煤矿井下皮带运输系统中自动化控制的应用分析_阚玉华.pdf

煤矿井下皮带运输系统中自动化控制的应用分析阚玉华（安徽恒源煤电股份有限公司 任楼煤矿，安徽 淮北）摘 要：井下皮带运输系统是煤矿生产的重要组成部分，也是直接影响生产效益的关键环节。煤矿生产过程中，井下皮带运输系统消耗能量，支撑煤矿开采运输，运输效率和速度与煤矿生产存在难以分割的联系，生产效益是煤矿持续发展的关键，是企业在激烈市场竞争中占据一席之地的资本。传统的井下皮带运输系统受设计及技术水平限制，耗能较大，与节能减排、绿色环保目标违背，煤矿应积极结合新时期发展趋势，将节能减排、降低支出作为发展目标，优化井下皮带运输系统，围绕智能化和自动化建设思路，将自动化控制技术融入井下皮带运输系统，利用现代化技术，实现升级优化，为煤矿持续发展提供更多支持。关键词：煤矿；井下皮带运输系统；自动化控制中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）煤矿井下皮带运输系统是维持煤矿正常生产的重要组成部分，自动化控制就是在原有的系统中融入自动化技术，依托自动化系统实现井下皮带运输自动监控和管理，最大限度地降低人为失误。迄今为止，自动化煤矿井下皮带运输系统在煤矿采掘及运输中应用广泛，深受煤矿青睐。自动化控制与煤矿井下皮带运输系统融合应用，使智能化水平大幅度提升，生产效率和生产稳定性得到保证，不仅大幅度提升煤矿采掘效益，也保证了运输稳定安全，侧面提升企业竞争力，本文结合任楼煤矿实际，探究井下皮带运输系统自动化控制应用的现实意义，为同类型企业优化升级提供参考。基于自动化控制的煤矿井下皮带运输系统特点和功能阐述 特点阐述第一，科学利用计算机和多种传感器优势。依靠计算机和传感器的技术发展优势，构建高效的工况监测及控制体系，弥补传统井下皮带运输系统的不足，实现持续化监测，进一步提升监测精准度和效率，通过系统便可准确、全面了解整体系统各项参数，有效降低人力劳动。第二，实现自动化控制。井下皮带运输系统应用自动化控制后，可以大幅度简化工序，降低人力工作量，依靠技术优势，让工作人员实现远程多站点自动化监测管理及数据采集，依托互联网、物联网、技术等构建更完善庞大的监控网络，最大限度地提升工作效率，为系统安全稳定运行提供保障。第三，具有强大的通信联网能力。自动化控制的应用，为井下皮带运输系统提供通信渠道，依靠先进技术，可实现多级联动及信息交互式传播共享。第四，具有较完善的保护体系。在井下皮带运输自动化控制系统运行时，会配套编制较为完善的规章制度和管理流程，科学组建管理体系。将传感器等介入系统时，会预先采集皮带机的运行信息并进行风险预测，提前预防可能出现的安全风险，设置故障量语音提示、安全提示以及报警信号，为系统安全运行奠定基础。功能阐述传统的井下皮带运输系统也是自动控制的，借助电子技术等实现皮带科学有序传动，带动整体系统实现持续运转，完成生产运输。在系统运转过程中，速度等参数极为重要，自动化控制难以脱离各项参数的支持，但由于技术限制，部分细节与理想目标存在差距。新时期自动化技术得到发展，依靠现代理论提供的坚实“地基”，井下皮带运输系统实现了优化升级，系统整体的智能化、自动化水平大幅度提升。具体来看，新时期的井下皮带运输系统传送带分布的信号更科学，施业信号与中枢系统的联系更紧密流畅，为调速电机提供更精准的信息，便于下达下一步动作指令，完成自动化监控。此种方式不仅可有效降低能源消耗量，符合节能减排目标要求，还能延长传统部件的使用寿命，降低维护成本。DOI:10.13487/ki.imce.022879 基于自动化控制的煤矿井下皮带运输系统组成分析 案例阐述在此以安徽恒源煤电股份有限公司任楼煤矿为例，其主营煤炭资源开采、煤炭加工、煤炭开采等业务。企业成立于 年，经营范围不断扩大，涉足煤、电、气及机械等多领域，成为一家发展多元化、前景好的大型企业，现有职工超 万人，在煤炭市场占据重要地位。本文主要研究煤矿井下皮带运输系统，以该企业 矿井为分析主体进行探究。矿井下由 条运输皮带构成主要运输体系，主运皮带一条，配合皮带两条，主运皮带长度约，配合皮带长约，运输距离共计，三条皮带宽度均为。皮带运输系统运转时，供电电压为，以功率为 的电机为动力。基于自动化控制的煤矿井下皮带运输系统如图 所示。图 基于自动化控制的煤矿井下皮带运输系统示意图 越来越多新技术投入使用，为了提升系统运行效率及稳定性，该煤矿对现有的井下皮带运输系统进行升级改造。改造从智能化角度入手，利用自动化控制研发成果，打造基于自动化控制的井下皮带运输系统。改造过程如下：以统一的数据平台为核心，接入稳定的千兆冗余工业以太环网，实现各组分集成式管控、各皮带就地单独管控、特殊情况自由切换控制、多渠道通信等功能。改造后，利用自动化控制有效整合资源，最大限度地提升管控质量和精确度，为节能减排、绿色发展奠定技术基础。系统组成该系统主机采用宽带压输入 为 ，内置 语音通信模块及摄像头等视频图像处理软件，依靠视频和设备实现现场情况实时、全覆盖式管控，基于用户需求，针对性调节系统云线总线，每条串行总线为 供电，单线通信距离达到，控制器结合实际情况，选用 的 寸液晶显示器，便于全面展示各处数据。选用 （传输控制协议 网际协议）、光纤接口，借助自动化监控体系，实现多站点网络化远程监控、远程信息收集、信息传输等，借助扩音电话、急停开关等保证运行安全，有利于提升系统运行的安全性和稳定性。皮带输送机技术参数如表 所示。表 皮带输送机技术参数明细表型号宽带 输送量 带速 输送距离 伸缩尺寸长度 轨距 储带长度 电动机功率 电压 保护装置系统保护装置是维持系统安全运转的关键，保护装置的基本作用如下：第一，防跑偏；第二，防打滑；第三，防止堆煤。基于上述三点功能，提升装置的运行灵敏性和安全性是基本目标。结合上文的改造方案，在改造升级系统时，利用传感器、摄像头、自动化监控系统组建完整保护体系，可有效提升系统可靠度。加之利用现代化技术更新原有保护装置，可进一步加强安全保障。例如，针对误动作现象，可从加强防纵撕保护方面入手，即在卸料口位置，用倾斜振动方式替代原有方式，有效降低煤炭资源下落的冲击力和皮带磨损程度。带式输送机带式输送机是煤矿井下皮带运输自动化控制系统重要组成部分，具有运行稳定性强、消耗能源少等优势，在国家加强煤矿产业改革、实现产业升级后，深受煤矿青睐，对带式输送机的技术研发持续开展，技术水平目前已达到一定高度，且研发出多种具有实用价值的软启动和制动装置，不断推进带式输送机的更新换代。目前，已经出现多种驱动方式的输送机，如异步电动机带 驱动方式等，为新时期煤矿发展做出贡献。煤矿井下皮带运输系统中自动化控制的应用分析 控制运输过程煤矿井下皮带运输自动化控制系统本质上是在原有的系统中融入自动化控制技术，为了保证煤矿生产任务顺利完成，灵活应对意外情况，实现手动和自动两种方式控制是基本需求。正常情况下，以自动化控制方式为主，利用技术手段，保证井下皮带运输设备安全稳定运行。煤矿井下环境复杂，长距离运输容易受到多种因素影响出现故障，自动化控制系统的传感器、各类摄像头可有效发挥自动化管控作用，加之各区域设置的保护开关及急停装置，可最大限度降低故障损失率，便于 工 作 人 员 及 时 查 找 故 障 源 头，及 时 高 效处理。另外，自动化控制系统具备自动识别锁定功能。出现故障时，邻近区域的急停开关、摄像头及识别系统可以立即发挥作用，激发保护开关做出反应，信息会立即传输到地面控制室，向工作人员示警，自动化控制系统也同时被启动，自行结合故障信息科学下达指令，基于实际情况暂停部分设备，便于工作人员进行维修检查。维修完成后，地面控制室人员可以利用自动控制系统发出指令，恢复设备运转，最大限度地构建安全防护体系，有效避免由于信息覆盖面狭窄而造成的误伤事故。另外，井下皮带运输系统工作时，温度也是关注的热点问题，长时间工作容易使机械产热，例如电机温度升高影响电机性能发挥，自动化控制系统可以实现标准临界值自动监测，在临近标准值时自动示警，可以有效延长电机使用寿命。远程操作控制煤矿生产主要集中在地面以下，地下环境复杂多变，依靠自动化控制系统实现远程操控成为现代化煤矿发展的主要趋势，煤矿井下皮带运输系统是负责运输的主要渠道，井下皮带运输自动化系统改造的重点在于实现远程操控，该功能包括开车和停车两种行为。开车前要做好准备工作，确保实际动作时各部分运转正常是安全生产第一要务，做好安全检查、设备检测，检查完成后及时就数据内容进行交互，并告知系统控制人员。皮带自动化运输系统运行模式分为三种：第一，全运行模式，即所用站点均启动运行；第二，分运行模式，系统主站运行，分站基于具体需求确定运行；第三，应急运行模式，系统运行中出现意外情况，需要应急处理，容易出现急停急开等现象。如果依靠人工确定上述三种运行模式，极为耗费人力、物力，存在较大安全隐患，利用自动化控制支撑的远程控制功能可高效满足需求，不仅可以实现科学管控、自由切换，还能提升生产运输效率。结语综上，井下皮带运输系统对于煤矿具有重要意义，其运行稳定和安全程度对煤矿的生产效益有直接影响。为了支持煤矿在激烈的市场竞争中保持核心竞争力，从自动化控制角度入手，对井下皮带运输系统的改造升级具有积极作用。本文分析了任楼煤矿 矿井下皮带运输系统改造升级情况，探究改造后井下皮带自动化控制系统的应用，为煤矿行业实现稳定发展及我国经济进步提供理论依据。参考文献：李云自动化控制在煤矿井下皮带运输系统中的应用能源与节能，（）：杨帆 技术在煤矿皮带运输系统中的应用实践研究内蒙古煤炭经济，（）：孟建伟自动化控制在煤矿井下皮带运输系统中的应用探究当代化工研究，（）：毛义学，魏庆杰自动化控制在煤矿井下皮带运输系统中的应用内蒙古煤炭经济，（）：张晓东自动化控制在煤矿井下皮带运输系统中的应用电子技术与软件工程，（）：张艳峰选煤厂皮带运输机 控制系统设计与应用内蒙古煤炭经济，（）：杨贵煤矿井下自动化控制在皮带运输中的运用中国石油和化工标准与质量，（）：作者简介：阚玉华（），女，安徽砀山县人，本科，工程师，研究方向：机械自动化。