后，矿要成立以矿长为组长的专门领导小组全面负责智能化工作面调试工作，明确地面调试期间安全负责单位。同时要编制所有设备所要实现智能化控制功能分工计划并要求各厂家签字确认定期召开兑现会，兑现工作落实进度。示例：附件一II415工作面煤机位置校准程序及完整工艺段核对、调试计划.doc2、地面调试要求：1）、地面需有足够的场地安装煤机、运输机、50架支架、移变、开关、控制设备、水处理设备、泵站。示例一：某矿地面调试期间未使用水处理设备，导致地面调试期间液压系统就受到了严重污染。示例二：某矿地面调试地面仅仅布设20余架支架，导致支架自动作业程序与煤机记忆割煤程序无法完全全工艺段核对。2）、地面调试应编制地面调试安全技术措施、地面调试设备布置示意图、地面调试供电系统图、地面调试进度图表，保证地面调试设备、开关与井下所用设备、开关的一致性，确保地面调试工作安全、有序进行。示例：某矿地面调试与井下调试所用开关型号不同，导致通讯协议修改，井下试生产期间还要重新进行调试开关控制、通讯工作，给安全生产带来一定隐患。3、地面要设置专门仓库、安排专人负责智能化所有设备的收发管理工作，并建立相关台账。并将剔除的各种堵头、纸箱收集待调试设备拆解入井时使用。4、为了强化学习、培训效果，地面支架、煤机、运输机、泵站、水处理、集控中心等主体设备布设完毕后。水处理设备组装、集控中心线缆布置、智能化相关传感器、电液控装置应由回采区队在厂家指导下负责安装。注：智能化设备的安装、拆除是一个很好的学习机会，可以强化职工对设备的认知和设备布置方式的了解，应充分利用安装、拆除的机会对职工进行实操培训。5、开关、设备到矿后，厂家要先期安排负责机械、电气人员到矿指导设备安装和常规调试。待常规调试完毕后，厂家要安排负责通讯人员到矿指导通讯网络连接及测试。待通讯系统建立后各子系统厂家要安排负责程序人员要配合智能化厂家进行程序调试、调整。注：机械安装测试、电气搭火测试、通讯布设测试、程序测试是一系列无法平行作业的测试流程。为避免出现怠工情况发生，应调配好测试人员作业组织。6、所有开关、设备到矿后，相关厂家要向矿方明确通讯接口并指导通讯接口连接方式。回采区队要抽调人员配合厂家依照通讯网络拓扑图铺设通讯网络。智能化控制厂家测试通讯网络接口是否畅通，若有问题及时处理，问题具体处置如下：1）、通讯线路铺设问题，由矿自行处理。2）、通讯网络接口问题，由设备厂家一个工作日内处理完毕。3）、通讯协议问题，由设备厂家两个工作日内处理完毕。7、地面调试期间在完成通讯网络构建后，为确保调试进度，智能化厂家、煤机厂家、相关设备控制厂家负责程序调试人员要驻矿相互配合作业。8、智能化厂家及煤机厂家必须结合现场实际需要开放参数修改端口并以菜单或其他人机交互方式向矿方开放以便调整。9、所有参数修改端口要有两级以上密码，下一级可下发至班队长及操作人员，高一级密码应具备修改下一级密码功能并交由区管理人员。示例：某矿组合开关型号过于老旧（QBZ400/1140型四组合开关），虽然具备通讯能力，但厂家不提供通讯协议，导致后运控制系统不完善，仅能做到远程控制，但无法检测设备运行具体状态，无法实现故障报警、故障诊断等功能。10、地面调试结束验收时，要编制验收流程及验收项目，依照验收项目逐条验收。验收完成后方可结束地面调试工作。11、地面调试期间液压介质管理要求：1）、调试器前支架所有千斤顶内部必须进行彻底冲刷，冲刷期间要求矿安排专人验收。要求冲刷后回液管排出液体肉眼无法发现杂质。2）、支架、水处理、泵站入矿前要检查所有管路接口，严禁出现接口外露情况。3）、支架、水处理、泵站入矿组装期间所有管路堵头要收集后集中、分类。示例：某矿地面调试时未使用水处理装置或净化水且泵箱清洁不彻底。结果地面调试期间就出现液压系统被污染征兆（阀芯窜液、阀组滤油器杂质多）三、地面拆除，井下安装、调试相关要求拆解、安装技术资料齐全，制定井下安装、调试计划确保调试期间安全作业、加快调试进度。拆解、安装期间精细化管理确保各类配件齐全无损、通讯网络畅通、液压系统清洁度充分利用井下安装、调试阶段强化职工对设备认知、掌握1、地面调试验收完毕后由回采区队负责智能化设备拆除。拆除后要求所有接口恢复封堵状态。2、所有拆除设备入箱、封箱、入库分类码放，由专人、专库、建立台账进行管理。3、完成各类智能化设备拆除后，交由安拆公司负责剩余主体设备的拆除、入井、安装工作。4、井下支架安装用液压管路、泵站系统、水处理系统安装时，要严格管理,杜绝杂质污染液压系统。示例：某矿地面调试按照管路、线缆、控制器等装置时堵头未回收。地面拆解入井时管路、线缆无堵头。管路污染，部分控制器接头被撞坏5、支架开始下井安装具体要求如下：1）、对支架裸露在外的管接头包扎,防止污染。2）、支架在井下安装撑起时，使用的液压介质，必须要安装有过滤系统，使用的清水洁净度必须达到要求。3）、到井下落实矿正式采煤时使用到的清水，检测清水的洁净度，可采用清水沉淀检测。并对使用的清水送检，化验水质的硬度及酸碱度指标。4）、检查使用乳化液箱系统，乳化液箱内的清洁度如何，在使用前必须清洗乳化液箱。6、待支架安装完毕后，可以开始工作面智能化设备、线路安装。由厂家指导，回采单位进行安装。具体安装要求如下：1）、由厂家指导编制安装计划。然后依据计划采用分架安装或者分类安装的方式进行安装。2)、地面装运设备时，应轻拿轻放，车内严禁有水、杂物等。3)、地面装车后，车皮上加网封闭并贴封条，严防设备运输期间丢失。4)、井下若有条件，可设置专门的设备储藏硐室并上锁安专人管理。若在巷道内储存则必须安专人现场交接管理，储存地点要确保干燥、顶板完好。5)、每天安装完成后厂家技术人员要进行逐架验收，确保线路接口没有插错，设备安装位置无误。7、工作面智能化设备安装期间可以同步布设智能化工作面通讯网络系统。布设方式与地面调试时相同，由厂家指导严格依照通讯网络拓扑图进行布设。布设完毕后使用网络调试助手测试通讯网络布置情况。.8、待完成工作面智能化设备安装以及通讯网络布置，即可对智能化工作面各类控制，监测软件测试。工作面出切眼以前仍使用电液控进行操作，待工作面出切眼以后，方可进行工作面智能化动作调试。注：井下现场通讯网络布设期间，区队技术员应全程参与作业，是很好的熟悉、掌握智能化工作面网络拓扑图的实践机会。9、智能化