以“智”取胜，让矿山更智慧——冀中能源股份公司邢东矿11233智能化矸石充填工作面建设侧记

6月份，冀中能源股份公司邢东矿11233智能化矸石充填工作面实现了月产6万吨历史性突破。这一成绩的取得，是邢东矿对科技创新孜孜不倦的追求和探索。以“智”取胜，为矿井可持续发展打下坚实的基础。 

三项国家实用新型发明专利

邢东矿自12212矸石充填工作面成功回采以来，每月生产能力仅为5000吨左右，且仅能处理本矿产生的矸石。在采访中，邢东矿机电科技术主管侯成志说。

6年来，通过技术人员现场试验，不断探索，为增强设备的适应性和实用性，提高充填效率和效果，他们对支架局部进行了升级改造。一是研制了支架新型捣实机构，将原来的双捣实改为单捣实，操作更加便捷高效、易更换。此项改造荣获国家专利。二是研制了国内最大的矸石刮板运输机，将原来的130千瓦、730槽宽的升级为200千瓦、800槽宽的溜子，选用进口材料制作，提高了后溜子的运行效率和耐磨度，此项改造获国家专利。三是研发了智能化捣实控制系统，在原有的20项基本功能基础上，增加了一、二级护帮、伸缩梁等12项功能，设计一组主控阀，创新采用“一键两用”方式，为单架自动充填和成组自动充填奠定了基础。自动充填控制程序（自动化捣实装置）获得国家实用新型专利。

充填 捣实 三版自动化设计

在11233矸石充填工作面，最重要且最关键的一环是工作面自动化控制系统。而在研制充填和捣实的过程中，经过三次优化设计，最终实现了可以对程序设置捣实层数、每层捣实次数、捣实循环次数等，用法灵活。

据侯成志介绍，自动充填控制程序主要分为两部分。在物料下落过程中，主要实现落料控制。当单架自动充填时，落料传感器对后溜子下面的矸石量进行检测，若矸石量达不到捣实要求，放矸口自动打开。在物料夯实过程中，该过程中控制后铲板循环伸缩动作，实现对堆积物料的夯实，并辅助传感器检测判断是否达到设定目标。

在第一和第二版的设计中，捣实过程快，缺点是捣实强度较差，循环少。第三版在第二版的基础上增加了捣实强度和循环次数。

侯成志说，捣实机构最大捣实压力为24MPa，在第一层若压力值达不到设定值时，将会进行2次充填动作。2次自动充填动作将和第1次自动充填动作一样。若2次还达不到充填效果，将会进行3次自动充填动作。如果还未达到压力值或者未达到捣实最大行程，则在显示屏显示未完成。同时，进行第二层捣实，程序和第一层一样，总共3层（可设置捣实层数），每层3次（可设置捣实次数）。当一个循环完成后，直接开始第二个循环，动作和第一个循环一样，直到完全将矸石捣实，保证捣实后的区域不发生地面沉降。

装备“全集成”实现一键启停

邢东矿11233矸石充填自动化工作面主要包括43架高架充填支架、采煤机、前后刮板输送机和转载机各1部。在采煤机的选型上，选用了MG500/1140-WD型电牵引采煤机。

据机电科党支部书记邱艳海介绍，本套采煤机的电控系统通过升级改造，实现了专用调制通讯模块可实现将采煤机的基本运行数据发送到顺槽，可接受并执行来自顺槽的远方操作控制指令；采煤机与顺槽监控箱控制器之间采用高速OFDM调制通讯技术，实现双向实时控制数据通讯等功能，并提供1路RS485通讯接口，该接口可接入工作面集控系统，允许经过认证的第三方设备显示采煤机各种数据，并能通过协议来对采煤机电机、牵引和调高进行远程控制。这就对实施一键启停提供了坚实基础。

不仅如此，还装备了矸石自动充填控制系统、矸石充填率自动化控制、乳液泵站自动化供液、矸石（原煤）自动化控制等多项技术综合形成了整个采煤充填智能化系统。

智能乳化液泵站自动化控制系统由15台设备组成，多泵联动、自动切换。实现了乳化液浓度在线实时监控、自动配比，水过滤精度始终控制在5um以下。

自动充填技术是电液控制技术的延伸。矸石充填率自动控制为2套图像复核双检验型计量系统，分别安装在运矸第4部皮带、原煤运输第1部皮带，通过实时监测运矸量以及运煤量，保证工作面的矸石充填率达到85%以上，每班可减少用工4到5人。

“装备的升级改造，相较于以前的矸石充填工作面，自动化与智能化的应用，促进了劳动组织的变革，从原来的先出煤后充填、一班出煤一班充填，改为回采与充填同时进行、平行作业，两班出煤，工作面月产能力大幅提升，为月产6万吨提供强有力的保障。”邢东矿副矿长王宏奇说。（王印河）