選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)監(jiān)控安裝及電控集中控制改造研究

肖露露

（山西長(zhǎng)治王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 長(zhǎng)治 047199）

引言

王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司選煤廠為礦井型選煤廠，該選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)已開采運(yùn)行多年，當(dāng)前仍采用傳統(tǒng)的“工人+信號(hào)鈴”老舊方式進(jìn)行信號(hào)傳遞。從多年的運(yùn)行情況來看，安全性和可靠性都較差，成為影響選煤廠工作效率的主要因素。在公司的建議下，為提高選煤廠自動(dòng)化程度和車間生產(chǎn)效率，對(duì)該選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)進(jìn)行了監(jiān)控安裝及電控集中控制改造研究。

1 工程概況

山西省長(zhǎng)治縣王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司位于長(zhǎng)治縣蔭城鎮(zhèn)西陜村。礦井始建于1964 年，礦井井田面積16.68 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量1.8 億t，現(xiàn)主要開采3 號(hào)煤層，煤層平均厚度5.17 m，煤層傾角2°～7°。王莊煤業(yè)公司生產(chǎn)能力：240 萬t/年；開拓方式：斜井開拓；井筒數(shù)量：4 個(gè)；開采水平：+980 m；采煤工藝：綜采；瓦斯等級(jí)：低瓦斯；水文地質(zhì)類型：中等；自燃傾向性：不易自然。山西長(zhǎng)治王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司選煤廠為礦井型選煤廠，處理能力為240 萬t/年。

該選煤廠2007 年開始籌建，投入運(yùn)行是在2008 年，洗煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)已運(yùn)行十余年，運(yùn)煤設(shè)備都配置有人工崗位，使用信號(hào)鈴進(jìn)行聯(lián)系。從以往的情況來看，該運(yùn)輸系統(tǒng)的管理模式安全性不高，對(duì)崗位工作人員的能力要求非常高，因此多次發(fā)生機(jī)電運(yùn)輸事故，給選煤廠造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)也影響到選煤廠的生產(chǎn)效率。針對(duì)這一情況，根據(jù)公司要求，結(jié)合選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)的現(xiàn)狀，必須對(duì)選煤廠運(yùn)煤監(jiān)控系統(tǒng)及集中控制進(jìn)行改造。改造主要是從運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)兩大方面進(jìn)行，主要有煤料運(yùn)輸視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)、煤料運(yùn)輸集中控制系統(tǒng)的建設(shè)，主控制室的建設(shè)三部分組成。系統(tǒng)運(yùn)行后可以有效的提高選煤廠運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2 運(yùn)煤系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案分析

2.1 監(jiān)控方案分析

根據(jù)王莊煤業(yè)及選煤廠各生產(chǎn)車間煤料運(yùn)行情況及監(jiān)控集中控制室的設(shè)置位置，廠區(qū)集中控制室與運(yùn)煤系統(tǒng)各監(jiān)控點(diǎn)的直線距離最遠(yuǎn)不超過350 m，針對(duì)這一情況確定監(jiān)控系統(tǒng)安裝方案為：以太網(wǎng)傳輸方式要求各監(jiān)控點(diǎn)的光纖設(shè)備提供以太網(wǎng)接口，以便于監(jiān)控點(diǎn)的圖像經(jīng)Gloview 網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器通過以太網(wǎng)接口上傳至監(jiān)控中心。該方案運(yùn)行較為穩(wěn)定，設(shè)備日常維護(hù)量小。采用大華DAHUA 高清（400萬像素）超寬動(dòng)態(tài)紅外（H.265）網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行視頻信號(hào)的采集；當(dāng)信號(hào)通過網(wǎng)線路傳統(tǒng)至交換機(jī)后，選用光纖將信號(hào)傳輸至集中控制室的32 路監(jiān)控主機(jī)上，再將32 路監(jiān)控圖像進(jìn)行編排后在在大屏上進(jìn)行圖像顯示，接入的圖像拼接控制器的視頻信號(hào)可以進(jìn)行任意編排，并進(jìn)行相應(yīng)顯示。采用46 寸DID 工業(yè)級(jí)液晶顯示器拼接大屏，該產(chǎn)品是針對(duì)拼接視頻墻而研發(fā)的超窄邊拼接監(jiān)視器，具有較好的散熱功能和圖像清晰穩(wěn)定功能。王莊煤業(yè)選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)控方案情況如下頁圖1 所示[1]。

圖1 王莊煤業(yè)選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)控方案示意圖

2.2 監(jiān)控點(diǎn)的布置

針對(duì)選煤廠的整體布置情況，對(duì)運(yùn)煤系統(tǒng)的16個(gè)位置進(jìn)行了視頻監(jiān)視點(diǎn)的布置，主要有以下：原煤封閉式煤場(chǎng)下給煤機(jī)位置處，返煤暗道皮帶機(jī)中部位置處，返煤暗道皮帶機(jī)頭部位置處，201 原煤皮帶機(jī)尾落煤點(diǎn)位置處，201 原煤皮帶機(jī)頭部位置處，203振動(dòng)篩位置處，301 皮帶機(jī)尾部落煤點(diǎn)位置處，301皮帶機(jī)中部皮帶配重間位置處，301 皮帶機(jī)頭部位置處，702 皮帶機(jī)尾部位置處，702 皮帶機(jī)頭位置處，730 皮帶機(jī)尾部位置處，730 皮帶機(jī)頭位置處（精煤倉），751 地銷裝車皮帶機(jī)頭位置處，751 地銷裝車皮帶機(jī)尾位置處，地銷煤場(chǎng)裝煤點(diǎn)位置處[2]。

2.3 功能分析

1）圖像攝取功能。可24 h 對(duì)運(yùn)煤系統(tǒng)視頻監(jiān)控范圍內(nèi)的運(yùn)行情況進(jìn)行高清監(jiān)控，能有效地保證運(yùn)煤系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）錄像功能。單路和多路圖像信號(hào)同步錄入，本地能保存60 d 的錄像時(shí)間，能對(duì)所有文件進(jìn)行備份。

3）圖像檢索功能。對(duì)錄像能方便檢索回放，可指定某個(gè)時(shí)間段任意回放，對(duì)某些時(shí)段內(nèi)生生的特殊情況，可以將其鎖定并進(jìn)行備份，避免覆蓋。

4）移動(dòng)幀測(cè)報(bào)警錄像。自動(dòng)檢測(cè)器監(jiān)控圖像框內(nèi)物體的明顯移動(dòng)并且其動(dòng)作范圍超出限定值之后觸發(fā)報(bào)警[3]。

3 運(yùn)煤設(shè)備集中控制系統(tǒng)改造方案

3.1 運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)備分析

本次選煤廠運(yùn)煤監(jiān)控系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)到以下8 臺(tái)設(shè)備，主要有：給煤機(jī)、返煤暗道皮帶機(jī)、201 原煤皮帶機(jī)、203 振動(dòng)篩、301 皮帶機(jī)、702 皮帶機(jī)、730 皮帶機(jī)、750 皮帶機(jī)。

3.2 集中控制系統(tǒng)方案

選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)采用繼電聯(lián)鎖遠(yuǎn)近控制方案，將運(yùn)煤系統(tǒng)運(yùn)行的8 臺(tái)設(shè)備啟動(dòng)按鈕全部都并聯(lián)到選煤廠主控制室內(nèi)，停止按鈕全部串聯(lián)到主控制室內(nèi)，這種設(shè)計(jì)方案就可以實(shí)現(xiàn)8 臺(tái)設(shè)備的遠(yuǎn)控啟動(dòng)和停止。運(yùn)煤設(shè)備均由主控制室提供220 V 電源，啟動(dòng)線包與以往使用設(shè)備使用的啟動(dòng)線包保持電壓等級(jí)相同，使用2 根KVV-20×1.5 mm 的銅芯控制電纜，距離350 m 處的設(shè)備壓降15 V 左右。

4 效益分析

1）改造前運(yùn)煤系統(tǒng)的用工成本。該選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)改造前以往需配置工作人員22 名，每人每年按4 萬元計(jì)算，人員用工成本共需約88 萬元左右。

2）運(yùn)煤系統(tǒng)改造的投入和改造后用工成本。本次運(yùn)煤系統(tǒng)改造中，監(jiān)控系統(tǒng)及集中控制系統(tǒng)設(shè)備采購?fù)度爰s20 萬元，集中控制室的建設(shè)及設(shè)備的安裝調(diào)試費(fèi)用約5 萬元，共需25 萬元。改造后運(yùn)煤系統(tǒng)采用的兩班制，每班班長(zhǎng)1 人，主控制室開皮帶1 人，需要4 人；運(yùn)煤線路上定時(shí)巡查及打掃衛(wèi)生每班3 人，另抵輪休1 人，需要8 人；兩班合計(jì)用工12人每人每年按4 萬元計(jì)算，人員用工成本共需約48萬元左右。

3）對(duì)比分析。改造后，選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)用工成本每年約節(jié)約40 萬元，系統(tǒng)改造完成運(yùn)行及原有崗位人員分流后，投入成本在9 個(gè)月左右可收回投入，并長(zhǎng)期發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。選煤廠運(yùn)煤系統(tǒng)監(jiān)控安裝及電控集中控制改造完成后，運(yùn)煤系統(tǒng)的安全性和可靠性大幅度提高，有效提高了煤料的運(yùn)輸效率。