随着国家政策对能源生产提出的清洁低碳的要求越来越高,采矿设备的更新换代、生产效率的提高以及生产过程的控制自动化越来越重要。煤矿排矸系统涉及到矿车的运输、翻矸、矿车提升等控制过程,对各过程实现互联控制以及故障自动检测是更新煤矿排矸系统的关键。不仅能够提高系统工作的可靠性、有效性,保证高效工作,同时也能够减少人力资源的占用及浪费。本文对煤矿排矸地面运输系统的主要结构进行阐述,包括矿车地面运输系统、翻矸系统和绞车提升系统,通过分析该矿井各个环节运输能力匹配度,确定了制约排矸系统能力的关键点在于地面机车运输系统和地面矸山提升运输系统,为后续系统的优化设计提供了基础,并设计了地面排矸运输系统优化设计的整体方案。本文对全自动地面排矸运输系统关键技术研究的重点方向进行阐述,对排矸地面运输系统全自动化实现主要有三方面的改进研究:运输机车联动控制系统、矸石山绞车无人全自动电控系统和视频监控系统。完成了运输机车联动控制系统工艺流程设计,并给出了系统配置与网络拓扑;完成了矸石山绞车无人全自动电控系统的程序逻辑设计,并给出了变频器的具体参数设置;最后给出了视频监控方案设计。针对排矸运输系统掉道故障检测问题,分析多种检测实现方案,并对相应方案的优劣进行评估。通过比较分析拉力检测、红外线检测、电流检测以及振动检测四种方案实现的优缺点,振动检测选型和安装简单可靠,通过频谱进行判断,检测精度较高,并可通过电机、联轴器、滚筒等多点安装校验比对判断,误动作率极低,并设计了基于振动检测的排矸运输系统掉道故障检测方案。论文通过对提升机加速段、匀速段、减速段时电机工作基频为25Hz、10Hz、40Hz的掉道试验多点振动频谱分析,得出电机轴承处的振动数据作为检测翻矸车掉道现象的效果最优。掉道故障检测程序的实现以电机轴承处的振动数据作为判断矸石车掉道的依据,同时选择齿轮箱处的振动数据作为校验判断结果,从而保证了检测结果的准确性,实验结果验证了方案的有效性。该论文有图43幅,表4个,参考文献55篇。