煤礦井下給煤機(jī)可視化遠(yuǎn)程操控技術(shù)的實(shí)踐

張景萍

（晉華宮礦安監(jiān)站，山西 大同 037003）

晉華宮礦1956年建成投產(chǎn)，現(xiàn)主要開采12-2號(hào)、12-3號(hào)煤層，煤流系統(tǒng)較長(zhǎng)。受礦井建設(shè)初期設(shè)計(jì)所處年代的影響，井下漏煤眼給煤機(jī)操作空間狹小，操作工緊鄰給煤機(jī)進(jìn)行操作，存在較大安全隱患，并且易導(dǎo)致操作人員聽力受損，甚至患?jí)m肺病等疾病。受2019年多起給煤機(jī)歘煤導(dǎo)致人員傷亡事故的啟示，決定以3#煤倉(cāng)為試驗(yàn)點(diǎn)，對(duì)給煤機(jī)的操作系統(tǒng)進(jìn)行改造[1-6]。

1 工程概況

晉華宮礦盤區(qū)及主煤流系統(tǒng)共有7個(gè)井下漏煤眼（煤倉(cāng)），如圖1。3#煤倉(cāng)深度20 m，煤倉(cāng)直徑5 m，原煤容量500 t，使用ZWJ-1200型給煤機(jī)，位于河北二部強(qiáng)力皮帶與河北頭部強(qiáng)力皮帶之間，是重要的煤流樞紐之一。該井下煤倉(cāng)操作空間狹小，人員緊鄰操作，符合改造條件。

圖1 晉華宮礦井下煤流系統(tǒng)圖

2 改造方案

（1）保證安全操作距離

3#煤倉(cāng)給煤機(jī)操作空間狹小，首先建設(shè)給煤機(jī)遠(yuǎn)方操作室，遠(yuǎn)離落煤點(diǎn)，安裝在距給煤機(jī)出料口上風(fēng)口水平間距大于20 m的較大空間處，保證通風(fēng)良好，安全逃生通道暢通。操作間布置操作按鈕、信號(hào)鐘鈴、電話和監(jiān)控視頻，方便給煤機(jī)操作工及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和處理問題。

在操作平臺(tái)利用40角鋼和3 mm鋼板焊接制作操作房的墻體，40角鋼上打孔，方便井下員工組裝；利用Φ12 mm圓鋼制作操作房的門栓和門把手；利用90×110礦用工字鋼制作給煤機(jī)遠(yuǎn)方操作平臺(tái)的橫梁；利用6分鋼管和80#槽鋼制作平臺(tái)四周的護(hù)欄；利用6分鋼管和3 mm鋼板制作平臺(tái)扶梯，方便操作工上下。

（2）可視化設(shè)備的選型

因給煤機(jī)操作時(shí)需時(shí)刻觀察煤量變化，所以要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，必須優(yōu)先選擇遠(yuǎn)程可視化[7]。根據(jù)礦井現(xiàn)有設(shè)備的實(shí)際情況，攝像頭決定選用KBA166型礦用隔爆型光纖攝像儀，安裝在觀察落煤點(diǎn)合適位置的巷道頂板上以及電機(jī)、減速機(jī)附近；操作硐室選用XB127礦用隔爆型顯示器，用以接收和顯示落煤點(diǎn)、給煤機(jī)電機(jī)、減速機(jī)的實(shí)時(shí)情況；運(yùn)用LJY127（A）礦用隔爆兼本安型硬盤錄像機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)畫面進(jìn)行存儲(chǔ)，用于重播觀看。

（3）操控系統(tǒng)的改造

在操作系統(tǒng)方面，由原來(lái)的油泵控制，變更為集中電液控，采用KXJ-120可編程控制箱，優(yōu)化供電系統(tǒng)。KXJ-120可編程控制箱作為液壓給煤機(jī)專用電控箱，內(nèi)部設(shè)置一用一備，在設(shè)備損壞及突發(fā)情況下，隨時(shí)切換到備用，保證正常生產(chǎn)。

液壓振動(dòng)給煤機(jī)液壓站控制系統(tǒng)分為就地、自動(dòng)兩種控制模式：

① 就地控制模式。電控柜上的旋鈕開關(guān)打到就地檔位，按動(dòng)電控柜上標(biāo)有【油泵1啟動(dòng)】或【油泵2啟動(dòng)】的按鈕，油泵工作，按動(dòng)【油泵1停止】或【油泵2停止】按鈕，油泵停止工作。油泵電機(jī)只能啟動(dòng)其中一臺(tái)，兩臺(tái)無(wú)法同時(shí)工作。

② 自動(dòng)控制模式。電控柜上旋鈕開關(guān)打到【自動(dòng)】檔位，系統(tǒng)默認(rèn)油泵電機(jī)1自動(dòng)啟動(dòng)。油泵電機(jī)工作一段時(shí)間后壓力值達(dá)到壓力表設(shè)定的最高壓力10 MPa時(shí)電機(jī)自動(dòng)停止，油缸動(dòng)作一段時(shí)間后壓力低于壓力表設(shè)定的最小壓力5 MPa時(shí)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。此控制過(guò)程中，電機(jī)的啟動(dòng)/停止不需要人為干預(yù)。

油泵電機(jī)的選擇：油泵電機(jī)工作時(shí)，只能啟動(dòng)其中一臺(tái)，另一臺(tái)作為備用。如果油泵電機(jī)1出現(xiàn)故障可以通過(guò)電控柜里面的切換開關(guān)進(jìn)行切換。切換開關(guān)打到【油泵1】，【油泵1】工作；切換開關(guān)打到【油泵2】，【油泵2】工作。

液壓振動(dòng)給煤機(jī)遠(yuǎn)方操作系統(tǒng)中各個(gè)油缸的控制分為就地、遠(yuǎn)程兩種模式：

① 就地模式。電控柜上的旋鈕開關(guān)打到就地檔位，按動(dòng)電控柜上標(biāo)有【平板閘門開】按鈕，平板閘門開啟；按動(dòng)電控柜上標(biāo)有【平板閘門關(guān)】按鈕，平板閘門關(guān)閉。按動(dòng)電控柜上標(biāo)有【前擋板開】按鈕，前擋板開啟；按動(dòng)電控柜上標(biāo)有【前擋板關(guān)】按鈕，前擋板關(guān)閉。按動(dòng)電控柜上標(biāo)有【調(diào)傾角升】按鈕，振動(dòng)槽體升；按動(dòng)電控柜上標(biāo)有【調(diào)傾角降】按鈕，振動(dòng)槽體下降。

② 遠(yuǎn)程模式。電控柜上的旋鈕開關(guān)打到遠(yuǎn)程檔位，按動(dòng)遠(yuǎn)方按鈕盒上【平板閘門開】按鈕，平板閘門開啟；按動(dòng)遠(yuǎn)方按鈕盒上【平板閘門關(guān)】按鈕，平板閘門關(guān)閉。按動(dòng)遠(yuǎn)方按鈕盒上【前擋板開】按鈕，前擋板開啟；按動(dòng)遠(yuǎn)方按鈕盒上【前擋板關(guān)】按鈕，前擋板關(guān)閉。按動(dòng)遠(yuǎn)方按鈕盒上【調(diào)傾角升】按鈕，振動(dòng)槽體升；按動(dòng)遠(yuǎn)方按鈕盒上【調(diào)傾角降】按鈕，振動(dòng)槽體下降。

給煤機(jī)遠(yuǎn)程操控流程圖如圖2。

圖2 給煤機(jī)遠(yuǎn)程操控流程圖

3 應(yīng)用效果情況

給煤機(jī)操作實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控后，優(yōu)化了工作環(huán)境，降低了操作工因傳統(tǒng)近距離操作而受到粉塵、噪音等造成的職業(yè)傷害，重要的是極大降低了給煤機(jī)落煤點(diǎn)因水煤泥歘煤事故導(dǎo)致人員傷亡的概率，為提高給煤機(jī)操作工的人身安全系數(shù)起了重大的作用。給煤機(jī)可視化遠(yuǎn)程操作的運(yùn)用，能夠在發(fā)生事故后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)畫面進(jìn)行還原，有助于查明事故發(fā)生的原因，為針對(duì)性的解決問題提供依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

給煤機(jī)可視化遠(yuǎn)程操作技術(shù)的實(shí)踐，為其他存在較大安全隱患的工作崗位實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。