采煤机操作作业流程（通用6篇）
一、采煤机检修工上岗操作的基本要求
（一）、上岗资格
1、具备一定的钳工操作技能，液压基础知识和电气维修知识。
2、熟知所检采煤机的基本结构、性能、传动系统、电气部分与液压部分知识。
3、熟知《煤矿安全规程》、《煤矿机电设备检修质量标准》等相关规定。
4、经专业技术培训，考试合格后，持操作资格证方可上岗作业。
（二）、熟知采煤机的四检制度
采煤机检修工应当熟悉采煤机检修的四检制度。按照四检标准检修设备。
对采掘设备的维修、保养实行“班检”、“日检”、“周检”、“月检”，这是一项对设备强制检修的有效措施，称为“四检”制。
1、班检
班检由当班司机负责进行，检查时间不少于30min。
（1）检查处理外观卫生情况，保持各部清洁，无影响机器散热、运行的杂物。
（2）检查各种信号、仪表情况，确保信号清晰，仪表显示灵敏可靠。
（3）检查各部连接件是否齐全、紧固，特别要注意各部对口、盖板、滑靴及防爆电气设备的连接与紧固情况。
（4）检查牵引链、连接环及张紧装置连接固定是否可靠，有无扭结、断裂现象，液压张紧装置供应压力是否适宜，安全阀动作值整定是否合理。
（5）检查导向管、齿轨、销轨（销排）连接固定是否可靠，发现有松动、断裂或其他异常现象和损坏等，应及时更换处理。
（6）补充、更换短缺、损坏的截齿。
（7）检查各部手柄、按钮是否齐全、灵活、可靠。
（8）检查电缆、电缆夹及拖缆装置连接是否可靠，是否无扭曲、挤压、损坏等现象，电缆不许在槽外拖移（用电缆车的普采面除外）。
（9）检查液压与冷却喷雾装置有无泄漏。压力、流量是否符合规定，雾化情况是否良好。
（10）检查急停、闭锁、防滑装置与制动器性能是否良好，动作是否可靠。
（11）倾听各部动转声音是否正常，发现常要查清原因并处理好。
2、日检
（1）日检由维修班长负责，有关维修工和司机参加，检查处理时间不少于4h。进行班检各项检查内容，处理班检处理不了的问题。
（2）按润滑图表和卡片要求，检查、调整各腔室油量，对有关润滑点补充相应的润滑油脂。
（3）检查处理各渗漏部位。
（4）检查供水系统零、部件是否齐全，有无泄漏、堵塞，发现问题及时处理好。
（5）检查滚筒端盘、叶片有无开裂、严重磨损及齿座短缺、损坏等现象，发现有较严重问题时应考虑更换。
（6）检查电气保护整定情况，搞好电气试验（与电工配合）。
（7）检查电动机与各传动部位温度情况，如发现温度过高，要及时查清原因并处理好。
3、周检
周检由综采机电队长负责，机电技术员及日检人员参加，检查处理时间不小于6h
（1）进行日检各项检查内容，处理日检难以处理的问题。
（2）检查各部油位、油质情况，必要时进行油质化验。
（3）认真检查处理对口、滑靴、支撑架、机身等部位相互间连接情况和滚筒连接螺栓的松动情况并及时紧固。
（4）检查牵引链链环节距伸长量，发现伸长量达到或超过原节距的3％时，即应更换。
（5）检查过滤器，必要时清洗更换。
（6）检查电控箱，确保腔室内干净、清洁、无杂物，压线不松动，符合防爆与完好要求。
（7）检查电缆有无破损，接线、出线是否符合规定。
（8）检查接地设施是否符合《煤矿安全规程》规定。
4、月检
月检由机电副矿长或机电总工程师组织机电科和周检人员参加，检查处理时间同周检或稍长一些时间。
（1）进行周检各项内容，处理周检难以解决的问题。
（2）处理漏油，取油样检查化验。
（3）检查电动机绝缘、密封、润滑情况，必要时补充锂润滑脂。
（三）检修工检修维护采煤机时的基本要求与技术标准。
1、坚持“四检”制，不准将检修时间挪做生产或他用。
2、严格执行采煤机设备管理的有关规定。
3、充分利用检修时间，按规定要求，认真完成检修计划。
4、检修设备时按国家有关部门颁发的《煤矿机电设备完好标准》标准执行。
5、未经批准严禁在井下打开牵引部机盖。必须在井下打开牵引部机盖时，需由矿机电部门提出申请，经矿机电领导批准后实施。
6、开盖前，要彻底清理采煤机上盖的煤矸等杂物，清理四周环境并洒水降尘，然后在施工部位上方吊挂四周封闭的工作帐蓬，检修人员在帐蓬内施工。
7、检修时，检修班长或施工组长（或其他施工负责人）。要先检查施工地点、工作条件和安全情况，再把采煤机各开关、手把置于停止或断开的位置，并打开隔离开关（含磁力启动器中的隔离开关），闭锁工作面输送机。
8、注油清洗要按油质管理细则执行，注油口设在上盖上，注油前要先清理干净所有碎杂物，注油后要清除油迹，并加密封胶，然后紧固好。
9、检修结束后，按操作规程进行空运转，试验合格后再停机、断电、结束检修工作。
10、检查螺纹连接件时，必须注意防松螺母的特性，不符合使用条件及失效的应予更换。
11、在检查和施工过程中，应做好采煤机的防滑工作。注意观察周围环境变化情况，确保安全施工。
三、采煤机冷却喷雾系统日常检查内容
（1）检查供水压力、流量、水质，发现不符合用水要求时，要及时查清原因并处理好。
（2）检查供水系统有无漏水情况，若发现漏水时，要及时处理好。
（3）每班检查喷雾情况，如有堵塞或脱落，要及时疏通补充。
（4）每周检查1次水过滤器，必要时清洗并清除堵塞物。如经常严重堵塞时，要缩短检查周期，必要时每日检查1次，确保供水质量。
四、采煤机设备检修的完好标准
《煤矿机电设备完好标准》中对采煤机有严格规定。
（一）机体的完好标准
（1）机壳、盖板裂纹要固定牢靠，接合面严密、不漏油。
（2）操作手把、按钮、旋钮完整，动作灵活可靠，位置正确。
（3）仪表齐全、灵敏准确。
（4）水管接头牢固，截止阀灵活，过滤器不堵塞，水路畅通、不漏水。
（二）牵引部的完好标准
（1）牵引部运转无异响，调速均匀准确。
（2）牵引链伸长量不大于设计长度的3％。
（3）牵引链轮与牵引链传动灵活，无咬链现象。
（4）无链牵引轮与齿条、销轨或链轨的啮合可靠。
（5）牵引链张紧装置齐全可靠，弹簧完整。紧链液压缸完整，不漏油。
（6）转链、导链装置齐全，后者磨损不大于10mm。
（7）液压油质量符合（80）煤机综52号《综采、普采设备油脂管理办法补充规定（草案）》。
（三）截割部的完好标准
（1）齿轮传动无异响，油位适当，在倾斜工作位置，齿轮能带油，轴头不漏油。
（2）离合器动作灵活可靠。
（3）摇壁升降灵活，不自动下降。
（4）摇壁千斤顶无损伤，不漏油。
（四）截割滚筒的完好标准
（1）滚筒无裂纹或开焊。
（2）喷雾装置齐全，水路畅通，喷嘴不堵塞，水成雾状喷出。
（3）螺旋叶片磨损量不超过内喷雾的螺纹。无内喷雾的螺旋叶片，磨损量不超过厚度的1/3。
（4）截齿缺少或截齿无合金的数量不超过10％，齿座损坏或短缺的数量不起过2个。
（5）挡煤板无严重变形，翻转装置动作灵活。
（五）电气部分的完好标准
（1）电动机冷却水路畅通，不漏水。电动机外壳温度不超过800C。
（2）电缆夹齐全牢固，不出槽，电缆不受拉力。
（六）安全保护装置的完好标准
（1）采煤机原有安全保护装置（如与刮板输送机的闭锁装置、制动装置、机械磨擦过载保护装置、电动机恒功率装置及各电气保护装置）齐全可靠，整定合格。
（2）有链牵引采煤机在倾斜150以上工作面使用时，应配用液压安全绞车。
（七）底托架、破碎机的完好标准
（1）底托架无严重变形，螺栓齐全紧固，与牵引部及截割部接触平稳，挡铁来密。
（2）滑靴磨损均匀，磨损量小于10mm。
（3）支撑架固定牢靠，滚轮转动灵活。
（4）破碎机动作灵活可靠，无严重变形、磨损，破碎齿齐全。
五、采煤机维修工现场操作与工种配合要求
1、检修传动部位时要先将其开关停电，并设专人看守开关。
2、安装和检修机械时，工作者的手严禁放在齿轮和容易转动的部位；拆卸大型机械时，身体不许站在机械重力的下方或斜倒方向，以防伤人。
3、更换大件，必须做到：(1)有专人负责。(2)维护好顶板。
(3)起吊和移动大件时，所有人员都必须站在安全地点。
(4)起吊绳索必须为5T导链及7分钢丝绳制作的新绳套，保证完好、牢固可靠、符合要求；严禁用导链的其重链代替绳套使用。(5)采煤机更换大件时，必须停止输送机并闭锁，采煤机开关必须停电，设专人看管，要有具体施工措施。
1 连续采煤机的工作原理
连续采煤机主要是通过截割滚筒的上升与下降并且配合履带行走结构的前进与后退来完成截割的循环, 它工作结构是横放在采煤机前方的旋转性截割滚筒, 该截割滚筒上安装有按规律排列开来的镐形截齿。在每一个循环中, 截割结构的升降油缸将会把截割滚筒上升到要截割的高度, 在行走履带往前推进的过程中, 具有旋转性的截割滚筒将会切入煤层, 并且切入一定的深度。这时行走履带暂停前进, 升降油缸将会带动截割滚筒往下运动, 一直到巷道底板, 然后再按照截深呈弧形往下截割;直到截割出的厚度等于截割深度、截割出的宽度等于截割滚筒的长度弧形条带煤体。连续采煤机经过多次的连续循环作业, 就可以截割出原本设计需要的巷道形状, 从而完成挖掘巷道的工作。
2 连续采煤机的实际操作及技巧
2.1 底板控制
底板的水平切割主要是指连续采煤机要在水平底板的条件下来完成每一次的截割循环, 这样就可以达到实现掘进水平巷道的目的。连续采煤机的司机在对其操作的过程中需要掌握以下几个方面。
(1) 水平底板的平整度要高, 连续采煤机的截割部分在降低到水平位置点以后, 应该按照循环进尺的方式来确定扫底的后退距离, 一般来说连续采煤机的截割循环进尺为0.8～1.0 m, 后退扫底的时候一般回退0.4～0.5 m即可。
(2) 连续采煤机在进行采垛的时候要保持水平前进, 并且切槽的一侧底板要和垛侧底板保持在一条水平线上。在水平方向进行采垛时, 要观察采垛距离的远近。一旦发现采垛距离偏远, 就需要停机进行观察或者根据巷道顶板的高低程度来对采垛时的底板水平度进行控制。
(3) 在对起伏巷道的掘进过程中, 关键点在于起始段与结束段。通过每一次截割循环要求的挖掘坡度, 来对每一次截割循环中巷道底板下降或者上升的坡度以及扫底的时候控制截割部位下降或者抬起的速度与高度进行控制。这样就可以保证截割部位能够正好的回到开始时的水平位置, 还可以防止在底板上出现台阶。并且当截割部位从底板进刀的时候, 保证坡度相同。
(4) 通过实践证明, 在成巷的过程中调机次数越频繁, 所挖进的巷道工程质量越不好。所以, 在进行多次的调机成巷过程中, 应该防止顶部、底部等地出现台阶。
(5) 扫底的过程中要求采煤机的截割部位可以轻微的接触到底板, 并且可以将凸起点扫掉, 当与低洼处达到相平即可, 切记不可全部范围都扫一遍, 用来防止出现搓板状。
(6) 在进行正常割煤的时候要注意煤的硬度, 当稳定靴恰好稳住采煤机的机身为宜, 切记不能将采煤机的机身完全的撑起, 使连续采煤机发生摆动, 这样会给巷道造成形差。
(7) 当巷道存在左右台阶或者倾斜时, 要铺垫一定的材料在履带底部, 把稳定靴撑起或者将采煤机垫平后, 再向前扫底, 扫平所有需要调整的底板, 并保持连续采煤机的水平。
2.2 前进方向控制
影响连续采煤机前进方向控制方法有以下几点。
若采煤机在进行截割前进时发生了侧滑的现象, 首先应该后退将底板拉平, 然后再进刀切槽与采垛。欠挖时, 要将采煤机在向前对煤体进行切割时的方向摆正, 超挖时, 采煤机不可以在采垛或切槽的情形下对巷道的方向进行修正。采煤机在进行采垛并进刀的时候, 一定要保证采垛的方向要按照巷道的中线进行截割, 并且要根据不同的情况来确定巷道侧帮和采煤机所形成的夹角。采煤机在掘进的时候要严格按照专业的激光指向进行作业。无论在采垛或者切槽, 一定要保证在每一次的截割循环后都可以使巷道的俩帮一次成形, 防止由于二次对俩帮进行修整造成底、顶、帮出现不平整或者台阶的现象。
2.3 巷道高度控制
巷道高度的控制重点要求连续采煤机的司机熟悉机体截割部位应该升高的位置, 再根据巷道的设计高度, 并且保证在操作中的高度保持不变, 来对巷道的进行掘进。如果在操作中有夹矸, 就要保持夹矸与底板或者顶板的距离一致。若再操作过程中没有夹矸, 就要确保下一循环掘进中的高度调整及时或者保持不变。一般在采垛或者切槽的过程中都要预留相当厚度的顶煤, 用来防止采煤机在进行切槽时底版起坡或者造成底版出现左右的台阶。在进行采垛的时候要观察采煤机的机身是否出现了倾斜。
3 连续采煤机的维护
对连续采煤机进行维护, 可以有效的提高采煤机的工作稳定性以及延长该机器的使用寿命。采煤机的维护一般有4种方式。
(1) 日检。对所有螺钉与螺栓的紧固、完整状态进行检查, 如果发现松动要及时的拧紧。电缆、油管等管路没有出现破损或者挤压的状况;各个部分的油位符合使用要求的情况;喷嘴是否损坏或者堵塞, 水阀能否正常工作;齿座与截齿是否有丢失与损坏;销轨与行走轮的啮合情况, 导向滑靴是否有磨损;机器工作时要将各个部位的温升、声响进行检查, 并且要随时注意冷却水与油液的压力情况;技术人员要认真做好维护记录。
(2) 周检。将过滤器进行清洗;通过放油口进行取样, 然后对工作油质进行化验;各个压力表的工作状况是否良好;对采煤机的运行状况做好记录;将采煤机的检查维护进行记录。
(3) 季检。对日检和周检无法处理的问题进行维护, 并且对整机的日检与周检状况进行检查。
(4) 大修。连续采煤机在完成一个作业周期后, 需要升井进行大修, 必要时对采煤机进行解体, 将损坏的零件进行更换、测量齿轮间的啮合间隙等。对液压元件进行维护及试验。电气类的元件在检修时更换后, 要进行电气测试。待采煤机大修完后, 要对整机进行空运转测试, 完全符合要求后才可以下井。
4 结论
随着我国各大矿区的快速发展以及煤体开采的标准化程度不断提高, 连续采煤机的良好运转以及采煤机司机的操作技能水平及技术素质, 将直接的影响到安全质量标准化及基层单位的生产与经营。所以, 必须提高采煤机司机的操作水平以及相关技术人员的采煤机维护技能, 从而使各大矿区的安全生产目标实现, 并且适应矿区建设高质量标准化队伍的新要求。
摘要：现在连续采煤机在各大煤矿都有广泛的应用, 采煤机的良好操作及维护都直接关系着矿区的经济效益, 本文着重介绍了连续采煤机的实际操作以及维护方面的相关内容, 总结了一些矿区在使用连续采煤机方面的技巧。
关键词：连续采煤机,实际操作,维护
参考文献
[1]李刚.大型采煤机研发现状和发展趋势探讨[J].中国新技术新产品, 2011 (17) .
[2]李云峰.采煤机的使用与维护[J].科技风, 2011 (2) .
采煤机下井安全技术措施
一、概况
为确保采煤机下井至工作面运输安全特编制本措施。
二、采煤机运输路线：
（采煤机）地面→副斜井→井底车场→回风大巷→15202回风顺槽→15202回采工作面
三、施工方法：
装车前，将煤机拆卸，固定时,使用配套拉杆螺丝和锚链将煤机零部件与平板车进行固定牢固,对易松动和易滑脱部位利用紧绳器器进一步加固。
四、安全技术措施：
（一）施工前准备
1、综采队负责人务必安排所有参与人员认真学习本措施及《煤矿安全规程》运输相关条款，所有人员在施工之前必须熟悉煤机拆装、运输流程及避灾路线。
2、成立现场指挥小组，能够统一安排，确保安全。
3、施工前务必准备各种工具，对于没有防护设备的工具不得使用。
4、煤机运输前，当班班长安排专人对煤机的运输路线巷道内的管路、轨道、电缆、安全设施等进行全面检查，保证在运输过程中安全。
5、煤机运输前，及时安排专人对运输煤机用到的绞车、钢丝绳、信号、安全设施等检查，发现问题及时进行处理，否则不得进行运输等工作。
6、对于顶板下沉、压力较大的位置要加强支护，对于底板鼓起位置要进行卧底，确保正常安装。
7、煤机拆卸前，调试所有三机设备，保证配合无误，各部件安装合适，所有特殊件必须进行地面调试安装，对于质量不过关，配合不合适的设备部件，及时处理，处理好后方可下井安装。
（二）地面拆卸
1、拆卸工作由专人负责，按照使用维护说明书要求，拆卸成部件，各部螺丝、垫圈、销子等妥善保管，以防损坏或丢失；
2、拆卸下的部件要轻拿轻放，内螺孔用棉纱填好。油嘴、水管口用海棉、胶皮包好，各电器用塑料包好。
3、重新结合面拆卸时要刻好标记，为重新组装提供方便。
（三）装封车要求：
1、装车前，必须对新用平板车辆进行详细检查，要求车轮转动灵活，车身完好可靠，否则不得使用。
2、装车使用平板车，装车前，要先找好设备重心，确保装车平稳；
3、封车使用绳径不低于φ15.5mm钢丝绳，封车使用的旧钢丝绳要有足够的强度，确保封车牢固安全，对于封车中损坏的钢丝绳要重新更换；
4、装设备前，要在平板车上垫防滑皮带或木板；
5、对于易损坏，怕碰撞的设备要加皮子或木板防止运输过程中碰坏；电器设备要加防水塑料布。液压管路的接口要用塑料布包扎起来以防杂物进入管路。
6、封车时，也要在设备上垫木板防滑，封车棍要用8号铁丝锁住。
7、设备装车必须设专人负责，负责装车的质量和工作人员的安全，并认真清点设备的数量。
8、装车大型设备起吊时，必须指定专人指挥，负责检查挂勾情况，确定无误后，方可起吊，向司机发出起吊信号，信号规定手心向上为起吊，手心向下为下放，手心向左为左行车，手心向右为右行车，两手交叉为停车。
9、大型设备装到平板车后，用直径16mm钢丝绳捆绑牢固，前后各一道，防止车辆在上下坡段设备来回滑动或倒翻，捆绑固定时，防止设备损坏及刺伤。
10、大型设备装车时，设备前后要加保护垫木，垫木高200mm，前后固定牢固。
（四）设备起吊：
1、作业人员必须了解起吊重物的质量、几何形状、性能。
2、大型零部件利用装载机起吊，装车起吊设备时，严禁作业人员钻在设备和起重臂下，所有作业人员一律站到起吊设备周围5m米外，防止设备脱落伤人。
3、起吊重物时吊索捆缚应按箱上的标记、设备上的吊装部位和技术文件规定进行。
4、被吊设备应捆绑稳固，找准重心，不规则物体或大型设备要采取多点起吊方法。
5、捆绑宜变形设备时要采取有效措施，防止变形。
6、吊索与设备接触部位应垫以软质垫料，以防吊索或设备损坏。
7、设备上的滑动部位应予以固定。
8、不准把设备的易损部位作为吊挂之用。
9、严禁人员随同设备或起吊机具升降。
10、开始起吊时，先慢慢拉紧，观察各处，确认无误后方可起吊，起吊过程要均匀慢拉，防止设备打滑倾倒或突然落下，起吊时要有专人指挥，无关人员严禁进入起吊现场。
11、起吊设备时，禁止人员在设备下面或受力索具附近逗留，严禁将身体伸进可能受挤压的地方。
12、应垂直起吊，确实需要斜向起吊设备时，应采取安全措施，防止拉歪吊梁或设备摆动伤人。
13、设备起吊过程中，无特殊情况，不得中间停止作业，指挥人员和作业人员不得离开岗位，确实需要中间停顿的，应将起吊物垫实、垫牢，防止歪倒。
14、设备起吊就位后，应放置稳固，重心高的物体应采取防倒措施后，方可拆除起吊工具。
15、各种起吊工具应搭配合理，不同规格的起吊工具严禁混用。
16、利用焊接吊环起吊时，要使用特制（矿统一制作）的吊环，严禁斜向起吊。
17、严禁用绞车起吊重物。
（五）运输管理
1、绞车司机必须持证上岗，严格执行绞车司机安全作业标准，开车前详细检查钢丝绳、信 号、钩头及绞车完好情况，发现问题必须及时处理，处理不好，不准开车。
2.运输前绞车司机首先检查声光信号。信号全部用声光电铃信号规定为“一声停，二声拉，三声松，四声慢拉，五声慢松”，司机听不清信号不准开车。
3.车与车之间的联接与钩头的联接由挂钩工负责，绞车开启前，必须详细检查，确认安全无误后，方可发出开车信号。
4.挂车数量规定平板车1个/钩，其他车辆按规定执行。
5、运输前必须对设备车的捆绑情况进行检查，发现松动、设备滑移错向，必须立即处理后，方可运输。
6、设备车经过风门时，严禁同时开启两道风门。
7、设备在运行途中掉道时，上道人员必须注意以下事项：（1）必须设专人指导，专人观察，顶帮及一切不安全因素，保证人员的安全。
（2）严禁用绞车硬拉上道，上道前在人员操作侧打好护身戗
木两根，绞车司机专门看管绞车。
（3）斜巷上道时必须将上部绞车绳闸紧，同时把车的正下方垫稳，保证车挡稳挡牢。
（4）用千斤顶上道时，要随顶随支，且千斤顶与金属接触处要加木片防滑，以防止千斤顶突然崩脱伤人。
（5）用导链上道时，要选择可靠稳固的悬挂点，起吊人员站在安全点，边起吊边观察，发现异常及时停吊、下放，待问题处理好后再进行作业。
（6）上道过程中无关人员不得从车辆的两侧通行或停留，上道人员要站在安全地点，避开采煤机、设备可能下滑的地方。
8、运输途中严禁放飞车和不带电放车，严禁趴、蹬车。
9、在运输过程中绞车突然停车，钢丝绳受力过大出现卡、挤等现象要立即停车检查，还应检查钢丝绳断丝情况。如断丝超过规定或严重锈蚀、点蚀、麻坑、外层钢丝绳松动等现象应立即采取措施更换绳后方准开车。
10、在车辆运行过程中，发现紧绳器松动或重心不稳时，应立即停止运输，重新调整紧固。
11、绞车运行时，为防止支架歪斜、下滑的波及范围伤人，所有工作人员必须躲避至安全地点并安排专人设置警戒，防止其他人员误入。
12、斜巷运输严格执行“行车不行人、行人不行车和六不开、六不挂”制度。
13、绞车钢丝绳每班由验收员检查验收，及时反馈钢丝绳的磨损情况，不合格的钢丝绳必须及时更换。
（六）卸车管理
设备运输到位后，小型部件采用人工卸车，卸车后抬运到指定的地点码设整齐，注意人工抬运时要有专人指挥，配合一致，通肩、同起、同放，防止碰手碰脚事故发生，大型设备要用导链配合绞车
卸车，悬挂导链要选择可靠稳固的悬挂点，绞车开启后，人员要躲开导链崩脱的方向和钢丝绳断裂的波及范围。
（七）组装
1、组装过程中，两人以上的工作组必须明确责任人，负责本组队工作质量和安全。
2、组装硐室设备安装严禁与运输平行作业。
3、每班开工前，由专职瓦检员检查瓦斯浓度，达到或超过1％时，严禁开工作业，必须撤出人员。
4、组装前将巷道浮煤、矸、杂物清理干净。组装前先备好鸭子咀、绳扣、螺丝等挂钩用具。
5、组装前备有一定数量的方木、衬板，把机器垫平，防止受力后突然倾翻。
6、严格按试用维护说明书指定顺序组装，执行谁拆谁装的办法，确保组装合格，符合质量标准。
7、重物起吊时或起吊后，下面不准站人或进行其它工作，若需进行设备的摆正、转动等工作，需要绳拉或采用长柄工具推。
8、重物起吊时先慢慢试吊，各连接、受力处必须严密注视。
9、严格执行交接班后的各种安全质量检查，消除各种安全隐患。
10、组装好后，由队技术员及相关人员进行质量验收，合格后方可进入工作面运行。
本措施未经事宜严格按《煤矿安全规程》执行
延安市禾草沟煤矿综采队
二0一三年二月二十三日
延安市禾草沟煤矿
采煤机下井
安 全 技 术 措 施
编制单位：延安市禾草沟煤矿综采队 编制日期：二0一三年二月二十三日
编制人：
1307上顺槽运输安装采煤机滚筒，运输距离长（150m），需使用回柱绞车运输。为确保安装运输安全，特制定本安全技术措施。
二、回柱绞车和钢丝绳的验算
回柱绞车：JDHB-30/3.5型，绞车功率45KW，绳速采用双速，慢速时0.126m/s，最大牵引力为300KN；快速时1.145m/s，最大牵引力为35KN。
钢丝绳:φ21.5；L=300m；P=1.78㎏/m；最小破断拉力为266KN。采煤机滚筒重量2400Kg。
选用JDHB-30回柱绞车，21.5mm钢丝绳提升。钢丝绳所受拉力：
F=Q×g =2400×9.807=23.5KN 安全系数: Fe/F=266KN/23.5KN=11.3＞6.5 F额=30T＞F=2.4 T 故所选绞车和钢丝绳满足提升要求。其中：
Q—–最大部件重量 Kg;F额—–绞车额定拉力。
经过计算验证使用JDHB-30回柱绞车、使用21.5mm钢丝绳满足提升要求。
三、回柱绞车安装安全技术措施
1、当回柱绞车到达停车地点后，将车辆两侧用专用掩车器掩住
进行卸车。卸车及拖运, 需使用5t手拉葫芦进行。
2、绞车固定要求：
（1）JDHB-14回柱绞车使用地锚固定，6根锚杆固定在12#工字钢上，工字钢与绞车用Ø20螺丝连接。为保证绞车固定可靠，在地锚固定绞车的后部，还须打2根锚杆，用40T链子穿螺丝与绞车连接。地锚锚入坚硬岩石深度不小于1.6m，地锚锚杆采用直径20mm，长度2200mm的专用锚杆、专用螺帽，每根地锚使用2块MSK2870型锚固剂。地锚螺帽必须背满上紧，螺纹应露出3-5丝。
（2）列车站回柱绞车采用液压支柱四压两戗方式固定：使用液压支柱时，必须使用液压升柱器架设，初撑力不得小于50KN。采用压戗柱固定绞车时，绞车压戗柱顶端应打在实顶上，压戗柱要有柱窝，如无法施工柱窝，压戗柱可戴帽并与顶板接实且牢固有力。压柱垂直或前迎，戗柱与底板成60°～75°夹角。施工绞车压戗柱的柱窝时，作业人员必须佩戴防护镜。
（3）绞车安装好后，根据现场的实际情况调正绞车出绳方向，防止钢丝绳咬绳、跑偏。若钢丝绳磨损枕木，必须要枕木上钉好半圆木。
3、绞车的安装质量标准
（1）绞车安装后各部螺栓、销、轴、拉杆螺栓及备帽、限位螺栓等完整齐全，无弯曲、变形；运转无异响，无甩油现象；底座无裂纹，配件齐全，护板完整，无变形；闸带无断裂，磨损余厚不小于3mm，铆固可靠不松动，铆钉不得磨闸轮，闸轮磨损不得大于2mm，闸带与闸轮的接触面积不小于闸带面积的70%, 闸轮表面无油迹；制动闸与离合闸均有闭锁装置；闸把与杠杆系统灵活，杠杆系统的连杆调节正确，制动闸与离合闸施闸闸死后，闸的工作行程不得超过全行程的2/3～4/5。
（2）钢丝绳在滚筒上固定要牢固可靠，无爬绳、咬绳、跳绳现象，排绳要整齐；钩头上要有护绳环，斜坡提重车的绞车，必须有保险绳，钩头绳卡不得少于三付，应和绳径相配套，绳卡交错使用，卡距应为100～200mm，滚筒上生根余绳不得少于5圈，绞车滚筒应由上方出绳。
（3）信号装置应声光兼备，且清晰、灵敏、可靠，具有通话功能。
（4）机体底座无开裂或明显变形，安装牢固，运转平稳。
四、采煤机滚筒运输安装工艺 采煤机滚筒的运输、安装
1、采煤机滚筒运至无机绳绞车尾时，人工用5T葫芦起吊并拖至人行道一侧。设备列车站前回柱绞车掉头滚筒对工作面方向，放绳至列车站尾部，尾部顶板打一根锚杆并将钩头挂住，用一根单体液压支柱顶住钩头并于顶板呈75°夹角。在采煤机滚筒两边各打一根单体液压支柱，支柱距离为5m，柱头上用40T链子套住回柱绞车绳。将采煤机滚筒用40T链子捆牢并套在绞车绳上。列车站尾部回柱绞车通过滑子将绳固定在采煤机滚筒上。列车站前绞车收绳，当采煤机滚筒离开地板时停止。列车站尾绞车向里拉采煤机滚筒，拉至距离液压支
柱0.5m时停止。绞车松绳，将采煤机滚筒两侧的支柱前移。重复以上工序，完成采煤机滚筒的运输。
2、采煤机滚筒安装工艺
作业前，使用不少于两台5T手拉葫芦和强度合格的索具将采煤机滚筒至适当高度，用单体液压支柱、手拉葫芦配合对正联接，上好压板螺栓并紧固，解下手拉葫芦。
五、运输安全措施
1、绞车司机、信号工要持证上岗，严格执行操作规程，绞车司机不得随意更换。绞车司机操作绞车时的位置要求：操作无极绳绞车时，人员站在绞车的手动闸侧；操作调度绞车时，人员站在绞车的制动闸和离合器后侧。
2、绞车司机、信号把钩工每次上岗后，必须认真检查绞车的固定情况，制动闸、离合器完好情况，所有绞车必须完好可靠，严禁带负荷检查绞车各部位。否则，必须及时汇报当班班长，并由当班班长派专人进行处理，不准带病运转。
3、提升运输前，绞车司机、信号把钩工必须认真仔细检查绞车、钢丝绳、钩头、保险绳等是否完好，各种安全设施是否齐全有效，信号电铃是否灵敏可靠，发现钢丝绳严重扭曲或变形严重，直径磨损超限时，必须立即停止运输，将扭曲变形段剁掉或更换新绳，重新插接。
4、提升钢丝绳钩头插接长度不少于绳径的20倍，并上紧同钢丝绳规格一致的正反向绳卡子两付。
5、运输时人员要躲到安全地点，所有运输线路必须坚持“行车
不行人、不作业，行人不行车”制度，由信号把钩工严格把关。
6、所有绞车司机必须熟悉巷道起伏情况，运输线路道岔位置（各岔口必须安设与绞车运行联动的红灯），安全设施位置，确保运行平稳。
7、绞车司机上岗后必须集中精力，听清信号，并回清信号，确认无误后方可启动绞车，严禁用晃灯或喊话等方式进行联系。
8、运输前，信号把钩工必须把钩头与车盘（皮）用专用销子、连接环连接完毕并闭锁，系好保险绳，确认无误后，方可发出开车信号。
9、载车进入平巷车场，待所有安全设施设置到位，载车平稳，使用专用掩车器进行可靠掩车后，信号把钩工方可进行摘挂钩头，操作时，人员不准站在道心内作业。
10、绞车司机必须密切注意载车负载情况，发现严重受阻或钢丝绳受力突然增大或有掉道可能时立即停车，必须由上车场信号把钩工查明原因，严禁生拉硬拽。
11、绞车运行时，严禁放飞车或不带电松车。
12、绞车使用完好，维修人员每天应对绞车运行情况、各种制动闸、闸带信号使用情况仔细认真检查，发现问题及时处理，升井后并做好钢丝绳检查记录。
13、铁路运输质量必须有保障，凡出现铁路阴阳、轨枕不实、铁路变形严重时，必须进行修复后方可进行运输工作。
14、人力推车时，一次只准推1辆车。严禁在矿车两侧推车。同
向推车的间距，在轨道坡度小于或等于5‰时，不得小于10m；坡度大于5‰时，不得小于30m。推车时必须时刻注意前方。在开始推车、停车、掉道、发现前方有人或有障碍物，从坡度较大的地方向下推车以及接近道岔、弯道、巷道口、硐室出口时，推车人必须及时发出警号。严禁放飞车。巷道坡度大于7‰时，严禁人力推车。
15、人力推车人员必须事先备好掩车工具。
16、换钩头或连钩头地点，信号把钩工必须在车辆进入换钩头地点后及时关闭该处的挡车装置，待车停稳后方可摘挂钩头，并禁止车场其它车辆运行。摘挂钩操作时站立的位置应符合下列要求：
（1）严禁站在道心内，头部和身体严禁伸入两车之间进行操作，以防车辆滑动碰伤身体；
（2）必须站立在轨道外侧，距外侧钢轨200毫米左右进行摘挂钩；
（3）单道操作时，一般应站在信号位置同一侧或巷道较宽一侧；（4）双道操作时，应站在双道之间，如果双道之间安全间隙达不到《煤矿安全规程》的要求时，则应站在人行道一侧；
（5）摘挂完毕确需越过串车时，严禁从两车辆之间或车辆运行下方越过。
17、所用矿车、平板车、花栏车的连接销必须经检测合格后才可使用,不合格严禁使用；且连接销要严格与车型配套，不能混用。
18、下山安全设施的操作要按程序操作，规范化操作；斜巷下放车辆时，操作程序如下：
（1）把钩工检查各挡车器处于常闭状态。（2）连好车辆，挂好钩头、保险绳。
（3）信号工对行车信号进行确认后发开车信号，预拉紧绞车钢丝绳，消除绞车余绳。
（4）发信号停车。（5）打开阻车装置。
19、复道安全措施
（1）运输过程中出现掉道时，跟车人员必须立即发出停车信号，并在进入本路线的关键地点设“禁止通行”标志牌或设岗警戒。
（2）进行复道作业前，必须清理好现场杂物，看好退路，其次检查车辆封装和连接情况，无论在平巷或斜巷中绞车均不准松绳，绞车司机必须将车刹牢，不准离开岗位。采用临时阻车器将掉道车辆稳住，而后由现场负责人会同有经验的人员制定上道方案。学徒人员严禁参加复道工作。
（3）处理掉道时，严禁用绞车等设备强行牵引复道。（4）处理掉道时，严禁两端同时复道。车辆前轮上方掉道时，拿道前必须在车辆后面用道木或方木将车抵牢；期间车后（下方）和两侧均不准站人。两轮掉道时，掉道车辆的非复道端必须用硬质木料垫实、掩牢，用工具将车辆抬高后，用木料随起随垫，待车轮缘与轨道边复合时，抽出垫木后放下车体。
（5）用手拉葫芦复道时，葫芦的起吊重量不得大于葫芦的额定提升重量，用锚杆作起吊点时，生根不少于2处。
（6）采用人力杠杆复道时，杠杆必须要定位，严禁杠杆发生转动，防止杠杆滚落后砸伤脚。
（7）斜巷处理复道，严禁摘掉钩头及保险绳，提升钢丝绳必须涨紧严禁留余绳。
（8）斜巷复道，人员必须站在车辆的上方，不得站在车辆的下方作业。
（9）串车最上方车辆掉道，应先对非掉道车辆固定锁牢后，再处理掉道。
（10）用千斤顶处理掉道时，其底座必须放置在垫木上，不准用铁板直接垫千斤顶底座。千斤顶应垂直于底板，不准歪斜。千斤顶升起时，不准用人力从侧面直接推扛还没上道的车辆和物件。
（11）用复道器、千斤顶复道时，两端接触点要采取防滑措施。（12）无极绳绞车牵引的车辆掉道后，绞车司机立即停车，刹紧制动闸，复道现场指挥人员必须首先确定是否需要点动绞车，释放两端钢丝绳涨紧力（根据掉道现场情况、斜坡情况而定），防止出现复道后突然串车而伤人，然后进行复道工序。
20、运输区段内，所有安装的阻挡车装置必须处于阻挡车状态，车辆运输前方准打开，通过后立即复位，卡轨式阻车器必须成对使用。
21、钢丝绳在绞车滚筒上缠绕要均匀，钢丝绳跑偏时应停车进行处理，否则严禁开车。
22、绞车拉车时要先紧绳，仔细检查各固定点及是否牢固可靠，确认无问题后方可正式拉车。
23、绞车运行时，离合器、制动闸不允许同时刹住，必须时刻注意离合器、制动闸的工作状态，如果制动不灵，必须加以调节，落在制动闸上的污物及油脂必须及时清除。
24、用导向滑轮提、放重物过程中，钢丝绳及滑轮形成的三角区域严禁有人。
25、各作业地点所使用的绞车钢丝绳波动范围内严禁有人，作业时严禁生拉硬拽。
26、任何情况下严禁用人体重量平衡车辆重心，严禁蹬钩。
27、井上、下剁钢丝绳时，作业人员必须佩戴防护镜。
28、使用无极绳绞车运输措施：
（1）无极绳绞车只准用来运输物料，不准运送人员，严禁人员蹬钩头。
（2）所有运输物件的车辆必须用三环链、安全销与梭车连接，另一端用40T圆环链、绳卡子等与钢丝绳连接牢靠。
（3）绞车司机每次开车前，应认真检查无极绳绞车设备及楔块、滑轮、制动闸等部件的完好状况，确认完好后，先点动空车，确认运行正常方可运送物件。
（4）应经常检查钢丝绳的松紧程度，保持钢丝绳有足够的张紧力。
（5）无极绳绞车的制动装置应经常检查，确保灵敏、安全可靠，否则应立即处理。
（6）在运输轨道上的所有凸点，必须安设托绳装置，防止钢丝
绳在运行过程中磨损或损坏枕木。
（7）在运输轨道上所有凹点底板上，必须安装压绳装置。（8）无极绳绞车尾轮前方5m处设一防过卷可靠阻车器。无极绳绞车运行过程中信号把钩工坚守岗位。当车进入尾轮车场后，必须及时打点、停车，防止过卷车辆掉道拉坏钢丝绳等事故。
（9）使用泄露通讯进行联系和打信号；并在沿途每相距100m处及所有变坡点都应安装语音组合信号装置，并保持灵敏、可靠。
（10）车辆运行时，跟车人员必须离开车辆不小于5m的安全距离在车辆运行上山方向跟车；上、下坡变换时，跟车工必须打点停车，待车停稳快速走到车辆运行的上山方向后，方准打点开车，闪开绞车钢丝绳道；其他人员禁止行走。
（11）当物料车掉道时，应先将牵引制动闸合实、合稳，停掉电源；并将掉道车可靠地限位后，方可进行处理掉道车。
（12）变速时必须停车后换挡，在运行中严禁换挡，换挡手柄必须在慢速位置或快速位置，严禁挂空挡开车。换挡时如不能顺利换挡，允许盘转电机连轴器。
（13）手闸的使用必须是在关闭电机电源后方可进行，不允许在电机通电期间进行停车，以免损坏绞车机件和电机。
（14）定期检查钢丝绳的磨损情况，发现问题及时处理或更换。（15）每班开车前，必须检查绞车、锁笼、挡车器，以及尾轮固定情况、确保完好后再开车。
（16）在处理无极绳绞车所运物料掉道时，应首先消除钢丝绳张
力后，再进行处理掉道情况（可反向“点”车）。
（17）无极绳绞车司机必须执行“停车停电，停电后闭锁”制度。司机离开岗位之前，必须切断电源并将闭锁装置锁紧锁牢。
（18）尾车后应设置列车引驶信号灯，以引起其他工作人员的注意，方便及时躲避。
（19）语音信号装置与无极绳绞车应同一电源，以防意外停电故障，致使信号不通。
（20）无极绳运行中，任何人不得用手、工具或其它物件触及涨紧器、钢丝绳压绳轮、托绳轮、尾轮。
（21）更换磨坏的压绳轮时，压绳轮受力较大时，必须采取可靠防钢丝绳崩弹措施。
29、运输期间信号规定：一停，二拉，三松，四慢拉，五慢松。
六、装车、封车、拆卸安全措施
1、装车要按标准封车牢固，做到不超高（2100mm）、不超宽(1600mm)、不超长(4200mm)，液压支架除外。
2、设备（物件）装车后，尽量使其重心与车辆重心相重合，捆绑牢固，各部螺栓坚固有效。
3、装车、卸车前车辆必须停稳阻牢。人力抬、拉、扛时，要事先清理好行走路线，做到步调一致。
4、装车或卸车时，物件在没有落稳前，严禁人体任何部位申入物件下或可能滑移的方向。悬空部件的装卸应用手拉葫芦吊牢可木垛垫实后，方可作业。
5、封车必须使用φ18.5mm破股钢丝绳，且做到牢固可靠。多部件兼装同一车时，各部件间要尽量放严垫实且各部件应分别与车辆捆绑。
6、中部液压支架、电机减速器、采煤机前后截割部、中间箱、JDHB－30绞车，绑缥每侧不少于3缥，其他各件绑缥每侧不少于2缥，设备物件长度不超过平板车的采用正八字缥法，设备物件长度超过平板车的采用倒八字缥法，每缥不少于3股，缥棍使用不小于φ16mm圆钢，绑缥时使用不少于两股14＃铁线将缥棍一端捆绑牢固。
7、用撬棍、纤子作业时，人员要避开受力方向及物件可能滑落地点。
8、运输设备物件前，必须由专人检查其捆绑、封车、索具联接、车辆轮对、轴、抱箍和各连接部位的情况，确认合格后方准运输。
9、尖棱与绳索接触的地方，要垫好适当强度的木板可皮带。
10、装卸车时，所有设备外露怕砸、怕碰及突出部位、各种接合面用相用友材料将其保护好。
11、井上、下拆缥绳、缥棍时，要先解物体容易偏移的一侧，作业时必须将缥棍固定住，缓慢解缥，防止缥棍弹、反射，同时作业人员注意手脚。
12、搬运物件前，要检查搬运路线，清理通道上的障碍物，保证人员和物件能顺利通过。
13、搬运物件时，单人作业要握紧、提稳、慢放。多人作业时，相互照应，统一行动，禁止某个人突然抬放可自行抛掷。
14、各种液压管头及管口拆卸生用相应材料封堵好，螺栓、零部件及各种小件要集中分类存放。
15、作业人员运输、装卸车时，要躲开钢丝绳波动范围及手不得扶车沿、车帮、16、地面装车时刮板输送机中总槽两套为一整体，装车时必须保证两边各探出均匀，并保证其重心与车辆重心一致。装车时每个平板车装2套使用不小于φ18.5mm破股钢丝绳做为镖绳，每车少少于4镖，捆绑牢靠后运出，装车时在平板车上垫好枕木。
七、起吊安全措施
1、起吊作业前，人员必须观察好躲避路线。
2、起吊作业前，架设专用起吊梁，并对起吊梁、索具、工器具等进行检查，确认合格后，方可起吊。起吊时要有专人统一指挥，专人观察起吊地点的支护情况；严禁使用锚杆起吊，起吊现场严禁平行作业（专用起吊锚杆除外）。
3、起吊梁使用小头φ20m以上的松圆木，每根起吊梁打6根单体液压支柱，两端各3根；支撑柱与起吊梁成90°角，戗柱与起吊梁万75°角。作业时，人员站在起吊梁前方，其倾倒方向严禁有人。
4、用手拉葫芦起吊时，操作人员应用力均匀，发现拉不动时，不可猛拉，要查明原因，处理后方准继续作业。起吊物件先试吊，确认无问题，方可正式起吊。起吊时索具连接要牢固，方向要找准，人员躲开受力方向及物件可能滑移的方向。
5、起吊时，禁止任何人站在起吊物件下面（下方）。
6、起吊时避免物件旋转、翻滚或倾倒。
7、起吊过程中，如需缓起重链必须待物件垫实放稳生进行。
8、挂摘手拉葫芦时，要两人协同作业。
9、工作中严禁用手直接校正已被重物张紧的吊绳、吊具，发现物件捆绑松动或吊运工具发生异样、异响时，必须立即停止吊运进行处理。
10、任何情况下，严禁用人体重量来平衡被吊运重物或用人力支撑物件起吊，不准站在物件上吊运。
11、起吊各种物件时，必须根据起吊物件的重量、体积、形状和吊运行程，选择安全可靠的吊具和索具。
12、作业时，严禁将卸扣掰着使用，并将螺栓拧满扣。
八、使用液压系统供液措施
1、作业前先检查U型卡子和管接头是否牢固齐全；U型卡子严禁单撇使用，严禁用其它材料代替。
2、拆卸高压胶管时必须做到先停压、卸压后方可拆U型卡子和高压胶管；严禁带压拆卸。
(2)、割煤前应做到先检查，检查各部位是否完好，油位是否符合要求，操作手柄，按钮是否灵活可靠，并空载试运行2分钟，如发现问题及时处理，严禁带病作业。
(3)、开车前首先打开喷雾系统，禁止无水割煤，开车前必须先发出割煤信号，巡视采煤机上下5米范围内无人时方可开机。
(4)、采煤机司机要2人协调作业，严禁一人操作，司机要随时注意观察顶板，煤壁，支架前梁及煤机的运行情况，发现异常应立即停机和处理。停机时要使煤机、运输机停电闭锁。
(5)、没有特殊情况必须做到煤壁直、底板平，不留伞沿，采高符合作业规程规定。如煤壁松软，过片邦冒顶区时，可留伞沿0.3～0.5m，但下一刀必须割平直。
(6)、工作面过断层构造时，要制定补充措施，严禁采煤机割硬矸石。
(7)、工作面支架梁端出现片帮和空顶，必须采取防止再片帮冒顶措施后，再进行煤机割煤。严禁煤机在无支护，空顶区域内进行割煤。当工作面角度大于15度时，设专人看管电缆拖移装置，或使用2分钢丝绳，每隔5m扎牢底层电缆卡固定在挡煤板上，每隔3米在电缆夹上捆扎皮带皮子，增加阻力，随电缆卡前移拆除，有效控制电缆下滑，
(8)、采煤机检修或更换截齿、加油紧螺丝、更换调高千斤顶时，必须切断电源，打开煤机磁力起动器的隔离开关，并打开离合器，并停刮板输送机，在顶帮完好处进行，顶板不好要先做好支护工作再检修。严禁人在煤机下方检修。
(9)、距离滚筒上下5米内有人工作时，必须切断电源，并打开离合器。
(10)、采煤机运行应时刻注意拖拽装置，不准卡挂或出槽，防止挂坏挤伤电缆及水管，主机司机要注意观察顶梁与滚筒的距离，并清理电缆槽内杂物，严禁煤机割支架顶梁。付司机掌握割底情况定好刀，密切注视后方电缆，现场组工作人员与煤机手相互配合，照看好煤机拖拽装置，防止电缆卡出槽。
(11)、采煤机割煤时，必须喷雾降尘，其内喷雾压力不小于2MPa、外喷雾压力不小于1.5MPa，无水或喷雾装置损坏时必须立即停机，煤机手必须携带便携式甲烷检测报警仪。
(12)、煤机运行至端部时，网未吊挂整齐，碍事支柱未回撤，两帮网未剪除不准割煤，滚筒前方5米有人工作不得割煤，设专人指挥。
(13)、如煤机滚筒缠绕物料必须及时清除干净后再割煤运行。
井下采煤机大多采用有线监测方式。该方式存在布线冗繁、线路老化及无法扩展等问题[1], 严重影响监测数据的采集和传输。笔者采用ZigBee技术设计了一种采煤机无线监测系统。该系统通过安装在采煤机及其后部支架上的无线传感器节点采集采煤机运行状态信息, 并通过ZigBee无线网络将采集数据发送到路由器节点及协调器节点后上传至上位机, 实现采煤机运行状态的远程监测。
1 系统结构及工作原理
采煤机无线监测系统结构如图1所示。该系统网络节点包括无线传感器节点、路由器节点和协调器节点3种。无线传感器节点主要布置在采煤机及其后方支架上。在采煤机前部安装一个大容量的存储节点。采煤机运行时, 无线传感器节点将采集到的采煤机运行参数 (包括采煤机温度、压力、流量等) 实时发送到存储节点, 经存储节点预处理后通过ZigBee网络传输至路由器节点。路由器节点负责选择数据转发路径。路由器节点转发完数据后进入休眠状态, 以节约能耗。协调器节点负责整个无线网络的建立和一般维护, 一个网络中只能有1个协调器节点。该节点具有高速数据处理能力, 可快速对路由器节点上传的数据进行处理分析, 将其转换为特定格式后通过RS485总线上传给地面上位机。上位机对采煤机运行参数进行相关处理后进行实时显示。
2 系统硬件设计
系统硬件设计主要是指无线传感器网络节点的设计。
2.1 无线传感器节点及路由器节点
无线传感器节点以CC2530无线射频单片机为核心, 主要外围器件包括传感器 (温度传感器、压力传感器、流量传感器等) 、通信设备接口、报警器设备接口、电源及CC2591前端射频芯片, 如图2所示。
CC2530除具备C8051系列单片机的基本功能外, 还具有支持IEEE802.15.4协议等功能[2]。CC2530能够访问SFR (特殊功能寄存器) 、DATA (数据存储器) 和CORE/XDATA (代码/外部数据存储器) 3种总线存储器。CC2530采用单周期访问模式访问SFR, DATA和主SRAM。该访问模式下只要向CC2530发送一个中断信号即可将其由空闲模式恢复为主动模式。
无线传感器节点通过CC2530的8路12位A/D口实现数据采集功能, 由CC2530无线射频模块完成数据收发。CC2530发射数据时功率较低, 且其灵敏度固定, 无法随意变更, 限制了其通信距离[3]。考虑到煤矿井下巷道复杂, 为了提高无线传感器节点的发射功率, 增加了CC2591前端射频芯片, 保证了无线传感器节点信号传输距离在1km以上且几乎无衰减。
无线传感器节点电源选用普通干电池, 即2节5号电池, 采用TPS60210电压转换芯片将DC5V电压转换为DC3.3V电压。当无线传感器节点进行数据收发时, 其工作电流较大, 一般为29 mA左右, 其他时间基本都处于休眠模式, 工作电流一般为微安级, 可忽略不计。
路由器节点的硬件设计部分与无线传感器节点类似, 只需将相关传感器去掉即可。
2.2 协调器节点
协调器节点接收路由器节点发来的数据, 将数据存储在内部RAM中并进行处理、分析, 最后将处理后的数据通过RS485总线传输到上位机。考虑到协调器节点处理的数据量庞大, 采用数据处理速度快、外部接口充足的LPC2378为核心处理器, 并采用市电作为供电电源, 以保证节点的正常运行。
3 系统软件设计
3.1 网络节点软件
网络节点软件是在ZigBee协议的应用层基础上加载终端协议栈实现的[4]。3种节点的软件结构类似, 只在具体的子程序设计和相关的配置信息方面存在区别。网络节点程序流程如图3所示。
无线传感器节点程序流程:上电后首先对CC2530初始化, 开启与其连接的多种传感器电源, 然后向ZigBee网络发送连接并加入网络的信号, 如果成功加入则进入定时阶段。若定时时间到, 则无线传感器节点开始采集数据并进行预处理, 若数据正常则将其发送到路由器节点, 否则进行声音报警。
协调器节点程序流程:上电后对CC2530和LPC2378进行初始化, 然后根据当前的ZigBee协议栈构建本节点新的网络[5]。网络组建成功后, 当协调器节点成功接收到无线传感器节点发出的加入网络请求信号, 为其分配地址并发送至无线传感器节点。无线传感器节点接收到地址后即可加入网络, 开始发送采集数据。协调器节点接收到采集数据后对其进行分析处理, 并将处理结果通过RS485总线上传至上位机。
3.2 上位机软件
上位机软件采用VC++语言编写, 可实现数据实时显示、数据查询、远程上传和安全保障功能。
数据查询流程:进入系统主界面;选择用户登录模式 (包括普通用户登录和管理员登录) , 输入正确信息即可进入相应的功能界面。功能界面包括当前采煤机运行参数查询和历史查询、采煤机参数设置等, 点击相应按钮即可进行操作。
4 结语
采煤机无线监测系统采用ZigBee无线网络设计, 组网方便, 硬件设施少, 成本低, 实现了采煤机运行状况的远程监测, 有利于提高采煤作业的安全性。该系统可对无线传感器节点进行功能扩展, 如增加环境监测等功能, 实现井下监测的多维性。
参考文献
[1]阮殿旭, 唐大放, 张晓光, 等.Zigbee技术无线传感器网络在煤矿井下环境监测中的应用研究[J].煤矿机械, 2008, 29 (6) :163-164.
[2]POTTIE G J, KAISER W J.Wireless integrated network sensors[J].Communications of the ACM, 2000, 43 (5) :51-58.
[3]PHILIP L, DAVID G, TINY O S.Programming manual[M].Cambridge:Cambridge University Press, 2009.
[4]张世琨, 张文娟, 常欣, 等.基于软件体系结构的可复用构件制作和组装[J].软件学报, 2001, 12 (9) :1351-1359.
