陽煤一礦井下皮帶輸送機集中控制提效改造實踐

李國棟

（陽泉煤業(yè)（集團）有限責(zé)任公司一礦， 山西 陽泉 045008）

引言

近年來，陽煤一礦緊緊圍繞集團公司轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展要求，以打造安全、高效的現(xiàn)代化礦井為目標，始終堅持以制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和科技創(chuàng)新為工作重點，不斷為企業(yè)注入新的活力。皮帶運輸系統(tǒng)是該礦原煤運輸?shù)奈ㄒ煌緩?，是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，但是其控制方式目前仍采用人工就地分臺控制，很難滿足由于礦井皮帶運輸系統(tǒng)分布廣、信息分散而需要對其進行集中控制的要求。另外，隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，以及技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代化礦井也需要現(xiàn)代化的管理，對皮帶運輸系統(tǒng)集中控制和管理提出了更高的要求，因此如何實現(xiàn)集中控制迫在眉睫。

1 陽煤一礦主運皮帶集控現(xiàn)狀及分析

北翼四、五、六部皮帶機，目前均采用KJ886控制系統(tǒng)、皮帶保護。隨著開采的延伸導(dǎo)致現(xiàn)在的部分皮帶集控系統(tǒng)不能滿足集控要求。七部部分皮帶不能滿足集控、遠控需求；需完善各皮帶機頭一氧化碳監(jiān)測系統(tǒng)以及七部機頭煤倉煤位的監(jiān)測；六部、七部皮帶機的給煤機控制設(shè)備不能滿足其他設(shè)備的數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)需求；未將六部、七部皮帶機的給煤機納入集控系統(tǒng)；未將與四、五、六、七部皮帶機有搭接關(guān)系的皮帶機運行信息納入四部機頭操作臺；需對四部機頭主機及本安操作臺進行升級。所以為了進一步提高皮帶管控能力，需要在現(xiàn)有集控基礎(chǔ)上進行升級改造，最終建立可靠有效的主運皮帶集控系統(tǒng)。西大巷運輸皮帶為分皮帶不能滿足集控、遠控需求；需完善皮帶一氧化碳監(jiān)測系統(tǒng)以及煤倉煤位的監(jiān)測；不能滿足其他設(shè)備的數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)需求；調(diào)度與井下語音系統(tǒng)需要完善；皮帶沿線保護傳感器、通信線纜、組合擴音電話部分損壞需要更換；地面及井下主機及集控組態(tài)軟件進行升級。所以為了進一步提高皮帶管控能力，需要在現(xiàn)有集控基礎(chǔ)上進行升級改造，最終建立可靠有效的主運皮帶集控系統(tǒng)。

2 陽煤一礦皮帶機運輸存在問題

一是設(shè)備事故頻發(fā)影響系統(tǒng)的高效運輸。隨著產(chǎn)量的上升，煤量大、滿負荷作業(yè)無法避免，為維持全年產(chǎn)量任務(wù)指標的完成，對設(shè)備的可靠性要求也將更加嚴格。為完成產(chǎn)量任務(wù)，擠占設(shè)備檢修時間也是造成設(shè)備事故的主要原因。

二是影響皮帶機穩(wěn)定運輸?shù)牟淮_定因素多。由于西大巷皮帶巷是沿15號煤層頂板進行掘進貫通，受該煤層波動影響，巷道呈波浪式走向，坡度陡、皮帶間距大，從而受力不均衡，會導(dǎo)致皮帶打滑、跑偏現(xiàn)象發(fā)生，在長達3 250m的西大巷三部皮帶尤為明顯；北翼頭部、二部巷道狹窄；堆阻出大塊、雜物，煤倉塌落大塊等；皮帶運行過程中出現(xiàn)鋼絲甩頭，撕裂等。

三是皮帶集控系統(tǒng)還存在許多技術(shù)及設(shè)備原因。井下原煤運輸系統(tǒng)沒有實現(xiàn)順煤流起動，逆煤流閉鎖這樣一種先進的順序控制關(guān)系；以就地控制為主的原煤運輸系統(tǒng)在起動前后協(xié)調(diào)性較差，造成人為的待機時間較長；由于前后運輸機的操作經(jīng)驗千差萬別，在不熟練的狀況之下，多臺輸送機同時啟動，造成電網(wǎng)瞬間過負荷而跳閘，影響了設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)；皮帶相關(guān)綜合保護不能起到100%的作用，有些保護還有誤動作的情況，控制裝置無故障診斷功能；北翼四、五、六部皮帶機集控存在較大問題，保護部分不起作用；未形成覆蓋皮帶巷控制網(wǎng)絡(luò)，不能達到遠程控制要求。

3 改造實踐

3.1 北翼皮帶運輸系統(tǒng)改造

1）北翼一部皮帶。機頭的KTC101-Z控制器更換為KTC150-Z主控制器；更換1臺物位儀；建立標準化操作臺；增加3 t煤倉物位儀以及2臺給煤機的控制。

2）北翼二部皮帶。處理二部機頭下位機存在問題；給煤機安裝視頻采集；為四部皮帶集控室提供運行數(shù)據(jù)；采集鋼絲繩探傷系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

3）北翼四部皮帶。更換四部皮帶機機頭操作臺；安裝1臺煤位儀并在四部機頭操作臺顯示煤倉煤位信息；增加1套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，達到四、五、六、七部皮帶機視頻的集中監(jiān)視。

4）北翼六部皮帶。安裝機尾給煤機控制器；更換給煤機用變頻器。

5）北翼七部皮帶。安裝機尾給煤機控制用電氣控制箱；更換給煤機用磁起開關(guān)；從六部皮帶機機尾架設(shè)光纖至七部皮帶機尾；皮帶機沿線安裝電纜、擴音電話、急停開關(guān)、跑偏傳感器、撕裂傳感器等；機頭安裝可編程序控制箱；安裝1臺煤位儀；皮帶機機頭與機尾落煤點安裝防爆攝像儀。

6）構(gòu)建北翼皮帶集控控制網(wǎng)絡(luò)。在一部皮帶機頭和二部皮帶機頭鋪設(shè)光纖安裝2臺交換機用于采集數(shù)據(jù)；對現(xiàn)有及新加操作臺交換機形成網(wǎng)絡(luò)并與二部進行網(wǎng)絡(luò)連接。

3.2 西大巷皮帶運輸系統(tǒng)改造

1）西大巷一部。KTC150控制器升級為KTC150-Z主控制器；更換1臺物位儀；建立標準化操作臺；采集鋼絲繩探傷系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2）西大巷二部。處理損壞保護；采集鋼絲繩探傷系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

3）西大巷三部。處理損壞保護；采集鋼絲繩探傷系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

4）西大巷四部。安裝1臺物位儀控制2臺給煤機；鋪設(shè)光纜增加給煤機視頻。

5）西大巷五部。皮帶機沿線安裝電纜、擴音電話、急停開關(guān)、跑偏傳感器、撕裂傳感器等；機頭安裝可編程序控制箱；機頭機尾以及給煤機增加視頻。

6）構(gòu)建西大巷皮帶集控控制網(wǎng)絡(luò)。改變現(xiàn)有集控數(shù)據(jù)控制方式，分別在一部、二部、三部、四部、五部鋪設(shè)光纖并安裝6臺交換機用于集控控制。

3.3 皮帶集控軟件改造

1）現(xiàn)場集控操作軟件改造。西大巷頭部根據(jù)需要建立可控制1～5部皮帶（含給煤機）集控平臺并定制操作臺便于現(xiàn)場人員操作。北翼頭部根據(jù)需要建立可控制北翼1～3部皮帶（含給煤機）集控平臺并定制操作臺便于現(xiàn)場人員操作。北翼四部根據(jù)需要建立可控制北翼4～7部皮帶（含給煤機）集控平臺并定制操作臺便于現(xiàn)場人員操作。采集皮帶相關(guān)開關(guān)、電機、變頻等數(shù)據(jù)，便于判斷設(shè)備運行狀態(tài)?，F(xiàn)場集控系統(tǒng)融合顯示各煤倉煤位；裝載點、給煤機視頻；采區(qū)皮帶運行狀態(tài)；采煤工作面機組運行狀態(tài)等。

2）地面集控軟件主系統(tǒng)更新升級。對地面集控軟件主系統(tǒng)進行升級改造，建立井下皮帶集控系統(tǒng)，具備地面遠程控制操作能力。

3）設(shè)備兼容性。涉及皮帶集控系統(tǒng)使用的各類皮帶保護、擴音器、急停、拉線急停專用電纜等設(shè)備須與現(xiàn)有天津華寧皮帶集控所使用設(shè)備相互兼容（可替換使用），各類設(shè)備控制提供數(shù)據(jù)接口便于整體皮帶集控系統(tǒng)使用。

4 改造效果

1）避免了由于大煤量運輸或運輸量不均衡引起的過流、過載故障。

2）采用集中控制方式，是在整個運輸線上新增或改造現(xiàn)有控制裝置，在控制室內(nèi)集中操縱，由1～2名崗位工來完成操作不但節(jié)省了大量的崗位操作人員，也為及時發(fā)現(xiàn)故障、縮短停產(chǎn)時間和綜合自動化創(chuàng)造了條件。

3）提升了皮帶巷道標準化程度，逐步向集控、減員、安全、高效的目標邁進，最終實現(xiàn)全礦井皮帶機遠程監(jiān)測、控制、管理一體化和人工巡檢的新的系統(tǒng)運行模式，達到煤礦安全生產(chǎn)標準化和自動化高效運輸?shù)囊蟆?/p>