礦用帶式輸送機(jī)作業(yè)中安全隱患預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李 雯

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮礦， 山西 大同 037016）

引言

煤礦開采設(shè)備的應(yīng)用，影響了煤礦開采的安全性和工作效率，作為其重要設(shè)備之一帶式輸送機(jī)，其在輸送效率和運(yùn)輸量方面都具有很大的優(yōu)勢，在煤礦生產(chǎn)中被廣泛使用。但隨之而來的是其安全性問題，對于其安全隱患處理發(fā)現(xiàn)的不及時，以及其使用作業(yè)時，受到外界環(huán)境、載荷的影響等，對設(shè)備產(chǎn)生一定的不良影響，導(dǎo)致其電機(jī)受損、皮帶斷裂等故障發(fā)生，從而影響安全作業(yè)。對此，為了不斷提高和改善其安全作業(yè)問題，積極進(jìn)行研究，開展了一套安全隱患預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

1 帶式輸送機(jī)使用中存在的問題分析

通過對各大煤礦中帶式輸送機(jī)事故的數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)帶式輸送機(jī)在應(yīng)用中出現(xiàn)的故障有：電機(jī)燒壞、打滑跑偏、皮帶斷裂、和人員操作不當(dāng)?shù)葐栴}。其中電機(jī)燒壞主要是電機(jī)長時間處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，引起發(fā)熱，煤礦下粉塵煤灰的覆蓋影響電機(jī)的散熱功能，某一電機(jī)部件的故障，最終導(dǎo)致電機(jī)燒壞；皮帶打滑跑偏是由于煤炭運(yùn)輸過重，皮帶速度減慢打滑，皮帶長時間作業(yè)，就會發(fā)生偏移，產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象；而皮帶長時間的負(fù)重、磨損，帶邊會產(chǎn)生斷裂等情況；造成事故的發(fā)生。針對帶式輸送機(jī)在使用過程存在的這些問題，因此，需要在設(shè)計(jì)方面不斷優(yōu)化改進(jìn)，降低事故發(fā)生概率[1-2]。

2 帶式輸送機(jī)安全隱患預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)思路是基于輸送機(jī)常見故障展開，具有很強(qiáng)的針對性，系統(tǒng)主要分為瀏覽器層和服務(wù)器層，其系統(tǒng)中的PC 移動端、監(jiān)控技端、PC端、井下工作人員PC 端等，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、顯示和監(jiān)控；服務(wù)器層是整個預(yù)警系統(tǒng)的關(guān)鍵，利用采集的數(shù)據(jù)，通過一定的算法，對輸送機(jī)進(jìn)行中存在的打滑、跑偏、斷裂、電機(jī)等問題進(jìn)行判斷，當(dāng)情況超出之前預(yù)定的閾值，其系統(tǒng)的終端就會出現(xiàn)提示和預(yù)警信息，避免了帶式輸送機(jī)在作業(yè)過程中的安全故障問題。

安全隱患預(yù)警系統(tǒng)的總體方案如圖1 所示。

圖1 安全隱患預(yù)警系統(tǒng)的總體方案

3 預(yù)警系統(tǒng)中模塊的設(shè)計(jì)介紹

3.1 系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)

對于系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)，盡量體現(xiàn)清晰、明確、全面的設(shè)計(jì)理念，方便生產(chǎn)生活的需要。系統(tǒng)主頁面涵蓋了功能菜單，而且能顯示帶式輸送機(jī)的作業(yè)現(xiàn)場，預(yù)警處理，評價和隱患發(fā)生概率，非常全面和具體的呈現(xiàn)作業(yè)情況；另外工作人員要想理解全方位了解其運(yùn)作的基本信息，可以通過菜單欄來進(jìn)行操作，進(jìn)入相應(yīng)的用戶管理、用戶管理、安全隱患預(yù)警、安全評價等子菜單區(qū)域；當(dāng)工作人員要了解其安全評價等級時，系統(tǒng)通過各種圖形的方式來清晰具體的呈現(xiàn)每個月帶式輸送機(jī)的安全可靠度、隱患發(fā)生區(qū)和故障類型的頻次和概率對比。通過系統(tǒng)主頁這些信息的了解，就可以對帶式輸送機(jī)的作業(yè)情況，使用問題做一個全面的判斷和預(yù)知。

3.2 預(yù)警及處理模塊的設(shè)計(jì)

預(yù)警和處理模塊的設(shè)計(jì)，就如同人的大腦，對搜集來的帶式輸送機(jī)使用信息進(jìn)行一個判斷和反饋。當(dāng)帶式輸送機(jī)皮帶在使用過程中有打滑、跑偏等問題，安裝在帶式傳送機(jī)上的速度傳感器等各個設(shè)備對其運(yùn)作情況進(jìn)行一個實(shí)時的檢測，如果檢測的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的正常使用數(shù)據(jù)發(fā)生偏差時，此模塊設(shè)計(jì)就發(fā)揮作用，根據(jù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對、判斷，找出故障問題，并且提出相應(yīng)的措施，通過顯示和聲音預(yù)警等方式給出反饋，根據(jù)預(yù)警系統(tǒng)的反饋內(nèi)容，工作人員由此進(jìn)行相應(yīng)的操作。

圖2 預(yù)警系統(tǒng)主界面效果圖

預(yù)警及處理模塊的流程圖如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)預(yù)警及處理流程圖

3.3 歷史預(yù)警信息模塊的設(shè)計(jì)

歷史預(yù)警信息模塊的設(shè)置，是為了對帶式輸送機(jī)的使用情況有一個更好的追蹤和記錄，這些故障類型和故障處理信息的記錄和保存，能夠方便使用者的查詢，具體到時間，以及故障發(fā)生的類型，故障出現(xiàn)的征兆，方便提前預(yù)知，確定發(fā)生故障的地點(diǎn)，了解故障的處理方式和結(jié)果等等。在數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)方式上，簡單清晰，根據(jù)提示點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，就可以獲取相關(guān)的使用信息和歷史記錄，以及可以用來確認(rèn)處理結(jié)果，確保帶式輸送機(jī)的安全使用。

4 預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行測試

為了測試帶式輸送機(jī)安全隱患預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行效率和使用體驗(yàn)，對此利用礦用帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)行測試，主要考察其信息的采集、故障類型的判定顯示、處理結(jié)果的反饋以及故障預(yù)警的提醒等帶式輸送機(jī)應(yīng)用的方方面面。經(jīng)過長達(dá)半年的測試使用，獲得了一定的收獲體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在使用過程中，信息采集全面，故障類型判斷精準(zhǔn)，故障處理情況得到，關(guān)于故障預(yù)警提示及時快捷，使用效果較好。通過大家的使用反饋，發(fā)現(xiàn)使用該預(yù)警系統(tǒng)，能夠減少帶式輸送帶的使用事故，在預(yù)警的提示下，故障能夠得到及時的解決，方便快捷，同時又減少人力物力的損耗，具有很好的使用效果[3]。