煤礦膠帶自動化控制改造方案

煤礦膠帶自動化控制改造方案

摘要本文針對大陽泉煤礦膠帶運輸系統自動化改造相關要求，提出了改造方案。實踐效果表明，該方案為大陽泉煤礦的自動化控制系統的建設提供了基礎。

關鍵詞帶式輸送機;控制系統;改造

帶式輸送機是煤礦最重要的運輸系統，一旦發生故障就會影響到煤礦的生產和經營。根據大陽泉煤礦數字化礦山建設的相關要求和規劃，原來的帶式輸送機自動化控制系統已無法滿足井下生產運輸的需要，必須對其進行相應的自動化控制改造，通過對技術進行相應的升級，對主運輸系統的帶式輸送機加強統一的檢測、管理和控制，從而加強對大陽泉煤礦主運輸系統的運輸能力的控制，保障該煤礦實現高效高產安全生產。

1工程概況

大陽泉煤礦位于山西省陽泉市義井鄉西峪村，年生產能力120萬t，該煤礦運輸膠帶一共4條：主井提升膠帶1條（2400m），15#采區膠帶1條（2300m），12#采區2條（1800m、200m），剩下的為工作面運輸膠帶，現在主要有8130工作面，8120進風、8120回風、8135進風使用15#膠帶運輸；8120高抽巷、8135低抽巷、8135高抽巷使用12#膠帶運輸。本次膠帶運輸自動化控制系統改造范圍：主井1部主平硐平面彎曲帶式輸送機，15#采區1部帶式輸送機，12#采區2條帶式輸送機。主膠帶運輸系統設備的改造范圍分析：（1）1部主平硐平面彎曲帶式輸送機，長2400m，4×500kW，頭部驅動；（2）5#采區1部帶式輸送機，長2300m，4×450kW；（3）12#采區上原煤倉帶式輸送機，長220m，250kW，頭部驅動；（4）12#采區1部帶式輸送機，長1800m，3×325kW，頭部驅動。上述4種改造范圍內的膠帶運輸機均采用調速型液力耦合器進行膠帶啟動。

2膠帶運輸自動化控制系統改造方案

選用天津華寧生產的KTC101膠帶綜保系統來替代原來的膠帶運輸保護系統。該膠帶綜保系統可以對膠帶進行各類情況的檢測，包括縱撕、跑偏、溫度、速度、超溫灑水等情況。同時可以提供相應的語音播報和報警，帶式輸送機每100m距離就安裝一臺擴音閉鎖電話。主井提升膠帶1條，15#采區1部帶式輸送機，12#采區2條帶式輸送機選用圳市普中科技有限公司生產的Q系列PLC控制器。Q系列PLC控制器內置太網功能，可以就近接入環網，從而對數據進行傳輸。帶式輸送機運行數據采集后通過環網傳輸到地面調度中心，統一進行相應的檢測和控制管理。1部主平硐平面彎曲帶式輸送機機頭分別安裝徐州博林高新技術公司生產的KJJ102監控主站和監控分站。同時在監控主站上安裝一塊MODBUS轉換模塊實現信號傳輸。KTC101控制器采集數據，并通過Q系列PLC控制器將數據傳遞到地面調度中心。15#采區1部帶式輸送機選用羅克韋爾SLC500系列控制器，加通訊模塊和天津華寧的控制器進行通訊，其他PLC配置保持不變，主站加通訊模塊和KTC101-Z型控制器通訊，通過Q系列PLC控制器將數據傳遞到地面調度中心。12#采區2條帶式輸送機選用上海勵輝科技自動化公司提供的CP343-1IT以太網通訊模塊來實現以太網通訊，再將相應的數據信息傳遞到地面調度中心。

3膠帶自動化控制系統功能

通過對大陽泉煤礦膠帶運輸系統原有自動化控制的改造，操作人員在地面調度中心機房就能實現以下功能。啟動控制：當檢測到分選流程的膠帶和設備處于適當狀態，煤倉煤位也處在適當位置，在控制系統中選擇帶式輸送機系統的自動控制模式，點擊系統啟動命令就可以實現主運輸系統帶式輸送機的啟動。另外在閉鎖條件下，可以對設備進行逐一啟動，也可以在手動控制狀態下實現設備的單獨啟停。停止控制功能：停止控制功能有三種實現途徑。（1）自動停車。當系統檢測到工作時間和煤倉堆煤高度到了事先設定的數值限度就可以實現設備的自動停車；（2）人為停車。工作人員可以就地或遠程通過按下停止按鈕實現人為停車；（3）故障停車。當檢測到帶式輸送機在運輸過程有膠帶跑偏及撕裂等故障發生后，系統就會因故障問題啟動故障停車。故障自診斷及保護功能：系統能對帶式輸送機的故障類型進行準確的判定，并提供準確的位置，同時還可以采用語音和圖像的方式加以查看。實時數據和報表管理：可以對所有帶式輸送機的啟/停、運行、故障等情況進行實時的記錄，并進行相應的儲存以備后期查看。能夠自動地對運行日志報表和生產報表進行生成，能夠實時對煤倉倉位、溫度等數據信息進行記錄。

4實施效果分析

2016年5月30日，大陽泉煤礦膠帶自動化控制系統改造項目完成并通過驗收，從2016年6月1日正式實施。目前實施效果較好，主要體現在以下幾方面：（1）實現無人值守，節約人工開支。通過本次帶式輸送機自動化控制的改造后，該煤礦在地面調度中心機房就可以實現對主運輸系統的帶式輸送機電設備進行集中監測、監控和管理等工作，可以對帶式輸送機的故障發生情況進行了解和掌握，從而進行相應的維修和維護。該煤礦減少了各帶式輸送機工作崗位人員共40名，同時降低了作業人員的勞動強度。實現無人值守后，膠帶運輸方面人員開支每年節約200萬元，有效地降低了企業的生產成本。（2）提高了數據精度，降低了數據誤差，當前已實現數據誤差控制在4%以內。準確、安全、快捷的自動化傳輸能力滿足了該煤礦的生產和經營。

5結語

本文以大陽泉煤礦為研究對象，進行了膠帶自動化控制系統改造方案的研究。將帶式輸送機操作、監控等功能整合在一起，全部都集中在地面調度中心機房進行操作。本次改造方案能實現該煤礦帶式輸送機運輸的無人值守，減少帶式輸送機崗位的人員數量。實踐效果表明本次改造取得了較好的經濟效益和社會效益，改造方案合理切實可行。

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作者：郗成龍 單位：山西省陽泉市大陽泉煤炭有限責任公司