煤礦井下膠帶輸送機遠程集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用

翟淵輝

（陜西能源涼水井礦業(yè)有限責任公司，陜西 榆林 719319）

煤礦井下作業(yè)過程中需要膠帶輸送機高速運行，將礦料運輸?shù)骄轮付ㄎ恢茫@樣才能保障礦料的運輸速度，避免礦料過度堆積而影響開采進度，同時，也能保障煤礦的發(fā)展效益。而通過在膠帶輸送機上安裝遠程集中控制系統(tǒng)，可以提高管理人員對膠帶輸送機工作情況的把控力度，繼而在短時間內(nèi)同時操縱多臺膠帶輸送機，井下礦料運輸效率自然隨之提高。

1 煤礦井下膠帶輸送機運行分析

煤礦井下作業(yè)開展時，工作人員會根據(jù)井下作業(yè)的實時進度來調(diào)整皮帶數(shù)量和膠帶輸送機位置，以便膠帶輸送機可以配合井下掘進工作，快速將挖掘出的物料運輸?shù)街付ㄎ恢?。在使用傳統(tǒng)的膠帶輸送機開展物料運送工作時，工作人員一般應(yīng)用一人一臺膠帶輸送機的工作模式來運輸?shù)V料，但是，受到工作人員數(shù)量以及膠帶輸送機長度的影響，膠帶輸送機出現(xiàn)故障后很難及時發(fā)現(xiàn)，后期維修也需要較長時間，嚴重影響了煤礦掘進速度。同時，隨著煤礦掘進工作不斷深入，需要的膠帶輸送機數(shù)量也隨之增長，這就增加了膠帶輸送機管理人員消耗，煤礦井下生產(chǎn)成本明顯增加。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)和煤礦行業(yè)的發(fā)展，煤礦井下作業(yè)逐步引入了電腦控制系統(tǒng)來控制膠帶輸送機運行，只需要由專門的工作人員操作電腦，即可實現(xiàn)對多臺膠帶輸送機的實時控制，但是，在電腦運行出現(xiàn)故障后，其通信系統(tǒng)穩(wěn)定性有時并不能得到保證，膠帶輸送機的啟停也會受到影響，煤礦井下作業(yè)的安全性也隨之降低。通過將智能控制技術(shù)和通信技術(shù)以及光電轉(zhuǎn)換技術(shù)等組合在一起，可以搭建新型遠程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定性較以往明顯提升，膠帶輸送機質(zhì)量也隨之提高。

2 煤礦井下膠帶輸送機遠程集中控制系統(tǒng)應(yīng)用組成

2.1 遠程集中控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃

為保障遠程集中控制系統(tǒng)使用效率，可以從系統(tǒng)運行穩(wěn)定性角度出發(fā)，結(jié)合煤礦井下作業(yè)實際要求，在現(xiàn)場選擇合適位置搭建遠程集中控制中心，工作人員的工作監(jiān)控站也應(yīng)當設(shè)置在此，可以實現(xiàn)監(jiān)控站和地面生產(chǎn)系統(tǒng)之間的有效連接，同時，工作人員也可以在控制系統(tǒng)的幫助下使用CAN總線來實時控制正在作業(yè)的膠帶輸送機。工作人員工作過程中使用的遠程集中控制系統(tǒng)終端設(shè)備一般為嵌入式計算機，可以在該設(shè)備可視技術(shù)的幫助下診斷膠帶輸送機運行過程中出現(xiàn)的問題，并在膠帶輸送機上設(shè)置對應(yīng)的功能檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及運行保護系統(tǒng)，膠帶輸送機工作效率明顯提高。

2.2 遠程集中控制系統(tǒng)構(gòu)成

遠程集中控制系統(tǒng)主要包括圖像監(jiān)視系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)兩部分。一方面，通過地面監(jiān)控站的膠帶運行動態(tài)模擬顯示裝置和計算機可以實時監(jiān)控膠帶輸送機的運行狀態(tài)，并在綜合信息網(wǎng)絡(luò)的幫助下，及時獲取輸送機運行過程中的各類信息。另一方面，通過主控計算機來收集信號傳感器傳來的信息，并通過相應(yīng)的傳輸接口來控制膠帶輸送機的運行，可有效提高其控制精確性。

3 煤礦井下膠帶輸送機遠程集中控制系統(tǒng)功能

利用煤礦井下膠帶輸送機遠程集中控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)膠帶輸送機運行的動態(tài)觀察，并在地面集中控制系統(tǒng)的幫助下，及時處理傳感器傳來的信息，同時，將膠帶輸送機運行過程中的各類數(shù)據(jù)以報表的形式顯示出來，工作人員對控制系統(tǒng)和膠帶輸送機的運行情況可以有更加全面的認識。另一方面，在引入該系統(tǒng)后，可以豐富煤礦井下自動化作業(yè)功能，使其在已有功能的基礎(chǔ)上增加煤倉顯示和拉線急停等新型控制功能，只需要地面操作人員進行集中操作即可實現(xiàn)膠帶輸送機的運停和科學(xué)檢修，煤礦井下作業(yè)的人工成本明顯下降。最后，在引入控制系統(tǒng)后，井上人員可以與井下人員實時溝通，并利用膠帶輸送機系統(tǒng)中的通信擴音電話來保障通信及時性。地面監(jiān)控站在檢測到膠帶輸送機運行過程中出現(xiàn)故障之后，可以根據(jù)故障特點及時聯(lián)絡(luò)附近的工作人員進行集中處理，既能保護井下作業(yè)人員的生命安全，也能夠引導(dǎo)井下工作人員根據(jù)通信指揮來完成膠帶輸送機的配套檢修工作，繼而快速膠膠帶輸送機調(diào)整至正常運行狀態(tài)，將膠帶輸送機故障造成的井下開采損失降到最低。

4 煤礦井下膠帶輸送機遠程集中控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

4.1 規(guī)范技術(shù)操作，保障井下作業(yè)安全

在引入集中控制系統(tǒng)后，管理人員必須加強對遠程集中控制系統(tǒng)技術(shù)路徑的重視，結(jié)合其運行過程中展現(xiàn)出來的特點，及時調(diào)整技術(shù)應(yīng)用方案，這樣才能保障礦井作業(yè)安全。實際應(yīng)用過程中，工作人員可以使用光電轉(zhuǎn)化技術(shù)將遠程控制系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)化結(jié)合起來，以光電信號轉(zhuǎn)化的方式完成膠帶控制器以及通信系統(tǒng)和主控計算機設(shè)備這間的信息轉(zhuǎn)化，可有效拉長光信號的傳播距離，計算機可以實時收取煤礦井下作業(yè)傳來的信息，并根據(jù)膠帶輸送機尾端的輔助設(shè)備來判斷膠帶輸送機的運行情況，發(fā)現(xiàn)問題時及時做出反應(yīng)，提高了膠帶輸送機的通信同步效率，井下作業(yè)安全自然得到保障。

4.2 利用環(huán)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)實時監(jiān)控

工作人員在工作過程中，也可以借助環(huán)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)實時監(jiān)控井下膠帶輸送機的運行狀態(tài)，并記錄膠帶輸送機在不同時間節(jié)點的運行表現(xiàn)，也可提高膠帶輸送機的運行安全性。在該過程中，工作人員應(yīng)當充分考慮環(huán)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)的特點以及膠帶輸送機的運行特征，在控制交換機數(shù)量的前提下，及時解決其中控制系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的控制功能不靈活等問題，可有效提高系統(tǒng)監(jiān)控的機動性，計算機自然能夠發(fā)揮實時監(jiān)控井下膠帶輸送機運行的作用。

4.3 重視電池箱防爆問題

井下膠帶輸送機集中控制系統(tǒng)運行過程中，其地下設(shè)備受到周邊環(huán)境及運行強度等方面的影響，電池箱運行穩(wěn)定性不能得到保證，部分電池箱甚至在運行過程中出現(xiàn)爆炸等問題，將嚴重威脅煤礦井下作業(yè)安全。為此，工作人員必須結(jié)合實際情況，及時改進遠程控制系統(tǒng)運行方案，重點關(guān)注地下設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的問題，及時明確膠帶輸送機系統(tǒng)運行過程中使用的皮帶數(shù)量，根據(jù)皮帶數(shù)量調(diào)整光纜敷設(shè)方案，并及時完善皮帶控制功能。在此基礎(chǔ)上，以控制器為媒介實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的目的，煤礦井下電信號的傳輸穩(wěn)定性明顯提高。最后，工作人員也要在工作過程中加強對光電轉(zhuǎn)換模塊運行功能的監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)超溫灑水電池箱運行溫度變化幅度較大時，應(yīng)當及時通過暫停工作、外界降溫等方式使其恢復(fù)到規(guī)范運行溫度，這樣才能強化電池箱的防爆性能，保障膠帶輸送機正常工作。

4.4 充分發(fā)揮系統(tǒng)各項功能

工作人員在地上監(jiān)控站計算機設(shè)備的幫助下，可以充分了解煤礦井下運輸系統(tǒng)的工作情況及各項設(shè)備的運行參數(shù)和啟停時間等數(shù)據(jù)，并通過抽查等方式及時了解膠帶輸送機運行過程中出現(xiàn)的運行不穩(wěn)定問題和保護問題。在此基礎(chǔ)上，分析膠帶輸送機運行出現(xiàn)參數(shù)變化的原因并制定合理措施，可有效提高膠帶輸送機運輸?shù)姆€(wěn)定性，推動煤礦井下運輸系統(tǒng)管理工作向精細化方向發(fā)展。另一方面，工作人員也可以在地面監(jiān)控站計算機設(shè)備的幫助下了解煤礦井下掘進工作進度，并實時掌握井下煤倉和煤位的變化情況，并根據(jù)煤礦井下掘進速度等，分析運行過程中可能存在的安全隱患。在此基礎(chǔ)上制定對應(yīng)的防范措施，通過煙霧保護和跑偏保護等方式提高井下作業(yè)遠程控制效率，煤礦井下掘進工作安全性自然得到保證。最后，工作人員在工作過程中也應(yīng)當加強對遠程控制系統(tǒng)自動警報等智能化功能的重視，結(jié)合井下掘進工作的常見問題及表現(xiàn)，通過在集中控制系統(tǒng)中增設(shè)相應(yīng)的程序，使得系統(tǒng)可以在運行過程中根據(jù)收集來的信息展開分析并自主決策，可以在發(fā)現(xiàn)井下運行安全隱患后，及時向管理人員發(fā)出警報，管理人員根據(jù)警報出現(xiàn)的位置展開維護工作，可以將故障帶來的影響控制在初期階段，避免問題擴大化，有效保障煤礦井下作業(yè)安全。

5 結(jié)語

井下膠帶輸送機遠程集中控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化技術(shù)和傳統(tǒng)膠帶輸送機控制系統(tǒng)結(jié)合的產(chǎn)物，工作人員在搭建這一系統(tǒng)時，引入了通信技術(shù)和計算機工業(yè)技術(shù)以及光電轉(zhuǎn)換技術(shù)等多項新技術(shù)，既而使得系統(tǒng)具備了綜合性和系統(tǒng)性特征，煤礦井下掘進速度和膠帶輸送機運行出現(xiàn)的問題明顯減少，可有效保障煤礦井下運輸系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，是新時期煤礦可持續(xù)發(fā)展的重要保障之一。