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    煤礦智能化開采工作面管理經驗和做法
    作者:靳文兵 日期:2022年01月28日 來源:互聯網 瀏覽:

    內容導讀:智能化工作面的管理在于人員培訓、技能提升、技術準備;所選擇傳感器與現場的契合;設備自動控制程序與現場的契合五方面;液壓介質管理;通訊網絡、控制系統、傳感器管理。

    概述: 智能化工作面的管理在于人員培訓、技能提升、技術準備;所選擇傳感器與現場的契合;設備自動控制程序與現場的契合五方面;液壓介質管理;通訊網絡、控制系統、傳感器管理。

         我將上述五方面內容分散到智能化工作面建設準備、地面調試、地面拆除井下調試、井下正常生產、井下拆除五個環節中,與大家分享一些具體的管理經驗與做法。

    1、領導機構要求:

    1)、應成立以礦長為組長的領導小組,全面負責智能化建設相關工作。

    2)、成立以回采區隊為主體,基層科區技術人員為核心的技術學習、培訓領導小組。

    3)、回采區隊應安排專職管理人員負責智能化工作面建設的現場工作。

    示例:某礦僅礦安排調度指揮中心主任負責,基層科區現場無管理人員負責,僅安排一名班長配合廠家帶著干活,導致調試進度緩慢,出現安排難落實、指揮無方向的問題,基層科區管理人員也未能在調試期間合理組織生產、檢修人員學習。出現安排難落實、指揮無方向的問題。

    2、為避免設備頻繁拆、裝,為確保設備性能得到充分發揮,綜采工作面采用智能化設備需滿足如下要求:

    1)、地質條件要求:

    地質部門應提供該工作面詳細地質說明,工作面面內盡量少的賦存較復雜地質構造,避免面內進行放炮作業。組織由礦總工程師牽頭地質、技術、經管、綜采區、掘進施工單位等相關部門參與的安全技術經濟一體化論證。

    示例、某礦工作面面內地質條件復雜、斷層多,頻繁放炮,導致智能化相關設備頻繁安裝、拆除,無法充分發揮智能化設備的效能。

    2)、回采區隊技術人員配備要求:

    1)、電工配置不少于6人。

    2)、支架檢修工配置不少于4人。

    3)、電工隊長、機電技術員、機電主管技術員、機電區長配置不得缺員。

    3)、智能化工作面相關設計需求:

    1)、地質科提供地質說明書。

    2)、通風區提供通風設計。

    3)、供電設計(127V及以上用電設備)。

    4)、技術科、回采區隊配合廠家編制所有受控設備、開關的通訊網絡拓撲圖。

    5)、技術科提供綜采工作面設計。

    6)、技術科、回采區隊提供完整采煤工藝文件、支架動作一般操作流程、特殊操作流程、各子系統設備啟動、停止流程、應急處置要求。廠家應按上述文件編寫程序,地面調試期間即依照文件進行驗收。

    示例一:某礦供電設計中未校核127V供電線路壓降,導致機尾段控制器狀態異常,時常重啟。、

    示例二:某礦未及時提供完整采煤工藝及支架動作邏輯流程,廠家提供支架拉移自動化動作與概況地質條件不符,現場無法正常使用,影響智能化調試進度。

    3:為確保智能化工作面需求的各類數據準確、可靠、齊全,各類傳感器、數據采集、傳輸應符合如下要求:

    1)、行程類傳感器應需選擇內置型;若為外置光學傳感器,則其抗粉塵干擾性廠家應提供詳細書面材料說明。其它無法內置傳感器必須采取全封閉保護。

    2)、智能化工作面所有傳感器應在入礦前完成標定,并由礦方進行驗收。具體包括:各類行程傳感器、角度傳感器、壓力傳感器。

    3)、智能化工作面所采用開關、設備應具備通訊功能。不同通訊方式應滿足下列要求:

    1)、采用RS485,RS422通訊,要求傳輸速率可調整、通訊格式可調整、使用標準ModbusRTU協議.

    2)、采用以太網通訊,使用ModbusTCP協議。

    3)、采用總線式可以自定義通訊協議。

    4)、同等受控延時、受控距離的情況下應選擇總線式、雙工通訊

    示例:某礦泵站控制柜采用非標ModBUS協議,廠家溝通不及時,集控中心始終無法與泵站子系統完成通訊、控制工作,影響智能化調試進度

    4)、智能化工作面開關設備,若采取通訊進行控制,則應滿足如下要求:

    1)、設備應具備通訊斷路后自我保護功能,可以在2s內完成停機動作。

    2)、在通訊線路正常情況下,控制延時不得超過200ms。

    5)、各子系統廠家必須向智能化控制廠家提供的通訊協議必須包括智能化廠家需求的所有接口,不得借故拒絕提供。

    示例:某礦采煤機廠家無上位機并拒絕提供一些數據監控端口,礦方不得不安排煤機干預人員負責監控煤機各項數據。

    6)、智能化工作面網絡架構應采用標準三層網絡架構,嚴禁壓縮、簡化網絡架構。

    7)、智能化工作面數據主機應采用熱備主機。

    8)、煤機相關傳感器要求具體如下:

    1)、煤機廠家提供的煤機位置傳感器應配套提供相關校準設備、程序,中間段校準要確保煤機位置確保誤差不超過0.75m,煤機上、下端頭處位置校準確保誤差不超過5cm。

    2)、煤機采高傳感器嚴禁使用實際生產中會因搖臂抖動而產生較大誤差的傳感器。

    示例、某礦由于煤機提供的定位不達標、機頭、機尾割穿點為確保安全,所留余地較大,從而加大了人工干預度,在機頭、機尾割三角煤期間需要人工頻繁參與干預作業.

    4:液壓介質管理工作具體要求如下:

    1)、一般要求配置清水過濾站、高壓過濾站、回液過濾站等系統。水質硬度較高的礦井需要使用反滲透水處理系統。

    2)、礦要建立良好的供水系統,盡量減少采面用水的鐵銹類固體雜質。

    3)、要依據礦采面所用水的水質報告采用合適的乳化液或濃縮液。

    示例、某礦水質較硬未配置反滲透裝置,導致電磁先導閥、主閥頻繁故障。

    1)、一般要求配置清水過濾站、高壓過濾站、回液過濾站等系統。水質硬度較高的礦井需要使用反滲透水處理系統。

    2)、礦要建立良好的供水系統,盡量減少采面用水的鐵銹類固體雜質。

    3)、要依據礦采面所用水的水質報告采用合適的乳化液或濃縮液。

    示例、某礦水質較硬未配置反滲透裝置,導致電磁先導閥、主閥頻繁故障。

    二、智能化設備地面調試相關要求

    成立組織機構,明確責任劃分以加快調試進度

    技術資料準備齊全確保調試安全、高效;驗收條理清晰無遺漏

    地面安、拆期間精細化管理確保各類配件齊全無損、通訊網絡暢通、液壓系統清潔度

    充分利用地面調試階段加強職工對設備認知、掌握

    1、設備到礦后,礦要成立以礦長為組長的專門領導小組全面負責智能化工作面調試工作,明確地面調試期間安全負責單位。同時要編制所有設備所要實現智能化控制功能分工計劃并要求各廠家簽字確認定期召開兌現會,兌現工作落實進度。

    示例:附件一II415工作面煤機位置校準程序及完整工藝段核對、調試計劃.doc

     

    2、地面調試要求:

    1)、地面需有足夠的場地安裝煤機、運輸機、50架支架、移變、開關、控制設備、水處理設備、泵站。

    示例一:某礦地面調試期間未使用水處理設備,導致地面調試期間液壓系統就受到了嚴重污染。

    示例二:某礦地面調試地面僅僅布設20余架支架,導致支架自動作業程序與煤機記憶割煤程序無法完全全工藝段核對。

    2)、地面調試應編制地面調試安全技術措施、地面調試設備布置示意圖、地面調試供電系統圖、地面調試進度圖表,保證地面調試設備、開關與井下所用設備、開關的一致性,確保地面調試工作安全、有序進行。

    示例:某礦地面調試與井下調試所用開關型號不同,導致通訊協議修改,井下試生產期間還要重新進行調試開關控制、通訊工作,給安全生產帶來一定隱患。

    3、地面要設置專門倉庫、安排專人負責智能化所有設備的收發管理工作,并建立相關臺賬。并將剔除的各種堵頭、紙箱收集待調試設備拆解入井時使用。

    4、為了強化學習、培訓效果,地面支架、煤機、運輸機、泵站、水處理、集控中心等主體設備布設完畢后。水處理設備組裝、集控中心線纜布置、智能化相關傳感器、電液控裝置應由回采區隊在廠家指導下負責安裝。

    注:智能化設備的安裝、拆除是一個很好的學習機會,可以強化職工對設備的認知和設備布置方式的了解,應充分利用安裝、拆除的機會對職工進行實操培訓。

    5、開關、設備到礦后,廠家要先期安排負責機械、電氣人員到礦指導設備安裝和常規調試。待常規調試完畢后,廠家要安排負責通訊人員到礦指導通訊網絡連接及測試。待通訊系統建立后各子系統廠家要安排負責程序人員要配合智能化廠家進行程序調試、調整。

    注:機械安裝測試、電氣搭火測試、通訊布設測試、程序測試是一系列無法平行作業的測試流程。為避免出現怠工情況發生,應調配好測試人員作業組織。

    6、所有開關、設備到礦后,相關廠家要向礦方明確通訊接口并指導通訊接口連接方式;夭蓞^隊要抽調人員配合廠家依照通訊網絡拓撲圖鋪設通訊網絡。智能化控制廠家測試通訊網絡接口是否暢通,若有問題及時處理,問題具體處置如下:

    1)、通訊線路鋪設問題,由礦自行處理。

    2)、通訊網絡接口問題,由設備廠家一個工作日內處理完畢。

    3)、通訊協議問題,由設備廠家兩個工作日內處理完畢。

    7、地面調試期間在完成通訊網絡構建后,為確保調試進度,智能化廠家、煤機廠家、相關設備控制廠家負責程序調試人員要駐礦相互配合作業。

    8、智能化廠家及煤機廠家必須結合現場實際需要開放參數修改端口并以菜單或其他人機交互方式向礦方開放以便調整。

    9、所有參數修改端口要有兩級以上密碼,下一級可下發至班隊長及操作人員,高一級密碼應具備修改下一級密碼功能并交由區管理人員。

    示例:某礦組合開關型號過于老舊(QBZ400/1140型四組合開關),雖然具備通訊能力,但廠家不提供通訊協議,導致后運控制系統不完善,僅能做到遠程控制,但無法檢測設備運行具體狀態,無法實現故障報警、故障診斷等功能。

    10、地面調試結束驗收時,要編制驗收流程及驗收項目,依照驗收項目逐條驗收。驗收完成后方可結束地面調試工作。

    11、地面調試期間液壓介質管理要求:

    1)、調試器前支架所有千斤頂內部必須進行徹底沖刷,沖刷期間要求礦安排專人驗收。要求沖刷后回液管排出液體肉眼無法發現雜質。

    2)、支架、水處理、泵站入礦前要檢查所有管路接口,嚴禁出現接口外露情況。

    3)、支架、水處理、泵站入礦組裝期間所有管路堵頭要收集后集中、分類。

    示例:某礦地面調試時未使用水處理裝置或凈化水且泵箱清潔不徹底。結果地面調試期間就出現液壓系統被污染征兆(閥芯竄液、閥組濾油器雜質多)

    三、地面拆除,井下安裝、調試相關要求

    拆解、安裝技術資料齊全,制定井下安裝、調試計劃確保調試期間安全作業、加快調試進度。

    拆解、安裝期間精細化管理確保各類配件齊全無損、通訊網絡暢通、液壓系統清潔度

    充分利用井下安裝、調試階段強化職工對設備認知、掌握

    1、地面調試驗收完畢后由回采區隊負責智能化設備拆除。拆除后要求所有接口恢復封堵狀態。

    2、所有拆除設備入箱、封箱、入庫分類碼放,由專人、專庫、建立臺賬進行管理。

    3、完成各類智能化設備拆除后,交由安拆公司負責剩余主體設備的拆除、入井、安裝工作。

    4、井下支架安裝用液壓管路、泵站系統、水處理系統安裝時,要嚴格管理,杜絕雜質污染液壓系統。

    示例:某礦地面調試按照管路、線纜、控制器等裝置時堵頭未回收。地面拆解入井時管路、線纜無堵頭。管路污染,部分控制器接頭被撞壞

    5、支架開始下井安裝具體要求如下:

    1)、對支架裸露在外的管接頭包扎,防止污染。

    2)、支架在井下安裝撐起時,使用的液壓介質,必須要安裝有過濾系統,使用的清水潔凈度必須達到要求。

    3)、到井下落實礦正式采煤時使用到的清水,檢測清水的潔凈度,可采用清水沉淀檢測。并對使用的清水送檢,化驗水質的硬度及酸堿度指標。

    4)、檢查使用乳化液箱系統,乳化液箱內的清潔度如何,在使用前必須清洗乳化液箱。

    6、待支架安裝完畢后,可以開始工作面智能化設備、線路安裝。由廠家指導,回采單位進行安裝。具體安裝要求如下:

    1)、由廠家指導編制安裝計劃。然后依據計劃采用分架安裝或者分類安裝的方式進行安裝。

    2)、地面裝運設備時,應輕拿輕放,車內嚴禁有水、雜物等。

    3)、地面裝車后,車皮上加網封閉并貼封條,嚴防設備運輸期間丟失。

    4)、井下若有條件,可設置專門的設備儲藏硐室并上鎖安專人管理。若在巷道內儲存則必須安專人現場交接管理,儲存地點要確保干燥、頂板完好。

    5)、每天安裝完成后廠家技術人員要進行逐架驗收,確保線路接口沒有插錯,設備安裝位置無誤。

    7、工作面智能化設備安裝期間可以同步布設智能化工作面通訊網絡系統。布設方式與地面調試時相同,由廠家指導嚴格依照通訊網絡拓撲圖進行布設。布設完畢后使用網絡調試助手測試通訊網絡布置情況。.

    8、待完成工作面智能化設備安裝以及通訊網絡布置,即可對智能化工作面各類控制,監測軟件測試。工作面出切眼以前仍使用電液控進行操作,待工作面出切眼以后,方可進行工作面智能化動作調試。

    注:井下現場通訊網絡布設期間,區隊技術員應全程參與作業,是很好的熟悉、掌握智能化工作面網絡拓撲圖的實踐機會。

    9、智能化工作面井下調試應遵循如下要求:

    1)、編制井下調試計劃、井下調試安全技術措施,確保調試進度及調試期間的安全作業。

    2)、依據調試計劃檢修班進行程序修改、刷新工作,生產班進行程序運行效果調試。調試期間,應選擇頂、底板、支架、運輸機狀態良好的地段進行調試作業。

    3)、調試時程序編輯人員必須在現場,一人在控制臺進行操作,另一人在現場觀察程序編輯動作能否依照程序要求動作。另外要結合井下現場程序進行程序修改工作。

    4)、調試期間,煤機干預人員要嚴格依照已編制的調試文件進行割煤作業動作,保程序調試進度及調試期間的安全作業。

    5)、調試工作必須是完整工藝段的調試,嚴禁跳、漏工藝段。

    四、井下正常生產相關要求

    加強正常生產期間液壓系統清潔度管理

    區別于常規綜采工作面的各項管理要求

    放炮期間設備管理

    充分利用井下安裝、調試階段強化職工對設備認知、掌握

    1、需要了解各類過濾站的正常工作方式,反沖洗的設置,并根據煤礦的水質及乳化液質量要求維修反沖洗次數。并需要采購各類過濾站濾芯以備更換清洗。

    2、支架操作人員應與檢修人員一起,做好工作面過濾系統的維護與使用,保障過濾系統的正常運轉,減少故障。

    示例:某礦水質較硬,由于成本原因使用低標號濃縮液,導致水體析出物較多,使得液壓系統被污染。

    3、日常使用及維護注意事項:

    1)、不允許直接用帶壓水沖洗控制器、電纜、電磁閥的接頭及驅動器。

    2)、控制器面板上的螺釘每3月到半年緊固一次。

    3)、電源箱的密封面3月到半年涂抹一次凡士林。

    4)、經常巡察各種電纜的捆扎是否牢固,及時對松動的電纜加固。

    5)、巡察時看看提供給電源的127AC電源的電壓是否穩定。

    6)、巡察各保護產品裝置是否有缺失。

    7)、乳化液箱為工作面液壓介質的儲存箱,也是工作面雜質的匯集處,需要定期維護乳化液箱。每周定期檢查乳化液箱內的清潔度,如箱內雜質或浮油太多,即需要清洗乳化液箱。把箱內液體全部倒掉,并刷洗乳化液箱內壁,在加入合格清水重新配置乳化液。

    8)、每天檢修班要有專門人員負責通訊網絡系統巡查,主要巡查各個接入點處線路松緊度,線路完好情況。

    6、智能化綜采工作面以集控臺控制、自動化作業為主、人工干預為輔,對崗位人員技能要求,工作面安全注意事項有很多變化,工作面作業規程、操作規范要進行相應修改,具有針對性。

    7、工作面正;夭善陂g應加強工作面設備、線路保護,嚴禁放炮。確需放炮,則放炮地點及上、下20米范圍內的傳感器、攝像頭、通訊管線要撤除,待放炮結束后回復安裝。

    注:規程中要明確集控中心操作人員的操作流程及人工干預對自動化系統的影響程度。

    8、工作面回采期間要設備管理嚴格遵守

    自動化綜采工作面機電設備管理辦法3.16.doc

    9、日常生產期間,工作面損毀的智能化相關設備更換后要當班升井,升井后交至廠家售后人員處并建立收、交清單,礦方、廠家雙方簽字確認。

    10、鑒于電液控制閥的精密性,個別密封輕微損傷、錯位既可能導致支架無法動作,所以生產班人員也應備有一定數量的各式密封并具備支架故障判斷的基本能力,以便出現問題,現場及時處理,確保工作面正常生產。

    示例:某礦初次建立智能化工作面,生產班人員不具備故障判斷能力,經常因為更換一個密封的原因就要求檢修人員下井處理,浪費人力、影響開機率。

     

    11、為確保智能化工作面正常運轉,各類微小故障必須及時處理,損壞傳感器必須及時更換。嚴禁拖拉、杜絕出現故障堆積情況發生、謹防因大量問題堆積導致的嚴重系統癱瘓狀況發生。

    12、生產班面內支架、煤機干預人員、集控中心操作人員要有一定的判斷攝像儀故障并進行處理的能力,以便出現問題,現場及時處理,確保工作面正;夭。

    13、區別與傳統綜采工作面,智能化工作面的回采區隊,班隊長以上管理人員必須要能熟練掌握工作面的通訊網絡拓撲圖,以及各設備的邏輯控制關系。

    14、工作面回采期間通訊網絡線路要分類整理、碼放,回收通訊線纜統一交至地面智能化工作面專用庫房,嚴禁隨意截斷、丟棄。

    五、井下拆除相關要求

    細化拆除管理,避免拆、裝、運、卸、存期間設備的損壞

    細化液壓介質管理,減輕維修負擔

    細化材料管理,杜絕遺漏、丟失

    細化勞動組織,提供拆除效率

    1、支架完成鋪網作業后,即開始工作面各類傳感器、攝像頭、控制器、驅動器、耦合器、電源、各類線纜等智能化相關設備的拆除工作,待拆除完畢后,方可進行扒超前棚作業。

    2、井下拆除的所有智能化相關設備應分類裝入車皮內升井,車皮內嚴禁有水、雜物等。升井后完好設備交至地面智能化設備專用庫房,分類碼放整齊,采用專人、專庫、建立臺賬管理。損毀設備聯系廠家,交至其售后人員處,并制作交貨清單礦方、廠家雙方簽字確認。

    3、支架拆除時,含有內置傳感器的千斤頂要有專門標識,完好的采用專人、專庫、建立臺賬管理,損毀的聯系廠家,交至其售后人員處,并制作清單礦方、廠家雙方簽字確認。

    4、智能化設備通訊系統、數據服務器、交換機、綜合接收器等通訊節點設備及線纜應用專用車輛進行打運。打運升井后交至地面后,采用專人、專庫、建立臺賬管理,損毀的聯系廠家,交至其售后人員處,并制作清單礦方、廠家雙方簽字確認。

    5、上述工作可在工作面扒超前棚作業時,同步進行。工作面扒超前棚作業時,運輸系統、泵站系統的控制可用傳統綜采工作面方式進行控制。

    6、支架拆除時,支架拆卸管路時注意保護液壓管路接口,每個裸露在外的接口需用塑料袋包住,并用橡皮筋扎牢。并對管路電纜等進行有效固定,避免損壞或遺失;在新工作面重新安裝液壓管路時,如有污染的液壓管路接口,需對管路進行清洗后才能安裝到支架上。

    7、重新投入使用支架,使用前對支架反沖洗過濾器進行沖洗(保持泵站開啟),避免在完成倒面工作后反沖洗過濾器濾芯上的雜質干澀后沖洗不干凈。

    8、重新使用前要依照第一章支架千斤頂內部沖洗要求進行再次沖洗,沖洗時注意泵站的水質清潔度,務必在水質清潔度達標后再給工作面供液,且一定要安裝過濾裝置,保證進入支架的水質清潔度。

    9、支架重新投入時候時,由于電液控制系統長期未能工作,其中電磁先導閥內部殘存的乳化液易出現絮狀物析出現象,造成部分電磁先導閥可能無法動作,因此在工作面支架拆除前最后兩個生產日內使用高濃度乳化液進行生產(4%以上),以便減少上述故障。

    10、在支架上的電控部分拆卸時按電控操作說明進行拆卸,嚴禁野蠻拆卸,防止電控元件的損壞。接口與端口部分需采取保護措施,防止倒面過程中污染、損壞。

    11、支架拆除使用乳化液泵時,對介質的管理要求應等同于正;夭善陂g的要求,嚴禁甩掉水處理裝置進行拆除作業。

    12、支架再次投入使用前支架操作清洗方案及系統恢復操作步驟:

    1)、連接好已處理好清水。

    2)、清洗泵箱,泵箱適當加入濃縮液,防止泵箱、系統生銹。

    3)、斷開所有支架主閥組的進回液管及總回液管(系統沒有清洗干凈時不能接進泵箱)。

    4)、斷開支架總進液管的末端,啟動泵站,泵站壓力不宜高,壓力控制在7MPa左右,對主管路進行2-5分鐘的沖洗,反復3次以上,完成主管路的清洗,確保把儲存、運輸、安裝過程中帶入的灰塵、碳粉、巖粉及其他多余物沖洗干凈。

    5)、主管路清洗完后,檢查完支架管路連接沒有問題時,對系統進行升壓,來回沖洗反沖洗兩次后,保證支架滿行程情況下反復動作各油缸,特別是立柱、推移、平衡,清洗程度可以通過肉眼在礦燈直射的條件下觀察主閥組回液的顏色,沖洗到清澈為止,對所有支架按此把原油缸的已污染液體置換干凈,此過程的回液全部直接排掉,不回液箱。此過程在動作支架時可以記錄故障產品情況,以便更換。

    6)、動作支架時可以通過支架動作速度情況檢查出支架反沖洗過濾器濾芯是否堵塞,此步對于有故障的濾芯必須需要更換,不能在濾芯上打孔以及做人為損壞操作。

    7)、更換故障產品,及時的處理工作面串液現象,保證系統正常運行。

    8)、乳化液濃度添加,可以通過采煤生產的過程進行,但濃度必須保證在3%以上,一直保證通過糖量計檢查回液濃度到達標準位置。

    9)、統一更換主閥過濾器一遍。

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