本發(fā)明涉及一種薄煤層無人工作面開采設(shè)備及方法，特別是一種近距離高瓦斯煤層群薄煤層無人工作面開采設(shè)備及方法。

本發(fā)明涉及一種煤礦開采方法，具體是一種難采薄煤層無人工作面開采方法，應(yīng)用于煤礦地下開采中薄煤層優(yōu)質(zhì)煤炭資源開采、近距離高瓦斯煤層群的卸壓防突及沖擊地壓防治領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

經(jīng)過多年的開采，我國不少地區(qū)礦井的中厚和厚煤層的儲(chǔ)量已接近枯竭，而對(duì)于薄煤層(厚度≤1.3m)的開采，長期由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)和安全等原因而處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。我國煤炭儲(chǔ)量中薄煤層的可采儲(chǔ)量約為61.5億t，占全國煤炭總可采儲(chǔ)量的19％左右，然而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國薄煤層的年產(chǎn)量只占全國煤炭總產(chǎn)量的10.4％左右，產(chǎn)量與儲(chǔ)量的比例嚴(yán)重失調(diào)。近年來，隨著薄煤層采煤設(shè)備制造技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的提升，以及國家對(duì)資源合理開發(fā)利用的要求的提高，薄煤層的安全高效開采日益受到重視。為充分開發(fā)和利用有限的礦產(chǎn)資源，解決長期困擾著薄煤層安全高效開采發(fā)展的“一大三低”問題，提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，加大對(duì)薄煤層安全高效開采技術(shù)的研究和探討顯得十分必要。

我國許多礦區(qū)都存在著薄煤層優(yōu)質(zhì)煤炭資源、沖擊地壓危險(xiǎn)、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)、近距離高瓦斯煤層群的開采條件，為了實(shí)現(xiàn)鄰近高瓦斯突出性煤層群的卸壓，常選擇將薄煤層作為解放層進(jìn)行開采，然而薄煤層工作面采高較低，對(duì)于薄煤層傳統(tǒng)的開采方法，工人出入工作面或在工作面內(nèi)作業(yè)困難，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低；而且受空間尺寸的限制，工作面設(shè)備布置密集，嚴(yán)重影響通風(fēng)效果，致使粉塵和瓦斯不宜排除，對(duì)工人的身體健康造成極大的損害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要提供近距離高瓦斯煤層群薄煤層無人工作面開采設(shè)備及方法，解決對(duì)于薄煤層開采中，工人出入工作面或在工作面內(nèi)作業(yè)困難，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低的問題。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：近距離高瓦斯煤層群薄煤層無人工作面開采包括開采設(shè)備和開采方法；

開采設(shè)備包括：礦用本質(zhì)安全多功能終端、環(huán)形總線、拉線急停開關(guān)和可通話電話；每隔100米安裝一臺(tái)拉線急停開關(guān)，每隔200米安裝一臺(tái)可通話電話；

在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置集中控制中心、本質(zhì)安全輸入輸出和多功能組合電話；礦用本質(zhì)安全多功能終端通過環(huán)形總線與集中控制中心、本質(zhì)安全輸入輸出和多功能組合電話連接；

在無人工作面內(nèi)布置刮板輸送機(jī)、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)、閉鎖開關(guān)、紅外線接收傳感器和液壓支架；刮板輸送機(jī)連接在矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)的一端，在刮板輸送機(jī)的一側(cè)連接有液壓支架；閉鎖開關(guān)和紅外線接收傳感器連接在環(huán)形總線上；

在運(yùn)輸平巷內(nèi)布置，破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、拉線急停開關(guān)、可通話電話、膠帶輸送機(jī)、泵站和變電站；破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶輸送機(jī)順序連接；、拉線急停開關(guān)、可通話電話、膠帶輸送機(jī)、泵站和變電站連接在環(huán)形總線上。

所述的集中控制中心包括：礦用本質(zhì)安全電源箱、電液控制臺(tái)、主監(jiān)控臺(tái)、通訊控制臺(tái)；礦用本質(zhì)安全電源箱、電液控制臺(tái)、主監(jiān)控臺(tái)和通訊控制臺(tái)連接在環(huán)形總線上。

本質(zhì)安全輸入輸出的輸入端上連接有采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器和滿倉傳感器；采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器和滿倉傳感器通過本質(zhì)安全輸入輸出的輸出端輸出。

所述的電液控制臺(tái)與液壓支架、紅外線接收傳感器連接；主監(jiān)控臺(tái)與刮板輸送機(jī)、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)、泵站和移動(dòng)變電站連接；通訊控制臺(tái)與多功能組合電話、閉鎖開關(guān)、拉線急停開關(guān)和可通話電話連接；所述進(jìn)風(fēng)巷集中控制中心引出環(huán)形總線。

采煤機(jī)首次割煤采用手動(dòng)操控方式，主監(jiān)控計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存所需采集的截割信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)，以后的割煤循環(huán)是根據(jù)上一次截割期間儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)自動(dòng)地修改采煤機(jī)割煤程序，以便于實(shí)現(xiàn)矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)記憶自動(dòng)割煤。

所述的環(huán)形總線與礦用本質(zhì)安全多功能終端、本質(zhì)安全輸入輸出、采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器、煤倉倉位監(jiān)測傳感器連接。

在每一架液壓支架上安裝一個(gè)紅外接收傳感器，以便于實(shí)現(xiàn)支架跟機(jī)自動(dòng)化控制；每隔15米或10架支架安裝一臺(tái)閉鎖開關(guān)。

開采方法：主監(jiān)控臺(tái)利用通用監(jiān)測監(jiān)控分站實(shí)時(shí)監(jiān)測工作面采煤環(huán)境、頂板穩(wěn)定、煤倉倉位及檢測設(shè)備工況；電液控制臺(tái)監(jiān)測液壓支架工況、利用支架紅外線傳感器以采煤機(jī)位置為依據(jù)實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)化控制及控制參數(shù)配置；通訊控制平臺(tái)利用監(jiān)控主機(jī)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的結(jié)果，完成工作面順序啟停機(jī)、跟機(jī)自動(dòng)控制、自動(dòng)記憶割煤控制、自動(dòng)控制設(shè)備運(yùn)行及控制參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)難采薄煤層工作面采煤的自動(dòng)化、無人化。

具體步驟如下：

(1)、首先，將采盤或采區(qū)劃分為區(qū)段，在區(qū)段內(nèi)沿薄煤層走向布置回采工作面，開掘回采巷道；即在工作面上方開掘回風(fēng)平巷，下方開掘運(yùn)輸平巷，然后按照傳統(tǒng)方法開掘開切眼，即無人工作面，形成回采工作面；根據(jù)現(xiàn)場煤礦條件選定，運(yùn)輸平巷內(nèi)布置破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)、泵站和移動(dòng)變電站，無人工作面內(nèi)安裝液壓支架、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)；

(2)、安裝無人工作面采煤系統(tǒng)，在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置集中控制中心系統(tǒng)；

a.在運(yùn)輸平巷內(nèi)鋪設(shè)破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)、泵站和移動(dòng)變電站，在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)鋪設(shè)輔助運(yùn)輸軌道礦車；

b.在無人工作面內(nèi)安設(shè)液壓支架、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)；

c.在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置集中控制中心，安裝主監(jiān)控臺(tái)、電液控制臺(tái)和通訊控制臺(tái)，配置礦用隔爆兼本安電源箱一臺(tái)；從集中控制中心引出環(huán)形總線，用于連接工作面各設(shè)備和傳感器，在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置一臺(tái)本質(zhì)安全輸入輸出，用于連接采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器，在刮板輸送機(jī)機(jī)尾布置一臺(tái)多功能組合電話，便于在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)啟停刮板輸送機(jī)和矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)；在無人工作面內(nèi)，每隔15米或10架支架安裝一臺(tái)閉鎖開關(guān)，用于隨時(shí)啟停矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)；運(yùn)輸平巷內(nèi)，在破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)處，分別布置一臺(tái)多功能組合電話，用于控制破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)的啟停，布置兩臺(tái)本質(zhì)安全輸入輸出，用于采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器和工作面內(nèi)各設(shè)備的連接；在泵站處布置一臺(tái)多功能組合電話，用于控制泵站的啟停；在運(yùn)輸平巷內(nèi)每隔100米布置一臺(tái)拉線急停開關(guān)，每隔200米布置一臺(tái)可通話電話；

(3)、無人工作面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

在無人工作面布置通用監(jiān)測監(jiān)控分站；在煤倉安裝倉位監(jiān)測傳感器，在工作面和回采巷道內(nèi)安裝采煤環(huán)境監(jiān)測、頂板穩(wěn)定監(jiān)測等傳感器，在每一架支架上安裝一個(gè)紅外線接收傳感器，在膠帶輸送機(jī)機(jī)頭，配置速度傳感器一臺(tái)、溫度繼電器一個(gè)、跑偏傳感器2個(gè)、堆煤傳感器1個(gè)、煙霧傳感器一臺(tái)；通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭M(jìn)風(fēng)巷集中控制中心監(jiān)控主機(jī)，然后通過礦井的傳輸主干網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，?shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的在線監(jiān)測；

(4)、回采工藝

無人工作面采用不留三角煤端部斜切進(jìn)刀、雙向割煤方式，往返一次進(jìn)兩刀；矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)采用記憶自動(dòng)割煤技術(shù)，采煤機(jī)首次割煤采用手動(dòng)操控方式，主監(jiān)控計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存所需采集的截割信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)，以后的割煤循環(huán)是根據(jù)上一次截割期間儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)自動(dòng)地修改采煤機(jī)割煤程序；液壓支架利用支架紅外線傳感器以矮機(jī)身采煤機(jī)位置為依據(jù)實(shí)現(xiàn)及時(shí)支護(hù)頂板、跟機(jī)自動(dòng)移架；

其具體步驟為：矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)記憶自動(dòng)割煤、裝煤→可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤→液壓自移式支架支護(hù)頂板→推移刮板輸送機(jī)→清掃浮煤，完成一次工作循環(huán)；

(5)、電液控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)化控制、監(jiān)測電液控制及控制參數(shù)配置；主監(jiān)控臺(tái)利用通用監(jiān)測監(jiān)控分站實(shí)時(shí)監(jiān)測工作面采煤環(huán)境、頂板穩(wěn)定、煤倉倉位及檢測設(shè)備工況；通訊控制平臺(tái)利用監(jiān)控主機(jī)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的結(jié)果，完成工作面順序啟停機(jī)、跟機(jī)自動(dòng)控制、自動(dòng)記憶割煤控制、自動(dòng)控制設(shè)備運(yùn)行及控制參數(shù)配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)難采薄煤層工作面采煤的自動(dòng)化、無人化。

有益效果，由于采用了上述方案，本發(fā)明的自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效益、安全性和可靠性好，可進(jìn)行難采薄煤層優(yōu)質(zhì)煤炭資源開采、沖擊地壓防治、近距離高瓦斯煤層群卸壓防突的近距離高瓦斯煤層群薄煤層無人工作面開采。工人只需要在進(jìn)風(fēng)巷集中控制中心內(nèi)控制和監(jiān)測，將工人從薄煤層工作面內(nèi)解放出來，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率和安全狀況，充分開采了薄煤層優(yōu)質(zhì)煤炭資源，解決了近距離高瓦斯煤層群的卸壓防突和沖擊地壓防治的問題。另外，由于此開采方法簡單，穩(wěn)定可靠，工作面內(nèi)無人，人員安全，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。解決了對(duì)于薄煤層開采中，工人出入工作面或在工作面內(nèi)作業(yè)困難，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低的問題，達(dá)到了本發(fā)明的目的。

優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的無人工作面開采方法，工人只需要在巷道集中控制中心內(nèi)控制和監(jiān)測，將工人從薄煤層工作面內(nèi)解放出來，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率和安全狀況。無人工作面采煤技術(shù)是解決煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，特別是對(duì)于我國長期發(fā)展緩慢甚至處于停滯狀態(tài)的難采薄煤層的安全高效開采，將具有重要戰(zhàn)略意義。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)布置示意圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、礦用本質(zhì)安全多功能終端；2、進(jìn)風(fēng)巷集中控制中心；3、礦用本質(zhì)安全電源箱；4、電液控制臺(tái)；5、主監(jiān)控臺(tái)；6、通訊控制臺(tái)；7、環(huán)形總線；8、進(jìn)風(fēng)平巷；9、本質(zhì)安全輸入輸出；10、采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器；11、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器；12、多功能組合電話；13、刮板輸送機(jī)；14、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)；15、閉鎖開關(guān)；16、無人工作面；17、紅外線接收傳感器；18、液壓支架；19、破碎機(jī)；20、轉(zhuǎn)載機(jī)；21、運(yùn)輸平巷；22、拉線急停開關(guān)；23、可通話電話；24、膠帶輸送機(jī)；25、泵站；26、變電站；27、滿倉傳感器。

具體實(shí)施方式

近距離高瓦斯煤層群薄煤層無人工作面開采包括開采設(shè)備和開采方法；

開采設(shè)備包括：礦用本質(zhì)安全多功能終端1、環(huán)形總線7、拉線急停開關(guān)22和可通話電話23；每隔100米安裝一臺(tái)拉線急停開關(guān)22，每隔200米安裝一臺(tái)可通話電話23；

在進(jìn)風(fēng)平巷8內(nèi)布置集中控制中心2、本質(zhì)安全輸入輸出9和多功能組合電話12；礦用本質(zhì)安全多功能終端1通過環(huán)形總線7與集中控制中心2、本質(zhì)安全輸入輸出9和多功能組合電話12連接；

在無人工作面16內(nèi)布置刮板輸送機(jī)13、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14、閉鎖開關(guān)15、紅外線接收傳感器17和液壓支架18；刮板輸送機(jī)13連接在矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14的一端，在刮板輸送機(jī)13的一側(cè)連接有液壓支架18；閉鎖開關(guān)15和紅外線接收傳感器17連接在環(huán)形總線7上；

在運(yùn)輸平巷(21)內(nèi)布置，破碎機(jī)19、轉(zhuǎn)載機(jī)20、拉線急停開關(guān)22、可通話電話23、膠帶輸送機(jī)24、泵站25和變電站26；破碎機(jī)19、轉(zhuǎn)載機(jī)20和膠帶輸送機(jī)24順序連接；、拉線急停開關(guān)22、可通話電話23、膠帶輸送機(jī)24、泵站25和變電站26連接在環(huán)形總線7上。

所述的集中控制中心2包括：礦用本質(zhì)安全電源箱3、電液控制臺(tái)4、主監(jiān)控臺(tái)5、通訊控制臺(tái)6；礦用本質(zhì)安全電源箱3、電液控制臺(tái)4、主監(jiān)控臺(tái)5和通訊控制臺(tái)6連接在環(huán)形總線7上。

本質(zhì)安全輸入輸出9的輸入端上連接有采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器10、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器11和滿倉傳感器27；采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器10、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器11和滿倉傳感器27通過本質(zhì)安全輸入輸出9的輸出端輸出。

所述的電液控制臺(tái)4與液壓支架18、紅外線接收傳感器17連接；主監(jiān)控臺(tái)5與刮板輸送機(jī)13、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14、破碎機(jī)19、轉(zhuǎn)載機(jī)20、膠帶輸送機(jī)24、泵站25和移動(dòng)變電站26連接；通訊控制臺(tái)6與多功能組合電話12、閉鎖開關(guān)15、拉線急停開關(guān)22和可通話電話23連接；所述進(jìn)風(fēng)巷集中控制中心2引出環(huán)形總線7。

采煤機(jī)14首次割煤采用手動(dòng)操控方式，主監(jiān)控計(jì)算機(jī)5儲(chǔ)存所需采集的截割信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)，以后的割煤循環(huán)是根據(jù)上一次截割期間儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)自動(dòng)地修改采煤機(jī)割煤程序，以便于實(shí)現(xiàn)矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14記憶自動(dòng)割煤。

所述的環(huán)形總線7與礦用本質(zhì)安全多功能終端1、本質(zhì)安全輸入輸出9、采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器10、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器11、煤倉倉位監(jiān)測傳感器26連接。

在每一架液壓支架18上安裝一個(gè)紅外接收傳感器17，以便于實(shí)現(xiàn)支架跟機(jī)自動(dòng)化控制；每隔15米或10架支架安裝一臺(tái)閉鎖開關(guān)15。

開采方法：主監(jiān)控臺(tái)利用通用監(jiān)測監(jiān)控分站實(shí)時(shí)監(jiān)測工作面采煤環(huán)境、頂板穩(wěn)定、煤倉倉位及檢測設(shè)備工況；電液控制臺(tái)監(jiān)測液壓支架工況、利用支架紅外線傳感器以采煤機(jī)位置為依據(jù)實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)化控制及控制參數(shù)配置；通訊控制平臺(tái)利用監(jiān)控主機(jī)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的結(jié)果，完成工作面順序啟停機(jī)、跟機(jī)自動(dòng)控制、自動(dòng)記憶割煤控制、自動(dòng)控制設(shè)備運(yùn)行及控制參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)難采薄煤層工作面采煤的自動(dòng)化、無人化。

具體步驟如下：

(1)、首先，將采盤或采區(qū)劃分為區(qū)段，在區(qū)段內(nèi)沿薄煤層走向布置回采工作面，開掘回采巷道；即在工作面上方開掘回風(fēng)平巷，下方開掘運(yùn)輸平巷，然后按照傳統(tǒng)方法開掘開切眼，即無人工作面16，形成回采工作面；根據(jù)現(xiàn)場煤礦條件選定，運(yùn)輸平巷內(nèi)布置破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)、泵站和移動(dòng)變電站，無人工作面內(nèi)安裝液壓支架、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)；

(2)、安裝無人工作面采煤系統(tǒng)，在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置集中控制中心系統(tǒng)；

a.在運(yùn)輸平巷內(nèi)鋪設(shè)破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)、泵站和移動(dòng)變電站，在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)鋪設(shè)輔助運(yùn)輸軌道礦車；

b.在無人工作面內(nèi)安設(shè)液壓支架、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)；

c.在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置集中控制中心，安裝主監(jiān)控臺(tái)、電液控制臺(tái)和通訊控制臺(tái)，配置礦用隔爆兼本安電源箱一臺(tái)；從集中控制中心引出環(huán)形總線，用于連接工作面各設(shè)備和傳感器，在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置一臺(tái)本質(zhì)安全輸入輸出，用于連接采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器，在刮板輸送機(jī)機(jī)尾布置一臺(tái)多功能組合電話，便于在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)啟停刮板輸送機(jī)和矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)；在無人工作面內(nèi)，每隔15米或10架支架安裝一臺(tái)閉鎖開關(guān)，用于隨時(shí)啟停矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)；運(yùn)輸平巷內(nèi)，在破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)處，分別布置一臺(tái)多功能組合電話，用于控制破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)的啟停，布置兩臺(tái)本質(zhì)安全輸入輸出，用于采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器和工作面內(nèi)各設(shè)備的連接；在泵站處布置一臺(tái)多功能組合電話，用于控制泵站的啟停；在運(yùn)輸平巷內(nèi)每隔100米布置一臺(tái)拉線急停開關(guān)，每隔200米布置一臺(tái)可通話電話；

(3)、無人工作面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

在無人工作面布置通用監(jiān)測監(jiān)控分站；在煤倉安裝倉位監(jiān)測傳感器，在工作面和回采巷道內(nèi)安裝采煤環(huán)境監(jiān)測、頂板穩(wěn)定監(jiān)測等傳感器，在每一架支架上安裝一個(gè)紅外線接收傳感器，在膠帶輸送機(jī)機(jī)頭，配置速度傳感器一臺(tái)、溫度繼電器一個(gè)、跑偏傳感器2個(gè)、堆煤傳感器1個(gè)、煙霧傳感器一臺(tái)；通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭M(jìn)風(fēng)巷集中控制中心監(jiān)控主機(jī)，然后通過礦井的傳輸主干網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，?shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的在線監(jiān)測；

(4)、回采工藝

無人工作面采用不留三角煤端部斜切進(jìn)刀、雙向割煤方式，往返一次進(jìn)兩刀；矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)采用記憶自動(dòng)割煤技術(shù)，采煤機(jī)首次割煤采用手動(dòng)操控方式，主監(jiān)控計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存所需采集的截割信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)，以后的割煤循環(huán)是根據(jù)上一次截割期間儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)自動(dòng)地修改采煤機(jī)割煤程序；液壓支架利用支架紅外線傳感器以矮機(jī)身采煤機(jī)位置為依據(jù)實(shí)現(xiàn)及時(shí)支護(hù)頂板、跟機(jī)自動(dòng)移架；

其具體步驟為：矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)記憶自動(dòng)割煤、裝煤→可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤→液壓自移式支架支護(hù)頂板→推移刮板輸送機(jī)→清掃浮煤，完成一次工作循環(huán)；

(5)、電液控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)化控制、監(jiān)測電液控制及控制參數(shù)配置；主監(jiān)控臺(tái)利用通用監(jiān)測監(jiān)控分站實(shí)時(shí)監(jiān)測工作面采煤環(huán)境、頂板穩(wěn)定、煤倉倉位及檢測設(shè)備工況；通訊控制平臺(tái)利用監(jiān)控主機(jī)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的結(jié)果，完成工作面順序啟停機(jī)、跟機(jī)自動(dòng)控制、自動(dòng)記憶割煤控制、自動(dòng)控制設(shè)備運(yùn)行及控制參數(shù)配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)難采薄煤層工作面采煤的自動(dòng)化、無人化。

實(shí)施例1：結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施步驟進(jìn)行說明：

1、在預(yù)定采區(qū)沿薄煤層走向布置回采工作面，開掘進(jìn)風(fēng)平巷8和運(yùn)輸平巷21，進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)鋪設(shè)軌道礦車，運(yùn)輸平巷內(nèi)布置破碎機(jī)19、轉(zhuǎn)載機(jī)20、膠帶輸送機(jī)24、泵站25、移動(dòng)變電站26，無人工作面16內(nèi)安裝刮板輸送機(jī)13、矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14、液壓支架18；

2、在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置集中控制中心2，安裝礦用本質(zhì)安全電源箱3，為集中控制系統(tǒng)供電；安裝電液控制臺(tái)4、主監(jiān)控臺(tái)5和通訊控制臺(tái)6；

3、從進(jìn)風(fēng)巷集中控制中心2引出環(huán)形總線7，用于連接工作面各設(shè)備和傳感器，在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)布置一臺(tái)本質(zhì)安全輸入輸出9，用于連接采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器10、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器11，在刮板輸送機(jī)13機(jī)尾布置一臺(tái)多功能組合電話12，便于在進(jìn)風(fēng)平巷內(nèi)啟停刮板輸送機(jī)13和矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14；在無人工作面16內(nèi)，每隔15米或10架支架安裝一臺(tái)閉鎖開關(guān)15，用于隨時(shí)啟停矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14和刮板輸送機(jī)13；運(yùn)輸平巷21內(nèi)，在破碎機(jī)19和轉(zhuǎn)載機(jī)20處，分別布置一臺(tái)多功能組合電話12，用于控制破碎機(jī)19和轉(zhuǎn)載機(jī)20的啟停，布置兩臺(tái)本質(zhì)安全輸入輸出9，用于采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器10、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器11和工作面內(nèi)各設(shè)備的連接；在泵站25處布置一臺(tái)多功能組合電話12，用于控制泵站25的啟停；在運(yùn)輸平巷21內(nèi)每隔100米布置一臺(tái)拉線急停開關(guān)22，每隔200米布置一臺(tái)可通話電話23。

4、在無人工作面布置通用監(jiān)測監(jiān)控分站。在無人工作面16、進(jìn)風(fēng)平巷8和運(yùn)輸平巷21內(nèi)安裝采煤環(huán)境監(jiān)測傳感器10、頂板穩(wěn)定監(jiān)測傳感器11；在煤倉安裝倉位監(jiān)測傳感器27；在每一架液壓支架18上安裝紅外接收傳感器17；在膠帶輸送機(jī)24機(jī)頭，配置速度傳感器一臺(tái)、溫度繼電器一個(gè)、跑偏傳感器2個(gè)、堆煤傳感器1個(gè)、煙霧傳感器一臺(tái)。通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较锏兰锌刂浦行谋O(jiān)控主機(jī)5，然后可通過礦井的傳輸主干網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)無人工作面相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

5、無人工作面采用不留三角煤端部斜切進(jìn)刀、雙向割煤方式，往返一次進(jìn)兩刀。矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14采用記憶自動(dòng)割煤技術(shù)，采煤機(jī)14首次割煤采用手動(dòng)操控方式，主監(jiān)控計(jì)算機(jī)5儲(chǔ)存所需采集的截割信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)，以后的割煤循環(huán)是根據(jù)上一次截割期間儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)自動(dòng)地修改采煤機(jī)割煤程序；液壓支架18通過紅外線傳感器17以矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14的位置為依據(jù)實(shí)現(xiàn)及時(shí)支護(hù)頂板、跟機(jī)自動(dòng)移架。其具體步驟為：矮機(jī)身滾筒采煤機(jī)14記憶自動(dòng)割煤、裝煤→可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)13運(yùn)煤→液壓自移式支架18支護(hù)頂板→推移刮板輸送機(jī)13→清掃浮煤，完成一次工作循環(huán)。

圖2中，所述的近距離煤層群薄煤層無人工作面開采方法，其所述的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)是巷道集中控制中心，包括電液控制臺(tái)、主監(jiān)控臺(tái)、通訊控制臺(tái)。主監(jiān)控臺(tái)利用通用監(jiān)測監(jiān)控分站實(shí)時(shí)監(jiān)測工作面采煤環(huán)境、頂板穩(wěn)定、煤倉倉位及檢測設(shè)備工況；電液控制臺(tái)監(jiān)測液壓支架工況、利用支架紅外線傳感器以采煤機(jī)位置為依據(jù)實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)化控制及控制參數(shù)配置；通訊控制平臺(tái)利用監(jiān)控主機(jī)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的結(jié)果，完成工作面順序啟停機(jī)、跟機(jī)自動(dòng)控制、自動(dòng)記憶割煤控制、自動(dòng)控制設(shè)備運(yùn)行及控制參數(shù)配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)難采薄煤層工作面采煤的自動(dòng)化、無人化。