综采工作面及两巷设备协同推进控制技术研究.pdf
第44卷 第4期 2018年4月 工矿自动化工矿自动化 Industry and Mine Automation Vol. 44 No. 4 Apr 2018 文章编号671-251X201804-0039-05 DOI 10. 13272/j. issn. 1671-251x. 2017100026 综tl作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 ( 研 究 王 峰王 峰 北京天地玛珂电液控制系统有限公司, 北 京 100013 摘要针 对 目 前 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 自 动 化 程 度 低针 对 目 前 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 自 动 化 程 度 低、协 同 控 制 性 差 等 问 题协 同 控 制 性 差 等 问 题,提 出 了提 出 了一种 以 综 采 工 作 面种 以 综 采 工 作 面 两 巷 支 护 、 运 输 及 辅 助 设 备 自 移 控 制 技 术 为 基 础 , 以 基 于两 巷 支 护 、 运 输 及 辅 助 设 备 自 移 控 制 技 术 为 基 础 , 以 基 于Ethernet/IP通 信 协 议 的 工 业 以 太 网 为 协 同 控 制 通通 信 协 议 的 工 业 以 太 网 为 协 同 控 制 通 信 平 台 , 以 协 同 推 进 控 制 流 程 为 决 策 依 据 的 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 术 方 案信 平 台 , 以 协 同 推 进 控 制 流 程 为 决 策 依 据 的 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 术 方 案。该 方 案 能 够 实该 方 案 能 够 实 现 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 , 有 效 减 少 作 业现 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 , 有 效 减 少 作 业人员 数 量员 数 量,满 足 工 作 面 快 速 、 高 效 推 进 需 求满 足 工 作 面 快 速 、 高 效 推 进 需 求。 关键词煤 炭 开 采煤 炭 开 采;综 采 工 作 面综 采 工 作 面;协 同 推 进 控 制协 同 推 进 控 制;材 料 巷材 料 巷;运 输 巷运 输 巷;设 备 自 移设 备 自 移;Ethernet/IP协 议协 议;工 业工 业 以 太 网以 太 网 中图分类号TD67 文献标志码A 网络出版时间018-03-21 0848 网络出版地址http //kns. cnki. net/kcms/detail/32. 1627. TP. 20180320. 1335. 001. html 收稿日期收稿日期2017-10-17 ;修回日期修回日期2018-03-14 ;责任编辑责任编辑盛 男 。 基金项目基金项目国 家 重 点 研 发 计 划 资 助 项 目 (2017YFC0804304中 国 煤 炭 科 工 集 团 科 技 创 新 基 金 资 助 项 目 (2017QN010 。 作者简介作者简介王 峰 (1984 ),男,山 西 大 同 人,助 理 研 究 员 , 硕 士,主 要 从 事 煤 矿 开 采 自 动 化 方 面 的 研 究 工 作 ,E-mailwangfengtdmarco. com。 引用格式引用格式王 峰 .综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 术 研 究 工 矿 自 动 化,2018,444 9-43. WANG Feng. Research on equipments cooperative advancing control technology on fully-mechanized coal mining face and two- roadways[J]. Industry and Mine Automation, 2018,444 39-43. 32-36. HOU Youfu,, LIU Xiaojian,, ZHANG Yongzhong. WU Na,, GUO Yinjing. Design of integrated automation system in unatended mining area substation [ R * Journal of Shandong University of Science and Technology Natural Science , ,2011,, 3050-95. [ 7 ] 蒋 守 勇蒋 守 勇.大 运 距 煤 炭 输 送 系 统 设 计 及 关 键 技 术 分 析大 运 距 煤 炭 输 送 系 统 设 计 及 关 键 技 术 分 析 [D ].济 南 山 东 大 学 ,济 南 山 东 大 学 ,2016. 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Mining j Processing Equipment , 20156 59-61. 40 工 矿 自 动 化2 0 1 8 年 第 4 4 卷 Research on equipments cooperative advancing control technology on fully-mechanized coal mining face and two-roadways WANG Feng Beijing Tiandi-Marco Electro-Hydraulic Control System Co. , Ltd. , Beijing 100013, China Abstract For problems of low automation level and poor cooperative control of equipments on fully- mechanized coal mining face and two-roadways, a scheme of equipments cooperative advancing control technology on fully-mechanized coal mining face and two-roadways was proposed, which took sel-- advancing control technology of support, transportation and auxiliary equipments on two-roadways as basis, industrial Ethernet based on Ethernet/IP communication protocol as cooperative control communication plat, and cooperative advancing control process as decision-making basis. The scheme can realize equipments cooperative advancing control on fully-mechanized coal mining face and two- roadways, which effectively reduces number of operators and meets requirements of rapid and high efficient advancing. Key words coal mining; fully-mechanized coal mining face; cooperative advancing control; material roadway; transportation roadway; equipment self-advancing; Ethernet/IP protocol; industrial Ethernet 〇 引言〇 引言 现 阶 段 中 国 综 采 工 作 面 两 巷 支 护 、 运 输 及 辅 助现 阶 段 中 国 综 采 工 作 面 两 巷 支 护 、 运 输 及 辅 助 设 备 相 比 综 采 工 作 面 内 部设 备 相 比 综 采 工 作 面 内 部“三 机 一 架三 机 一 架”的 机 械 化 、自的 机 械 化 、自 动 化 水 平 存 在 较 大 差 距 , 制 约 着 综 采 自 动 化 生 产 持动 化 水 平 存 在 较 大 差 距 , 制 约 着 综 采 自 动 化 生 产 持 续 、 快 速 发 展续 、 快 速 发 展[12]。 一 方 面 , 大 多 数 煤 矿 采 区 采 用 的。 一 方 面 , 大 多 数 煤 矿 采 区 采 用 的 巷 道 支 护 、 运 输 及 辅 助 设 备 , 如 单 体 立 柱 、 超 前 支 架 、巷 道 支 护 、 运 输 及 辅 助 设 备 , 如 单 体 立 柱 、 超 前 支 架 、 转 载 机 、 带 式 输 送 机 机 尾 、 设 备 列 车 、 单 轨 吊 均 使 用转 载 机 、 带 式 输 送 机 机 尾 、 设 备 列 车 、 单 轨 吊 均 使 用 人 工 手 动 操 作 , 工 人 劳 动 强 度 大 , 设 备 运 行 效 率 低 ,人 工 手 动 操 作 , 工 人 劳 动 强 度 大 , 设 备 运 行 效 率 低 , 严 重 影 响 工 作 面 快 速 推 进 )严 重 影 响 工 作 面 快 速 推 进 )4 ]。 另 一 方 面 , 综 采 工 作。 另 一 方 面 , 综 采 工 作 面 液 压 支 架 与 两 巷 设 备 之 间 采 用 分 段 、 分 散 的 人 工面 液 压 支 架 与 两 巷 设 备 之 间 采 用 分 段 、 分 散 的 人 工 就 地 控 制 方 式 , 工 作 效 率 低 , 限 制 了 综 采 工 作 面 及 两就 地 控 制 方 式 , 工 作 效 率 低 , 限 制 了 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 。 因 此 , 本 文 提 出 了 一 种 综 采 工 作巷 设 备 协 同 推 进 。 因 此 , 本 文 提 出 了 一 种 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 术 方 案 。 该 方 案 以 综面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 术 方 案 。 该 方 案 以 综 采 工 作 面 两 巷 支 护 、 运 输 及 辅 助 设 备 自 移 控 制 技 术采 工 作 面 两 巷 支 护 、 运 输 及 辅 助 设 备 自 移 控 制 技 术 为 基 础 , 以 基 于为 基 础 , 以 基 于Ethernet/IP通 信 协 议 的 工 业 以 太通 信 协 议 的 工 业 以 太 网 为 协 同 控 制 通 信 平 台 , 以 协 同 推 进 控 制 流 程 为 决网 为 协 同 控 制 通 信 平 台 , 以 协 同 推 进 控 制 流 程 为 决 策 依 据 , 可 有 效 实 现 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 控策 依 据 , 可 有 效 实 现 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 控 制 、 快 速 推 进 。制 、 快 速 推 进 。 1技术架构1技术架构 1 单 机 设 备 层 实 现 综 采 工 作 面 及 两 巷 单 个单 机 设 备 层 实 现 综 采 工 作 面 及 两 巷 单 个 设 备 的 自 动 化 控 制 , 将 设 备 由 原 有 人 工 就 地 控 制 改设 备 的 自 动 化 控 制 , 将 设 备 由 原 有 人 工 就 地 控 制 改 变 为 单 机 自 动 控 制 。变 为 单 机 自 动 控 制 。 2 网 络 通 信 层 利 用 综 采 工 作 面 工 业 以 太 网网 络 通 信 层 利 用 综 采 工 作 面 工 业 以 太 网 将 各 单 机 设 备 控 制 系 统 统 一 在 同 一 通 信 网 络 中 , 并将 各 单 机 设 备 控 制 系 统 统 一 在 同 一 通 信 网 络 中 , 并 通 过通 过Ethernet/IP协 议 实 现 通 信 协 议 标 准 化 。协 议 实 现 通 信 协 议 标 准 化 。 “ 协 同 控 制 层 协 同 控 制 上 位 机 作 为 决 策 终协 同 控 制 层 协 同 控 制 上 位 机 作 为 决 策 终 端 , 实 现 对 综 采 工 作 面 生 产 过 程 监 测 及 工 艺 识 别 , 为端 , 实 现 对 综 采 工 作 面 生 产 过 程 监 测 及 工 艺 识 别 , 为 设 备 间 协 同 控 制 提 供 决 策 。设 备 间 协 同 控 制 提 供 决 策 。 2关键技术2关键技术 2.1 设备自移控制技术 2. 1 . 1支 护 设 备 自 移 控 制 技 术支 护 设 备 自 移 控 制 技 术 煤 矿 安 全 规 程 规 定 综 采 工 作 面 两 巷 顶 板 超 前 煤 矿 安 全 规 程 规 定 综 采 工 作 面 两 巷 顶 板 超 前 支 护 范 围 不 能 小 于支 护 范 围 不 能 小 于20 m ],同 时 由 于 矿 井 开 采 过 程同 时 由 于 矿 井 开 采 过 程 中 的 矿 压 显 现 , 通 常 情 况 下 巷 道 超 前中 的 矿 压 显 现 , 通 常 情 况 下 巷 道 超 前50 m范 围 内范 围 内 顶 板 破 碎 下 沉 , 底 鼓 、 煤 壁 片 帮 严 重顶 板 破 碎 下 沉 , 底 鼓 、 煤 壁 片 帮 严 重) ], 所 以 对 于 自, 所 以 对 于 自 移 式 巷 道 支 护 设 备 而 言 , 不 但 需 要 具 备 较 好 的 支 护移 式 巷 道 支 护 设 备 而 言 , 不 但 需 要 具 备 较 好 的 支 护 强 度 , 能 够 支 护 巷 道 内 受 采 动 影 响 的 超 前 支 护 段 顶强 度 , 能 够 支 护 巷 道 内 受 采 动 影 响 的 超 前 支 护 段 顶 板 , 还 需 要 一 种 合 适 的 前 移 结 构 , 将 巷 道 永 久 支 护 或板 , 还 需 要 一 种 合 适 的 前 移 结 构 , 将 巷 道 永 久 支 护 或 采 用 单 体 立 柱 支 护 方 式 替 换 为 随 工 作 面 推 进 而 前 移采 用 单 体 立 柱 支 护 方 式 替 换 为 随 工 作 面 推 进 而 前 移 的 迈 步 式 自 移 方 式 。的 迈 步 式 自 移 方 式 。 针 对 综 采 工 作 面 巷 道 收 敛 变 形 规 律 提 出 的 迈 步针 对 综 采 工 作 面 巷 道 收 敛 变 形 规 律 提 出 的 迈 步 自 移 式 支 护 装 置 不 但 可 有 效 加 强 巷 道 超 前 段 及 端 头自 移 式 支 护 装 置 不 但 可 有 效 加 强 巷 道 超 前 段 及 端 头 后 方 巷 道 的 顶 板 支 护 , 保 证 工 作 面 采 煤 作 业 顺 利 进后 方 巷 道 的 顶 板 支 护 , 保 证 工 作 面 采 煤 作 业 顺 利 进 行行) ], 而 且 引 人 的 电 液 控 制 系 统 将 原 有 的 人 工 手 动, 而 且 引 人 的 电 液 控 制 系 统 将 原 有 的 人 工 手 动 操 作 改 为 电 控 操 作 , 配 合 自 动 控 制 程 序 可 实 现 装 置操 作 改 为 电 控 操 作 , 配 合 自 动 控 制 程 序 可 实 现 装 置 自 动 前 移 。 通 常 情 况 下 迈 步 自 移 式 支 护 装 置 处 于 支自 动 前 移 。 通 常 情 况 下 迈 步 自 移 式 支 护 装 置 处 于 支 撑 状 态 , 当 工 作 面 推 进 时 , 该 装 置 根 据 巷 道 围 岩 条 件撑 状 态 , 当 工 作 面 推 进 时 , 该 装 置 根 据 巷 道 围 岩 条 件 进 行 自 动 降 柱 、 推 移 及 支 撑 等 动 作 )进 行 自 动 降 柱 、 推 移 及 支 撑 等 动 作 ); ]。。 2. 1 7运 输 设 备 自 移 控 制 技 术运 输 设 备 自 移 控 制 技 术 高 产 高 效 综 采 工 作 面 对 于 运 输 巷 内 转 载 机 、 带高 产 高 效 综 采 工 作 面 对 于 运 输 巷 内 转 载 机 、 带 式 输 送 机 的 快 速 前 移 提 出 了 很 高 要 求 )式 输 送 机 的 快 速 前 移 提 出 了 很 高 要 求 )F ]。 采 用 迈。 采 用 迈 2 0 1 8 年 第 期王 峰 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 术 研 究 1 Ethemet/IP 网关 图图1综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 控 制 通 信 平 台综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 控 制 通 信 平 台 Fig. 1 Cooperative control communication plat of equipments on fully-mechanized coal mining face and two-roadways 2 7 协 同 推协 同 推进控 制控 制流程程 2. 3. 1综采工作面生产工艺 利用计 分析技术将 工作面生产过程提 炼为连续的 同 工 , 在 实 际 ; 过 程中, 以采煤机运 方向为判 , 实 工 自动识别并 “ 工 ‘ 段需要人工进行确定生产工艺阶段转换点被认 为是采煤机运行的关键点。当采煤机运行到关键点 后, 启动 相关设备间的协同 , 按照不 同 工 的 流程, 实现相关 设 备自动化 。 J网关可作为 设备, 根 据 实 际 设 备 灵 活布置, 实 总线 与Ethemet/IP 。Ethernet/IP网关对 处理能力、 收发的实时 可 用以太网有着更严 格的规范和要求[15], 其硬件设备开发分为2种方 式 芯片 发方式, 根据外围接口类型、 数 目 , 选择合适的微处 、 以太网芯片等, 通过 移植Ethemet/IP 实 品化; 另 接 用集成Ethernet/IP的板卡或模块, 实现设备快 速开发。 论综采工作面及两巷设备的电液控制系统有 多少控制单元, 均只需配置1个Ethernet/IP网关 即可就近接入工 工业以太网中, 实 现2 i信 间的 。该部署方式一方 设备 可保证 的总线独立, 另一方 E 网络 实 设备与上 的以太网 『 , 为 设备 间 同 台。 工 巷设备协同 台如图1所示。 步自移式 式输送机自移机尾, 并通过引 入 , 可实 、 带式输送 的 自动前移, 达到工 快速 目标。 自移式 用 2 组千斤顶, 并配合特 殊抬起座 , 可实 移机身与拉移 互为 点的 式前移 。 式 送 自 移 设 前左、 前右、 后左、 后 右 降千斤顶实 身抬 、 落下% 移千斤顶实 身前移, 同时 水平千斤顶、 托辊千斤顶实 身姿 1 。 与带式输送机搭接的变化, 在保证 转载机运输连 的同时, 减少带式输送机拉 f 送, 缩短辅助工时, 加快采煤速度% 主产 效率。 2 . 1 . 3 辅助设备自移控制技术 方式下, 为便于大 设备高速、 连 续、 自动化运行管理, 所 变电站、 泵站、 组合开关 工 巷道 设备 煤工 眼 0〜200 m的设备 上。随着工 向前 S 设备列车需克 起伏、 巷道上下坡度及移动过 程中电缆布置、 回收等困难, 跟随向前移动[10]。 自移式设备 驱动采用 、 电液 控制方式, 升降式 、 自移式 装 可移 动轨道组件相互配合等关键技术可实现设备列车安 、 快速、 交替式前移, 从而提高设备 稳定 性[11]。 自移式设备 于挂接在巷道顶 的柔 道上, 以 为动力, 集成设备自 移、 电缆自移、 电缆回收等功能, 其采用自移 方 式可实现设备列车分 移前进[12]。 2.2 协 同 控 制 通 信 平 台协 同 控 制 通 信 平 台 煤矿 工 设备协同、 统一调度 运行的复杂 程, 设备种类 号多、 通信控制 接 复杂的 、 统一接入、 远程 等技术实 困难[1314]。 亟需一种 的 技术 , 以 设备 间的 Ethernet/IP作为 基于标准以太网的应用 卜 议 , 其良好的 、 通信实时 可扩展 他 工业以太网 出优势。 工 巷设备 的 用 总 线 方式 , 该 方 式 可 实 的有效 , 但如果 总线直接连接 * 起% 间互相干扰。 要 设备将 设备 的 总线 隔离, 同时将各设备的 工业 以太网平台上, 实 设备间 互。Ethernet/ 采 42 工 矿 自 动 化2 0 1 8 年 第 4 4 卷 按照采煤机运行轨迹将综采工作面1 次生产循 环过程归纳为12 工 , 综采工 工 流程示意如图2 所示, 图中采煤机运 上三角形标注的点 工 点。 当采煤 照运行方向 点一侧越到另 J 时, 可认为 工 到下 并 新 〔 的 流 程 。 上 工 程 1 。 于上下 工艺基本对称, 对下 工 〔 赘述。 图图2综 采 工 作 面 生 产 工 艺 阶 段 转 换 流 程 示 意综 采 工 作 面 生 产 工 艺 阶 段 转 换 流 程 示 意 Fig. 2 Production process stage conversion schematic of fully-mechanized coal mining face 表表1上 行 生 产 工 艺 阶 段 转 换 过 程上 行 生 产 工 艺 阶 段 转 换 过 程 Table 1 Process stage conversion of upward production 126 机头端部支架推移机头端部支架推移上行时工作面中部支架移架、 推溜上行时工作面中部支架移架、 推溜 162 上行时工作面中部支架移架、 推溜上行时工作面中部支架移架、 推溜弯曲段支架推斜切段弯曲段支架推斜切段 2 3 弯曲段支架推斜切段机尾端部支架推移弯曲段支架推斜切段机尾端部支架推移 3 4 机尾端部支架推移支架推直斜切段机尾端部支架推移支架推直斜切段 4 5 支架推直斜切段支架推直斜切段采煤机割三角煤采煤机割三角煤 5 6 米煤机割米煤机割二角煤机尾端部支架推移角煤机尾端部支架推移 6 7 机尾端部支架推移机尾端部支架推移下行时工作面中部支架移架、 推溜下行时工作面中部支架移架、 推溜 2.3. 2控制流程 实际 程中, 由于相关设备间通过推移千 斤顶连接, 时需要关联 。上 位机将各阶段过程中各类设备需要执行的控制流程 为协同 法, 当采煤 照 工艺 运行到 工艺关键点时, 触发该生产工 、 段控制过程, 具体参与设备及动作方式见表2。上 将 令发送给相关设备, 实现相关联设备 的 联动 。 表表2综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 控 制 方 式综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 控 制 方 式 Table 2 Equipments cooperative control mode on fully- mechanized coal mining face and two-roadways 工工 艺阶段艺阶段 协同协同 区域区域 参与设备参与设备动作方式动作方式 端部支架端部支架 1 运输巷运输巷 转载机转载机 带式输送机机尾带式输送机机尾 运输设备前移执行运输设备前移执行 超前支护装置超前支护装置 超前超前 装装超前超前 装 前 移装 前 移 2 3 材 巷材 巷超前超前 装装超前超前 装装 前移前移 4 5 6材 巷材 巷 超前超前 装装 超前超前 装装 前移前移 7 8 9运 巷运 巷 转载机转载机 带式输送机机尾带式输送机机尾 运输设备前移准备运输设备前移准备 端部支架端部支架 10运 巷运 巷 转载机转载机 式 送式 送 运输设备前移执行运输设备前移执行 超前超前 装装 11 运 巷运 巷超前支护装置超前支护装置超前超前 装装 前移前移 12 运 巷运 巷 转载机转载机 式 送式 送 运输设备前移准备运输设备前移准备 1 材料巷设备与工作面协同推进。材料巷迈 步自移式超前支护装置共12架, 其中每3 架 推 移千 斤 连接 为 , 可 照 架 连 接 关 将超前 装置分成4 组, 在超前 装 前 移时, 每组支架实现连 。 当工 入工 3 和 6,刮板输送 机机尾端部支架完成前移后, 要求刮板输送机机尾 所在材料巷的 装置完 式自动前移, 为下 一循环 备。 2 运输巷设备与工作面协同推进。刮板输送 头端 架 移 千 斤 与 后 连 接 , 运 输巷超前 装 移千斤顶与 座连接, 与带式输送机自移机尾共用前移轨道, 运输 巷设备在工 前移 程中需要协同控制, 实 同。 当工作面生产进入工艺阶段9 后 , 运输巷及其 相关联的工 送 头设备需要 f 第 1 。在工 9 中, 、 带式输 2 0 1 8 年 第 期王 峰 综 采 工 作 面 及 两 巷 设 备 协 同 推 进 控 制 技 术 研 究 3 送机机尾抬起, 做好前移准备工作; 在工艺阶段10 中, 端部支架、 转载机、 带式输送机机尾间协同控制, 执行第1 次自动前移; 在工艺阶段1 1 中, 运输巷超 前支护装置按照前移顺序自动前移, 为下一循环推 进做好准备。 当工作面生产进人工艺阶段12后 , 运输巷及其 相关联的工作面刮板输送机机头设备需要进行 第 2 次整体推进。在工艺阶段12完成运输设备前 移准备工作, 在工艺阶段1 实现运输设备前移后由 上位机发出超前支护装置前移控制指令, 实现超前 支护装置前移。 3设备列车与工作面协同推进。当工作面生 产经过若干个全工艺循环后, 需要设备列车前移, 自 移设备列车按照前移顺序执行自动前移控制, 实现 设备列车推进。 采煤机到达生产工艺关键点触发各阶段相关设 备关联控制后, 上位机发出相关Ethernet/IP协议 控制指令,Ethernet/I P网关将Ethernet/J协议控 制指令转换为电液控制系统总线控制指令, 发送给 各相关设备的电液控制系统。电液控制系统接收到 指令后, 按照预先设定的设备前移控制逻辑执行相 关控制动作, 实现综采工作面及两巷设备的协同 。 3结语3结语 采用综采工作面及两巷设备协同推进控制技术 能够将分散、 独立的综采工作面及两巷设备统一在 同一协同控制通信平台上, 实现设备间高效、 自动协 同控制。随着综采工作面少人化、 设备自动化运行 模式的推广实践, 该技术将极大降低作业人员劳动 强度, 改善工作环境, 减少工作面端头及巷道作业人 员数量, 达到工作面快速、 高效推进的目的。 参 考 文 献参 考 文 献(References [ 1 ]王 海 军王 海 军.数 字 式 智 慧 综 采 工 作 面 集 控 系 统 研 究数 字 式 智 慧 综 采 工 作 面 集 控 系 统 研 究[R].煤].煤 炭 科 学 技 术 ,炭 科 学 技 术 ,2017,,45135-141. 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