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1681692019 年第 8 期2019 年第 8 期 线的一套新型的胶带运输监控系统，该系统具有常 规胶带运输监控系统的功能，同时具有以下特点 （1）多种接口方式系统配置有以太网、 RS485 接口，易与其他系统或设备连接，便于扩展。 （2）即插即用可配置各种检测保护装置， 采用接插连接方式，可自动识别沿线监测设备的类 型、位置。 （3）地面胶带集控系统、IP 广播系统和工业 电视监控系统构成远程监控系统，可以在地面上远 程控制井下胶带，远程对井下进行扩播喊话，能够 监测各设备的运行状态、记录故障等。 2.2 KXT23 矿用 IP 网络广播系统的应用 针对该矿网络广播系统存在长距离音频功率传 送布线困难、损耗大、音质不佳、维护管理复杂、 互动性能差等问题，开发了基于 TCP/IP 协议的 KXT23 矿用 IP 网络广播系统。 2.3 KJ32A 型光纤工业电视监视系统 KJ32A 型光纤工业电视监视系统具有防爆、抗 低温、防雷击等特点。本系统利用光纤作为传输介 质，前端摄像机具有模拟和数字两种制式，具有完 善的录像服务、报警服务、网络代发等功能，可以 与其他监控系统联网进行数据交换。 3 主运煤远程控制系统的组成 在地面集控室设置 2 套研华工控机、组态软件、 IP 扩播软件和相应的通信设置、硬盘录像机、视频 显示器等实现系统的地面集控功能、语音扩播功能 和视频显示和存储功能。 在地面设置 1 台千兆交换机、井下设置 1 台矿 用隔爆兼本安型千兆交换机实现集控、视频和语音 信号的传输。 系统在各带式输送机头设置一台 KJD5 可编程控 制机、一台 KDW210 隔爆兼本安电源继电器箱控制 设备的开 / 停，带式输送机机头配置速度、烟雾、堆 煤、温度、洒水、张力传感器等保护传感器；带式 输送机沿线每100m处安装一台急停闭锁开关。 另外， 在各带式输送机头配置一台 KXT23.1A 扩播接口，沿 线每 100m 处安装一台 KXT22.2 通信信号装置分机， 在沿线的适当位置安装跑偏及纵撕传感器。 煤仓上口配置一台 GUL60 矿用本安型雷达料 位计对煤仓煤位进行测量，信号传输至可编程控制 箱，每个带式输送机头、给煤机落煤点配置一台摄 像头。 4 主运煤远程控制系统的功能分析 4.1 胶带控制系统控制功能 胶带控制系统具备地面集控、就地自动控制和 就地手动工作方式。 （1）地面集控井下控制站接收来自集控室 的启车和停车指令，自动按顺序启动各胶带、运行、 联锁与保护、停车全过程的控制和监测。 （2）就地自动控制由操作员在带式输送机 头根据胶带工况，一键启停单条胶带，此时胶带与 前级存在联锁关系。 （3）就地手动此方式为人工手动操作，不 需闭锁，主要用于检修试车。 控制站均采用可编程控制机作为主控制器，完 成带式输送机的运行、 保护、 通信、 信号和显示功能。 4.2 胶带控制系统显示功能 （1）带式输送机的状态信号具有显示各电 机的开停状态、制动闸的状态、运行状态等工况的 状态显示功能。 （2）显示带式输送机跑偏、闭锁、纵撕、滚 筒超温、打滑、烟雾、堆煤、洒水、张力下降保护 等状态的显示和报警功能。 （3）具有对胶带速度、滚筒温度、煤仓煤位、 胶带张力等模拟量显示功能。 （4） 胶带启车预估、 打点联络和语音通话功能。 4.3 胶带控制系统保护功能 系统具有带式输送机跑偏、速度检测、打滑和 超速保护、沿线急停闭锁和故障位置检测、堆煤检 测、滚筒温度检测、自动灭火洒水、烟雾检测、带 式输送机纵撕保护等完善的检测保护功能。 4.4 系统组网功能 本系统可以通过上位机的以太网接口接入矿井 自动化平台，将集控系统数据上传给自动化平台进 行数据共享。 4.5 矿用 IP 网络广播系统 （1）自动播放功能系统可按照音频服务器 先设置在终端中的播放列表，自动播放或停止播放 存储在终端存储卡上的曲目。 （2）联机功能配合 KXT22.1 和 KXT22.2 语 音信号装置，可以实现井上、带式输送机头和沿线 的实时对讲功能。 4.6 工业电视系统 （1）通过设置在井下带式输送机头的摄像仪， 井上集控中心可以观察到带式输送机头和给煤机的 （下转第 174 页） 综采液压支架操纵阀手柄闭锁 在“四难”煤层中的使用 高宝安 李守广 刘恩民 （枣庄大兴矿业有限责任公司，山东 枣庄 277319） 摘 要 ZPY4800 ／ 14 ／ 28QS 液压支架的操纵阀手柄在大倾角、大仰采、“三软”煤层、分层（铺网）开采使用中， 由于工作面现存和潜在的漏顶、滚矸等诸多问题，容易造成操纵阀手柄误动作，并由此带来事故隐患。现就液压支架的操 纵阀手柄结构增设手柄机械闭锁，解决上述操纵阀手柄误动作问题，避免潜在的安全隐患。 关键词 液压支架 操纵阀手柄 机械闭锁 中图分类号 TD355.4 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2019.08.060 Application of Control Valve Handle Locking of Fully Mechanized Mining Hydraulic Support in “Four Difficult“ Coal Seam Gao Bao-an Li Shou-guang Liu En-min Zaozhuang Daxing Mining Co., Ltd., Shandong Zaozhuang 277319 Abstract The control valve handle of zpy4800/14/28qs hydraulic support is easy to cause misoperation in coal seam mining because of the potential roof leakage, rolling gangue and other problems in the working face. In order to solve the problem of misoperation of the control valve handle mentioned above and avoid potential safety hazards, mechanical lock is added to the control valve handle of the hydraulic support. Key words hydraulic support control valve handle mechanical blockade 收稿日期 2019-02-13 作者简介 高宝安（1965-），男，山东省滕州市人，中共党员， 大学文化，工程师，枣庄市首席技师，2013 年毕业于山东科技大 学矿山机电专业，现任枣庄大兴矿业有限责任公司 机电工区主任 工程师。 1 概况 枣庄大兴矿业有限责任公司地质条件是国内煤 矿开采中极少见的，山东矿机集团专门设计难采 煤层综采 ZPY4800/14/28QS 液压支架，适应倾角 ≤ 40（仰角≤ 25）、“三软”煤层 、煤层分 层铺网开采。 采煤机使用双滚筒MG170/410-WD型， 采高为 2.8m，截深 0.6m，适用煤层倾角≤ 35， 工作面采用 SGZ630/264 刮板输送机运煤。 2 工作面概述 2.1 工作面地质条件 2东303 是该矿首个综采工作面，走向北东， 倾向北西，平均走向长度 393m，倾向长度平均 152m，煤层倾角 2230 , 煤层厚度平均 3.3m，以 黑色亮煤、镜煤为主，煤层有滑面，显鱼鳞薄片状。 顶板为泥岩， 平均厚度为0.42m， 直接顶为中细砂岩， 平均厚度为 2.4m，顶板裂隙发育、易冒落；底板岩 性多为泥岩，平均厚度为 0.41.3m，老底为砂泥岩， 平均厚度为 5.06m。煤层及顶板具有弱冲击性。矿 井井田构造复杂，井田内断层较发育，岩石机构松 软，抗压强度低，具有可塑性、膨胀性、崩解性以 及扰动性等特征，是典型的“三软”煤层。 2.2 自然条件对支架操纵阀手柄带来的安全隐患 2东303 工作面共有液压支架 93 架，每个支架 共有 14 个操纵阀手柄。操纵阀分成 3 组在不同位 置固定，其中 1 组为 8 个操纵阀手柄，用于立柱、 推移、平衡、抬底、撑帮板、伸缩梁、侧护、底调 千斤顶的操控，也是每个支架的主要阀组，本文仅 以此阀组进行论述。 由于受大倾角、 大仰采、 “三软” 煤层、 分层 （铺 网） 开采地质条件影响， 综采工作面生产以来， 架前、 架间漏顶、煤壁片帮、底软、撕网卷网等问题一直 困扰着支架回采作业。频繁出现的挤架、咬架、倒 架现象， 致使架前上部顶板漏空。 630刮板输送机 “压 1701712019 年第 8 期2019 年第 8 期 死”问题时常发生，支架操作手柄常常被矸石埋在 下面，进而诱发更加严重的支架倒架现象，严重影 响支架操纵阀手柄的正常操作，造成严重的事故隐 患。采取综采液压支架操纵阀手柄闭锁安全措施刻 不容缓。 2.3 支架操纵阀手柄误操作带来的生产问题 滚落的矸石进入架内砸到或碰到立柱操纵阀手 柄，或人员在转运物料期间碰到、刮到撑帮板操纵 阀手柄，造成支架降架，采煤机撑帮板收缩。 （1）导致顶板矸石冒落，矸石会“压死”工 作面溜子，工作面不能运输，影响生产； （2）导致架撑帮板会卡住溜子，工作面不能 生产，同时，工作面冒落的矸石不能运输，工作面 不能正常通风，影响安全； （3）导致顶板空顶，支架无支撑力，继而又 造成支架挤架、倒架； （4）导致采煤机撑帮板收缩，可能造成采煤 机截齿损坏，威胁人身安全。 3 液压支架操纵阀手柄闭锁装置设计 3.1 液压支架操纵阀手柄闭锁结构 根据 ZPY4800/14/28QS 液压支架操纵阀手柄安 装位置，考虑到在不影响正常使用、又便于实际操 作的情况下，用 Φ10mm 圆钢加工成 50500mm 的长形环，在长形环左端 1/3 处焊一立筋，一方面 起到加强作用，另一方面起到使系着的小链不窜动， 如图 1 所示。 用 δ10 钢板加工 2 块支撑板，每个支撑板上 各钻 2 个 Φ13mm 的孔，用于与阀组架固定，在支 撑板的立面各做 2 个 60（Φ1636mm）的斜口， 一方面起到卡住长形环的作用，使其不脱落，另一 方面是操作方便；再用 Φ4310mm 小链一端套在 长形环里，一端焊接在左侧支撑板的下部，使长形 环不掉落，起到提高效率的作用，如图 2 所示。 图 1 长形环结构图（单位mm） 3.2 液压支架操纵阀手柄闭锁装置的安装 在 ZPY4800/14/28QS 液压支架手柄固定板的两 侧面，分别固定支撑板和长形环，将 8 个操纵阀手 柄全部套进长形环里，再将长形环卡进 60的斜口 里，这样 8 个操纵阀手柄就被长形环卡住了，如图 3 所示。当需要带压擦顶移架，支架工首先将手柄 闭锁长形环从侧板斜口中取出，然后才能手动操作 带压擦顶移架，操作完毕，操纵阀手柄恢复到零位， 将长形环手柄闭锁再放回60的斜口里， 以此类推。 工作面偶尔出现滚杆或架间、架前漏顶，矸石即便 砸到或推到任 1 个操作手柄上，由于液压支架操纵 阀手柄闭锁能承载 200kg 重量，再加上操纵阀手柄 是在支架两棵立柱的中间部位，液压支架也不会误 动作。 图 2 支撑板结构图（单位mm） 图 3 手柄闭锁装置安装示意图 4 液压支架操纵阀手柄闭锁改造后的效果 ZPY4800/14/28QS 液压支架操纵阀手柄闭锁改 造后，能有效防止滚落的矸石进入架内砸到或碰到 立柱操纵阀手柄；能有效防止人员在转运物料期间 碰到、刮到撑帮板操纵阀手柄；工作面在放炮期间， 避免飞溅的矸石击打到操纵阀手柄造成误动作，对 工作面支护、设备造成安全隐患。该改造结构上简 单，操作简便，安全可靠，实用性强，投资少。 5 结语 在大倾角、大仰角、 “三软”煤层、分层（铺网） 开采极其复杂的条件下使用 ZPY4800 ／ 14 ／ 28QS 液压支架，在探索和实践中总结出防止支架操纵阀 手柄误动作的装置。经过“2 东 303、2 北 201”综 （下转第 174 页） 临汾同富新煤业槽波地震勘探应用研究 李 璐 （晋能集团临汾有限公司，山西 临汾 041000） 摘 要 为准确查明同富新煤业 10203 工作面内部及外段延伸部分隐伏地质构造情况，精确控制和准确掌握 F58 号断层 发育情况，采用了投射槽波地震勘探技术对整个工作面进行了探测。通过与井下采掘前的地质描述及采掘中的实际揭露进 行对比表明，此次槽波地震勘探工程有效控制住了隐伏地质构造、地质异常体，为探测区域内的煤层开采提供了先进的物 探技术支持。 关键词 槽波地震勘探 隐伏地质构造 井下物探技术 中图分类号 P631.4 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2019.08.061 Study on In-seam Wave Seismic Exploration and Application in Tongfuxin Coal Industry of Linfen Li Lu （Linfen Co.,Ltd., Jinneng Group, Shanxi Linfen 041000） Abstract In order to have a good knowledge of the hidden geological structure of the internal and external extension of the 10203 working face in Tongfuxin Coal Mine, precisely grasp the development of the F58 fault, the whole working face was detected by using the projective in-seam wave seismic exploration technology. By comparing the geological description before underground mining with the actual situation during mining, it shows that the in-seam wave seismic exploration project has effectively controlled the hidden geological structure and geological anomalous body, and provided advanced geophysical technology for the coal seam mining in the exploration area. Key words in-seam wave seismic exploration hidden geological structure underground geophysical exploration technology 收稿日期 2019-02-20 作者简介 李璐（1987-），男，山西省临汾人，地质工程师， 2010 年毕业于太原理工大学矿业工程学院资源勘查工程专业，现 任职晋能集团临汾有限公司地质与防治水中心物探与化探科主管。 煤矿地质与防治水 1 槽波地震勘探 槽波地震勘探是利用槽波来探测井下低速夹层 及地质构造异常体的一种地震方法，是探测煤层不 连续性的物理方法，也称为层内勘探法。槽波地震 勘探对探查工作面断层、采空区、陷落柱和煤层变 薄区等构造异常体在勘查精度和距离上明显优于井 下坑道透视等探测方法，目前较常用的槽波地震勘 探方法为透射法和发射法。 2 槽波透射法与反射法的原理和操作 2.1 槽波透射法 槽波透射法是采用从顺槽一端的震源透过回采 工作面传达至另一端顺槽检波点的直达槽波信号， 根据槽波的强弱来判断在相应的回采工作面内有无 构造异常。 2.2 槽波反射法 槽波反射法是在同一巷道内布设炮点和检波 点，当槽波信号在煤层传播中遇到不连续体表明遇 到了地震波的波阻抗，就会产生反射槽波信号，通 过观察回采工作面反射槽波信号的强弱来判断构造 异常体的位置。 3 同富新煤业 10203 工作面槽波地震勘探 3.1 工作面概况 同富新煤业有限公司位于乡宁县东 21km 处的 管头镇万上村一带，行政区划属管头镇管辖。10203 工作面为走向布置，回风顺槽走向长度 1900m，运 输顺槽走向长度 1730m，工作面倾向长度 246m。 10203 工作面地表为山坡形态，工作面整体位于 1741752019 年第 8 期2019 年第 8 期 采工作面两年多的应用，支架操纵阀手柄从未发生 过误动作。通过有效的闭锁控制，综采支架操作的 安全性能得以提高，矿井生产效率显著提升，为综 采支架在难采煤层机械化开采奠定了基础。 [J]. 煤田地质与勘探，2015，43（03）102-109. ［2］ 乐勇，王伟，申青春，等 . 槽波地震勘探技术在 工作面小构造探测中的应用[J].煤田地质与勘探， 2013，41（04）74-77. ［3］ 王季，李建政，吴海，等 . 透射槽波能量衰减系 数成像与陷落柱探测 [J]. 煤炭科学技术，2015， 43（01）108-111. ［4］ 武延辉，王伟，高星 . 槽波地震反射法在断层中的 应用 [J]. 煤炭与化工，2016，39（02）124-130. ［5］ 李松营，廉洁，腾吉文，等 . 基于槽波透射法的 采煤工作面煤厚解释技术 [J]. 煤炭学报，2017， 42（03）719-725. （上接第 168 页） （上接第 170 页） 运行状态。 （2）系统具有存储视频图像功能。 （3）系统有在监视器上分屏、单屏观察视频 图像功能。 （4）视频监控系统配合 IP 语音信号装置可以 实现井下胶带的远程调度控制。 4.7 主要设备功能及性能 （1）KJD5 矿用本安型可编程控制机可用于有 瓦斯及煤尘爆炸危险的煤矿井下。该控制机采用模 块化设计，配置灵活，汉字显示，语句表、梯形图 编程。 （2）KDW210 型矿用隔爆兼本安电源继电器 箱适用于煤矿井下，为 KJD5 矿用本安型可编程控 制机 （PLC） 或其他矿用监控设备提供本安型电源。 （3）KXT22 语音通信装置主要实现工作面的 语音报警和语音通信功能，实现工作面人员的语音 沟通。 （4）GUL60 矿用本安型雷达物位传感器采用 雷达测距原理，用来测量煤仓、水仓等储料仓的料 位高度。 （5）KXT23.1A 矿用本安型 IP 网络广播终端， 主要功能定时播放广播、扩音对讲、监听，可与 KXT22.1、KXT22.2 扩音装置联机通话。 5 效益分析 （1）主运煤远程控制系统的应用，使得胶带 输送机运行与给煤机运行实现联锁，集中控制系统 还包含各种保护，能自动及时发现故障点。设备发 生故障时，系统便能显示出故障情况或发出报警信 号，便于及时处理，从而提高主运煤系统运行的安 全性。 （2）主运煤系统集中控制的 IP 网络广播系统 配置扩播电话和启动前的全线语音告警装置，大大 提高了井上调度与井下现场作业人员的协调与沟通 能力。且该广播系统预留了与紧急避险扩播系统串 接的端口，缩减了在主运煤系统中紧急避险广播设 备的投入，减少了成本支出。 （3）主运煤系统集中控制系统运行后实现了 井下 8 条胶带输送机和 3 台给煤机的无人值守，在 地面集中控制主控机房安排司机进行胶带输送机的 远程启、停操作和远程监控。可以节约人力工资 300 万元 /a。 （4）该煤矿以往主运煤系统为逆煤流启车， 在上次生产班结束后，运输系统胶带上的煤炭都已 经卸净，再次启动的运输系统从煤炭进入系统到煤 炭流出系统需要 3060min，整个下游的胶带都在空 转等煤，造成了电能消耗和带式输送机械磨损。通 过对集中控制系统运行逻辑的优化设计，实现了系 统的顺序闭锁功能系统重载按逆煤流启动，空载 也可按顺煤流启动、顺煤流停车的集控方式。使用 原控制逻辑时主运煤系统月平均耗电量为22万度， 使用系统重载按逆煤流启动空载按顺煤流启动、顺 煤流停车的集控方式后月平均耗电量为19.95万度。 （5）避免胶带输送机无煤空转，减少对输送 机运转部位如滚筒和托辊的使用损耗以及胶带的磨 损，延长了零部件及设备的使用寿命，节约了成本。 【参考书目】 ［1］ 赵建军 . 基于 KXH18 为核心的煤矿胶带运输监控 系统 [J]. 科技展望，2014（21）192. ［2］ 苏士杰，魏天乐，武磊 . 矿区远程视频监控系统 在千秋煤矿的应用[J].煤炭技术， 2009， 28 （03） 83-84. ［3］ 李明华，范高贤 . 数字化视频监控系统在煤矿中 的应用 [J]. 工矿自动化，2006（02）58-60. 辛置煤矿 10-425 工作面槽波地震 探测技术研究与应用 牛园园 （霍州煤电集团辛置煤矿，山西 霍州 031412） 摘 要 为充分了解 10-425 工作面的地质构造情况，采用槽波地震探测技术对工作面进行探测。通过对槽波的形成和现有槽 波地震勘探技术的分析，结合工作面的具体地质条件对工作面的槽波地震探测方案进行具体设计。根据探测结果可知，工作面 前方约 900m 为低速区，推断该位置处为陷落柱，工作面前方约 570 ～ 580m 为高速区，该区域为断层破碎带，为后续工作面 回采提供指导。 关键词 槽波 地质构造 地震探测 中图分类号 P631.4 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2019.08.062 Research and Application of In-seam Seismic Survey Technology for the 10-425 Working Face in Xinzhi Coal Mine Niu Yuan-yuan （Xinzhi Coal Mine, Huozhou Coal Electricity Group, Shanxi Huozhou 031412） AbstractIn order to fully understand the geological structure of the 10-425 working face, the in-seam seismic survey technology is used to detect the working surface. Based on the analysis of the channel wave ation and the existing in-seam seismic survey technology, together with the specific geological conditions of the working face, the in-seam seismic survey scheme of the working face is designed in detail. The results show that about 900m in front of the working face is a low-speed zone. It is inferred that collapse columns are located there; about 570580m in front of the working face is a high-speed zone, which is fault fracture zone. These results provide guidance for subsequent mining of the working face. Key words channel wave geological structure seismic survey 收稿日期 2019-02-01 作者简介 牛园园（1987-），山西省长治市壶关县人，2009 年 6 月毕业于阳泉学院地质勘查专业，助理工程师，现从事煤矿地质测 量防治水工作。 1 工程概况 辛置煤矿 10-425 工作面位于东四左翼采区，东 面为 10-427 设计工作面，南面为 H40m 断层，西 面为南土壁保安煤柱，北面为东四左翼轨道巷、皮 带巷。10-425 工作面所采煤层为 10煤层，煤层均 厚 2.6m。煤层直接顶为泥岩及 9煤层，厚度 2.9m； 基本顶为 K2 灰岩，平均厚度 7m，深灰色，厚层块 状， 含燧石条带， 下部含较多化石， 且裂隙溶洞发育； 直接底为中 - 细砂岩，灰白色，石英长石为主，钙 质胶结，均匀层理，分选中等，较坚硬。工作面地 表多为荒地，黄土覆盖平均厚度 280m，基岩平均 厚度 72m，无建筑物，无积水体。工作面整体为单 斜构造，北高南低，根据周边地质及水文地质条件 分析， 掘进过程可能受H40m断层伴生的断层影响， 同时还可能受到陷落柱的影响，对掘进工作影响较 大。现采用槽波地震技术对工作面的地质构造情况 进行具体探测。 2 槽波地震探测原理 2.1 槽波的形成 槽波勘探技术的物理应用前景为煤层具有槽导 性，不同煤层及其围岩条件下的密度与速度数据如 表 1 所示。通过分析表 1 可知，在煤系地层中的波 传播具有密度小和速度低的特点，能够看出波在岩 层中的介质普遍大于煤层介质的密度，具体槽波在 岩层中的传播速度约为煤层中传播速度的1.53倍。