综采工作面机电设备协同运行管控技术实践

肖明安

身份证号：432502197209163032

摘要：综采工作面集合采煤机、液压支架、输送设备、供液系统等多类机电装备，设备联动性强、运行工况复杂，设备之间的协同状态直接决定开采效率与作业安全。本文结合井下综采现场实际，分析机电设备协同运行的难点与现存管控问题，从协同控制架构、运行管控模式、日常运维、故障联动处置、人员管理等方面阐述协同运行管控技术的实践应用，总结现场落地经验与优化思路，旨在提升综采设备整体联动能力，保障工作面连续稳定生产，为同类矿井综采机电管控工作提供实践参考。

关键词：综采工作面；机电设备；协同运行；

引言

煤炭综采是现代化矿山开采的主流模式，工作面各类机电设备分工明确、环环相扣，形成完整的机械化开采作业链条。单台设备稳定运行是基础，多设备高效协同才是实现高产、安全、低耗的核心。井下作业空间狭小、粉尘浓度高、地质条件多变，设备运行负荷波动较大，极易出现动作不同步、运行参数不匹配、局部故障连锁影响等问题。传统管控模式多侧重单台设备检修与独立运行管理，忽视设备之间的联动逻辑，容易出现生产中断、设备磨损加剧、安全隐患增多等情况。

随着矿山机械化、智能化水平不断提升，机电设备协同运行管控逐步成为综采管理的重点。依托传感监测、联动控制、一体化调度等技术，搭建系统化协同管控体系，能够有效理顺设备运行逻辑，减少人为干预，降低故障发生率。本文结合现场实践，梳理综采机电设备协同运行的管控要点、技术应用与实施路径，剖析实践过程中的问题并提出优化方案，充分发挥成套机电设备的综合效能。

一、综采机电设备协同运行基本特点与管控难点

1.1 设备协同运行基本特点

综采工作面核心机电设备形成闭环作业体系，采煤、支护、输送、供液等工序依次衔接，动作存在严格的时序要求。采煤机完成截割作业后，液压支架需及时跟进支护，输送设备同步转运煤炭物料，供液、供电设备则为整套系统提供动力支撑。所有设备在空间上紧密排布，在动作上相互制约，单一设备的启停、速度调整、状态变化，都会对上下游设备产生直接影响。

同时，工作面机电设备长期处于重载、震动、粉尘、潮湿的恶劣环境中，零部件损耗速度快，设备运行状态动态变化明显。协同运行并非固定模式，需要结合煤层厚度、地质构造、开采节奏实时调整，对管控的灵活性和及时性提出较高要求。

1.2 现场协同管控主要难点

首先，设备联动逻辑复杂，传统人工操作模式下，操作人员依靠经验配合，动作衔接存在滞后，容易出现支护不及时、输送拥堵、机架干涉等问题，既影响开采效率，也会加速设备磨损。其次，各类设备分属不同管理模块，数据信息相互独立，无法实现状态共享，管理人员难以全面掌握整套设备的综合运行态势，故障预判难度较大。

再者，故障连锁风险突出，某一台设备出现小故障后，若联动处置不及时，会快速传导至其他设备，引发系统性停机。此外，现场运维存在重单机检修、轻联调联试的问题，设备检修完成后仅单独测试运行。

二、综采机电协同运行管控体系构建与技术应用

2.1 一体化协同控制架构搭建

结合工作面设备布局与作业流程，搭建集中式协同控制架构，整合各类机电设备的控制终端，实现统一调度。依托工业通信网络，将采煤机、液压支架、刮板输送机、乳化液泵站、供电系统等设备的监测点位、控制单元互联互通，打破设备之间的信息壁垒。

系统按照预设的开采工艺逻辑设置联动程序，实现设备时序化启停与参数自适应调节。正常开采过程中，以采煤机运行状态为核心，自动匹配液压支架跟机动作与输送设备运行状态，让截割、支护、输送三大核心工序保持同步。同时设置分级控制权限，分为远程集中控制、就地手动控制两种模式，正常工况下使用集中协同模式，设备检修、特殊地质地段切换至就地模式，兼顾自动化协同与现场应急操作。

2.2 状态实时监测与联动调节技术

在各关键机电设备上布设传感装置，实时采集运行姿态、工作参数、温度、震动等状态信息，汇聚至工作面集中监控平台。管理人员可直观查看整套设备的运行全貌，及时发现参数异常、状态偏移等潜在问题。

系统根据实时工况自动完成协同调节，当开采节奏发生变化时，联动调整配套设备的运行参数；当局部地质条件变差、设备负荷升高时，整套系统同步放缓运行节奏，保持负荷均衡。针对液压支架群组，依托姿态监测数据实现群组找直、同步移架，保证支护体系规整，避免因支架错位挤压输送设备，从源头消除联动隐患。

2.3 故障联动预警与应急处置技术

建立设备故障分级预警与连锁处置机制，这是协同管控的关键安全保障。系统区分一般异常、重点故障、紧急故障三个等级，不同等级触发对应的联动策略。出现轻微参数异常时，平台发出预警提示，提醒巡检人员现场核查；出现一般性故障时，故障设备周边联动设备提前做出防护动作，防止故障扩大。

三、现场协同运行常态化管理实践

3.1 全周期运维联检制度

改变单机检修的传统模式，推行设备联合检修、联合调试制度。日常班中巡检，巡检人员不再单独检查某一台设备，而是按照作业线路对整套机电设备开展连贯性检查，重点查看设备衔接部位、联动部件、信号传输装置。

每日检修班开展深度维保，除完成单机零部件更换、润滑、紧固等常规工作外，专门针对设备联动机构、传感元件、通信线路进行测试维护。检修工作全部完成后，必须开展全流程空载、负载协同试运行，检验设备动作时序、信号传输、参数匹配情况，确认联动无误后再交付生产，杜绝检修遗留联动问题。

3.2 岗位协同作业管理

明确工作面操作、巡检、检修各岗位的协同职责，划分设备包机责任区，将整套机组分段落实到人。采煤机司机、支架操作工、输送机看护人员加强现场配合，严格执行统一作业指令，杜绝单人随意调整设备运行状态。

定期开展岗位协同技能培训与实操演练，让所有操作人员熟悉整套设备的联动逻辑、操作规范以及应急处置流程。针对启停、移架、过断层、收尾等关键作业环节，制定标准协同作业流程，统一操作动作与配合节奏，减少人为操作失误引发的联动故障。

3.3 环境与工况适配管控

井下粉尘、水汽、顶板掉落物会影响传感设备与联动部件灵敏度，进而干扰设备协同效果。现场落实环境整治措施，在关键监测点位、通信接口处做好防护，定期清理粉尘、排查线路受潮问题，保障信号稳定传输。

针对断层、陷落柱、薄煤层等特殊地质区域，提前调整设备协同程序，放缓运行速度、加密支护频次，优化设备动作配合方式。

四、结论

综采工作面机电设备协同运行是实现煤矿安全高效开采的核心保障，一体化协同控制技术、联动预警机制、联合运维模式的落地应用，能够有效理顺设备作业逻辑，降低故障连锁风险，提升整套机组的运行稳定性。

在现场实践中，需结合工作面设备配置、地质条件、开采工艺，搭建适配的协同管控架构，兼顾自动化控制与人工应急处置，同时配套完善的联检、联试、岗位协同管理制度，从技术、管理、人员多个维度保障设备联动效果。针对实践中出现的设备兼容、人员能力、程序适配等问题持续优化，才能让协同管控技术发挥最大价值。

未来，随着智能化技术不断升级，综采机电设备协同运行管控将朝着更加精细化、自主化的方向发展，持续推动矿山综采作业向安全、高效、低耗的目标稳步前进。

参考文献

• 王铮,孙晓虎,王波,等.基于数字孪生的煤矿综采工作面集成控制系统研究[J].煤矿机械,2026,47(5):68-72.
• 朱嘉翱.综采工作面机电设备快速安装工艺探析[J].矿业装备,2026,(2):107-109.
• 张宇飞.井下综采工作面电气设备智能化改造与应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2026,(2):154-156.

...