淺談綜采工作面刮板運輸機負荷與采煤機割煤行走速度的電控系統(tǒng)模型設計

李銘

(鐵法煤業(yè)集團有限公司大強煤礦,遼寧調兵山 112700)

淺談綜采工作面刮板運輸機負荷與采煤機割煤行走速度的電控系統(tǒng)模型設計

李銘

(鐵法煤業(yè)集團有限公司大強煤礦,遼寧調兵山 112700)

本文簡述運輸機功率時時監(jiān)控采集負荷動態(tài)信號,并由此信號去時時控制采煤機割煤速度,從而控制時時落煤和運輸煤量,使運輸機處于最佳功率狀態(tài)工作,提高綜采開機率,與此同時發(fā)揮設備的最大的效能,為現(xiàn)代化礦井的穩(wěn)產高產,提供了技術保障。

割煤速度 電控系統(tǒng) 效率

1 實際工作狀況分析

綜采工作面的刮板運輸機的長度主要取決于工作面的長度，隨著綜合機械化采煤的發(fā)展，綜采工作面的長度也不斷的加長，打煤機的截割深度也不斷加大，這樣一來對工作面刮板機的運輸能力要求越來越高，目前，工作面長度達300米，采煤機截深1米以上，采高可達到7米。工作面刮板運輸機最大設計長度達360米，中部槽的槽寬達到1400毫米，采用三驅動方式，功率達；3*1600KW=4800KW。

由于工作面刮板運輸機的工作特點是靠滑動摩擦方式運輸煤炭，其功率損耗遠高于綜采工作面其他設備，即使如此，在實際工作中，采煤機在大速度滿載割煤時，時常發(fā)生刮板運輸機超載的事情發(fā)生，導致刮板機被壓住，出現(xiàn)此現(xiàn)象后，只能靠人力清理刮板機上的物料，此項工作十分消耗人的體能！最重要的是安全問題！人一但進入刮板機上，上幫煤壁的偏幫是隨機發(fā)生的！

根據(jù)綜采工作面刮板機的運輸特性，采煤機由機頭向機尾運行時，采煤機割煤的落煤點，逐漸的向刮板機機尾運行，距刮板機機頭卸載點逐漸增長，刮板運輸機上的煤炭運輸長度也是逐漸加長，所以運輸機的功耗逐漸加大。此功率消耗由兩個條件產生的，一是刮板運輸機的運輸距離；二是采煤機的截割速度，采煤機的落煤量是正比率于采煤機行走速度。為保證刮板機正常工作，采煤機在向機尾割煤時，由其是割至機尾區(qū)域時，由其重要。

反之采煤機由機尾向頭時，運輸機上槽運輸煤炭長有效長度逐漸縮短，其運輸距離在漸漸的縮短，功耗逐漸減小，其采煤機的割煤速度可隨著運輸機功率來調節(jié)其割煤速度，以發(fā)揮設備的最佳效能。

圖1

圖2

2 運輸機和采煤機功耗分析

下面圖1第一個圖示為采煤機等速運行割煤時，運輸機功率消耗特性曲線，圖1第二個圖為采煤機變速運行割煤時，運輸機功率消耗特性曲線。

通過特性曲線圖可以看出，采煤機兩種運行總的運行時間是相同的。

第一個特性曲線為：采煤機等速運行，當采煤機運行到機尾割三角煤區(qū)域時，其刮板運輸機已經達到和超過了刮板機的運輸能力，再加上工作面煤幫和頂板落煤及根進推刮板機鏟到溜槽上的煤炭，極易導致壓溜現(xiàn)象的發(fā)生！

第二個特性曲線圖為：當達到運輸機功耗接近滿載時，其采煤機的牽引速度提應減速運行，使運輸機上的煤量減少，從而減小運輸機功耗。當向機頭割煤時，在均載區(qū)和欠載區(qū)域時，采煤機的速度可加快，運輸機仍然不會超載。采煤機的運行速度應根據(jù)刮板機的功率(或電流)來自動控制其截割速度。

3 設計思想與實施方案

從運輸機終端開關上采輯實時信號，通過實時功率或電流信息，有效的控制采煤機行走速度，從而實現(xiàn)最佳功率匹配關系，實現(xiàn)刮板機的負荷對采煤機割煤速的控制。

具體實施方法有兩種形式。

一是采集電流信號，集控開關負荷電纜上電流互感器采輯實時電流信息，經比較器進行處理，再經適配器，與其采煤機調速單元，來控制其采煤機速度。

式中：i——電流互感器采樣電流

Ki——電流互感器互感變比

I——刮板機動態(tài)負何電流

二是采集功率信號，將采集信號處理后，可分別給采煤機變頻調速系統(tǒng)，當運輸機電流或功率達到某一值時，去調節(jié)采煤機變頻調速系統(tǒng)，使其限定最大牽引速度，來調節(jié)采煤機的落煤量，從而確保運輸機不會超載運行。

式中：P——刮板機電機有效瞬時功率信號

K——功率互感比例系數(shù)

U——刮板機電機相電壓

I——刮板機電機電流

以上瞬時信號經采輯均以電流輸出形式傳送到下一級TTY進行數(shù)據(jù)協(xié)議轉換，為減少傳輸過程中信號的衰減和損失，可采用RS485協(xié)議進行長距離傳輸(圖2)。

4 結語

刮板機的實時電流及功率也可通過光電耦合器，經光纖通信傳輸?shù)降孛嬲{度臺和因特網絡，實現(xiàn)更廣的傳輸和監(jiān)控功能，數(shù)據(jù)多方共享，實現(xiàn)真正意義上的現(xiàn)代化信息互聯(lián)。

李銘(1968.2—),男,大專,1993年7月畢業(yè)于撫順礦務局工學院電氣專業(yè),職稱:工程師。