煤礦井下皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其應(yīng)用

郭治軍

中煤西北能源有限公司烏審旗蒙大礦業(yè)有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017300

1 皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特征

1.1 可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制

作為一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控具備生產(chǎn)監(jiān)控功能，在生產(chǎn)運(yùn)行的各環(huán)節(jié)都能實(shí)時(shí)采集、傳輸和打印數(shù)據(jù)，為設(shè)備和人員提供安全保障，使生產(chǎn)管理和自動(dòng)化控制等系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享[1]。

1.2 對(duì)故障進(jìn)行有效的診斷

皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，很多設(shè)備具有自我檢測(cè)功能（比如：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、傳感設(shè)備等），皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可以自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是否出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)斷線、控制模塊故障等問題，發(fā)現(xiàn)問題將發(fā)出警報(bào)。

1.3 全分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要控制地面和井下作業(yè)，其主機(jī)和各分機(jī)聯(lián)系緊密卻又不彼此干擾，安全性較高。

2 皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

2.1 控制功能

煤礦開采企業(yè)可利用皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制井下皮帶運(yùn)輸，也可采用手動(dòng)控制。若皮帶運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障，在皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)作用下皮帶運(yùn)輸機(jī)將停止運(yùn)行，同時(shí)其故障信息將傳輸給控制中心，在工作人員妥善處理此故障之后，方可重新運(yùn)轉(zhuǎn)，保證皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行安全性及穩(wěn)定性[2]。

2.2 保護(hù)功能

（1）堆煤保護(hù)。堆煤保護(hù)的作用是當(dāng)帶式輸送機(jī)機(jī)頭發(fā)生堆煤現(xiàn)象時(shí)，使帶式輸送機(jī)自動(dòng)停機(jī)，堆煤保護(hù)傳感器一般使用煤電極式。煤電極式堆煤保護(hù)傳感器一般安裝在煤倉(cāng)上口，堆煤保護(hù)傳感器的安裝高度應(yīng)在低于機(jī)頭下膠帶200mm 水平以下，其平面位置應(yīng)在煤倉(cāng)口范圍之內(nèi)，當(dāng)煤堆積觸及到堆煤保護(hù)探頭時(shí)，保護(hù)器將自動(dòng)停機(jī)報(bào)警。實(shí)驗(yàn)時(shí)只需把探頭觸底板即可。

（2）煙霧保護(hù)。煙霧保護(hù)是當(dāng)帶式輸送機(jī)打滑產(chǎn)生過(guò)多煙霧時(shí)，使帶式輸送機(jī)能夠及時(shí)的停機(jī)保護(hù)。煙霧保護(hù)傳感器應(yīng)布置在驅(qū)動(dòng)滾筒上方5m 內(nèi)的下風(fēng)口，一般懸掛于距上皮帶上方0.6 -0.8m。具體距離要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定，由現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速、煙霧的上升速度以及傳感器距滾筒的高度確定。

（3）超溫灑水保護(hù)。超溫灑水裝置一般采用電動(dòng)球閥來(lái)作為灑水的控制閥門，溫度過(guò)高時(shí)可以打開電動(dòng)球閥灑水，使用時(shí)可以將電動(dòng)球閥安設(shè)在帶式輸送機(jī)操作臺(tái)附近，將水管接至滾筒處，超溫灑水裝置出水噴頭應(yīng)安裝在驅(qū)動(dòng)滾筒與膠帶開始結(jié)合處，且離滾筒表面100mm 以內(nèi)。

（4）速度保護(hù)。將速度傳感器安裝在與磁鐵相對(duì)應(yīng)的支架上，通過(guò)切割磁力線產(chǎn)生電磁感應(yīng)來(lái)判斷膠帶的速度。由于測(cè)量的是膠帶的速度而不是驅(qū)動(dòng)滾筒的速度，因此，絕對(duì)不能將速度傳感器安設(shè)在驅(qū)動(dòng)滾筒或電動(dòng)機(jī)的輸出軸上。

（5）跑偏保護(hù)。跑偏保護(hù)裝置的作用是，在輸送帶發(fā)生跑偏時(shí)，輸送機(jī)自動(dòng)停機(jī)。跑偏裝置應(yīng)安裝在距離槽形托輥外沿50-100mm 范圍內(nèi)。跑偏開關(guān)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)器主機(jī)將自動(dòng)切斷電源，實(shí)現(xiàn)跑偏保護(hù)。

（6）防撕裂保護(hù)。①在帶式輸送機(jī)上必須安裝皮帶防撕裂裝置，目前德國(guó)已研制輸送機(jī)全斷面激光防撕裂裝置，該裝置安裝在上下皮帶之間，采用激光裝置對(duì)皮帶表面進(jìn)行探測(cè)。②輸送機(jī)皮帶防撕裂裝置與閉鎖開關(guān)相連，當(dāng)輸送機(jī)出現(xiàn)深度裂紋或裂縫時(shí)，該裝置將停止信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜傳遞至閉鎖開關(guān)，連閉鎖開關(guān)接受到信號(hào)后立即切斷輸送機(jī)電源。

（7）急停保護(hù)。已經(jīng)安裝并且驗(yàn)收合格的輸送機(jī)，在輸送機(jī)每隔100m 處安裝一個(gè)急停制動(dòng)裝置及對(duì)話裝置。

（8）溫度保護(hù)。溫度保護(hù)的作用是當(dāng)膠帶在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑時(shí)，膠帶與滾筒摩擦導(dǎo)致溫度升高，熱量積聚，溫度保護(hù)傳感器可以及時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)傳感器的設(shè)定溫度時(shí)，實(shí)現(xiàn)溫度故障保護(hù)，自動(dòng)停機(jī)。

3 影響皮帶運(yùn)輸效率的部分原因及解決措施

因?yàn)槿藛T管理和設(shè)備后續(xù)維護(hù)不到位，導(dǎo)致皮帶不時(shí)出現(xiàn)跑偏和灑煤現(xiàn)象，對(duì)皮帶的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重影響，在后續(xù)處理問題的過(guò)程當(dāng)中，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)不斷加大，為了從根本上杜絕這些問題，需要做到以下幾點(diǎn)：（1）從皮帶機(jī)安裝環(huán)節(jié)就應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待，嚴(yán)格按照相關(guān)安裝和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝和試運(yùn)行，需對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的部分進(jìn)行拆除并重新調(diào)整，直到其達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。（2）在檢修皮帶時(shí)間段對(duì)其做好正常的檢修和維護(hù)。在正常檢修輸送帶時(shí)，首先應(yīng)該保證該設(shè)備所有的滾筒和托輥都能夠不受任何卡阻地靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在皮帶機(jī)合適的漲緊度的基礎(chǔ)上調(diào)整皮帶跑偏灑煤的地方。在調(diào)整的時(shí)候，應(yīng)該確定是因皮帶托輥位置不合理還是因皮帶架子發(fā)生歪斜而導(dǎo)致皮帶托輥不正而導(dǎo)致皮帶出現(xiàn)跑偏灑煤情況。由于長(zhǎng)期運(yùn)行的皮帶機(jī)在生產(chǎn)中會(huì)因?yàn)椴糠职惭b皮帶機(jī)架子的地板下陷或鼓起或裝煤不正而導(dǎo)致架子產(chǎn)生歪斜，而使皮帶跑偏，因此針對(duì)這種現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)調(diào)整皮帶架子，使其保持處于一條直線[4]。（3）對(duì)皮帶打滑問題的處理。皮帶在運(yùn)行的過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)打滑情況，主要包括以下幾種情況：①皮帶突然增加了煤量，這時(shí)只需要把皮帶略微漲緊，直到皮帶不打滑便可解決；②皮帶主副驅(qū)動(dòng)滾筒膠皮出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損情況，無(wú)法向皮帶提供其所需的摩擦力，使皮帶出現(xiàn)打滑情況，出現(xiàn)這種情況應(yīng)該及時(shí)更換皮帶主副驅(qū)動(dòng)滾筒或者對(duì)皮帶主副驅(qū)動(dòng)滾筒進(jìn)行包膠處理；③皮帶底跌落大塊的煤矸石或皮帶架把皮帶卡住，如果皮帶出現(xiàn)打滑的情況首先應(yīng)該對(duì)皮帶是否出現(xiàn)這種現(xiàn)象進(jìn)行檢查，不然強(qiáng)行開啟皮帶機(jī)會(huì)撕扯壞皮帶，可能會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，并且對(duì)礦井的正常運(yùn)行造成影響[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦井下皮帶自動(dòng)化技術(shù)主要指的是對(duì)煤礦井下皮帶進(jìn)行控制并監(jiān)控的技術(shù)，該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在礦物開采和運(yùn)輸中。煤礦井下皮帶自動(dòng)化控制結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)，可提升煤礦的生產(chǎn)效益和安全性，保證煤礦作業(yè)順利完成，促進(jìn)了生產(chǎn)效益的提升。