榆树井煤矿主通风机在线监测设计与实践.pdf

1 6 东战茬 斜技 2 0 1 2 年 第5 期 榆树 井煤矿 主通风机 在线监测设 计 与实践 倪 圣功 ， 吴绍辉 1 、 上海庙矿业公 司榆树 井煤矿机 电科 ， 内蒙古 鄂托克前旗0 1 6 2 1 5； 2 、 山东能 源集 团公司调度指挥 中心 ， 山东 济南2 5 0 0 1 4 摘要文章以榆树 井煤矿为例 ， 介绍 了煤矿主通风机在线监测系统的设计 与实践 ， 运行显示， 系统 安全可靠 、 数据准确度高， 对通风 系统安全 运行起到重要作用， 有效提高 了煤矿通风的 自动化管理水平。 关键词 主通风机监控系统P L C性 能 中图分类号 T D 6 3 5 文献标识码B 榆树井矿是临矿集团上海庙矿业公 司的新建矿 井 ， 主通风机选用 了 F B C D Z N o ． 2 8 ／ 2 2 0 0型对选轴流通 风机， 并实现了自动监测与控制， 文章对主通风机在线 监测系统的设计与 实践进行 阐述 ， 以期对其 它矿井 主 通风机监测与控制提供借鉴 。 1 系统 P L C控 制 方式及 硬件功 能 可编程控制器P L C是 目前工业控制系统应用较多 的控制装置， 带有数字或模拟输 输出接 口， 能够完 成逻辑， 顺序， 定时， 记数和算术运算等功能， 主通风机 在线监测系统 P L C控制方式硬件结构如图 1 所示 。 图1 P L C控制方式硬件结构图 系统选用西门子公 司 s 7 3 0 0系列 P L C作为硬件 支持， 通过 A I 模块完成对模拟量信号的采集， 主要模 拟量信号有 风机 轴承温度 、 电机轴承温度 、 定 子温度 、 风压 、 风量 、 轴 承震 动 、 电流 、 电压 、 功 率 等 ， 其 中选 用 l 1 0 0铂热电阻温度传感器作为测温元件 ， 选用振动 传感器测量轴承在径 向和轴向的振动， 通过高压开关 柜中的电量测量元件取得电量信号 ； 选用微差压变送 器测量风机负压。所有模拟量采集元件采集的信号都 收稿 日期 2 0 1 2 0 6 2 6 作者简介 倪 圣功 1 9 7 4一 ， 1 9 9 6年毕业于 中国矿业大学 自动化 系 ， 2 0 1 0年在 山东科技大学函授 自动化本科 ， 机电工程师 ， 现任榆树 煤矿机 电科科 长。 转化为 4～ 2 0 m A直流 电流或 0～ 5 V直 流电压信号 ， 输 入 P L C模块进行数据转化。 通过 D I 模块完成 电机 运行 状态 、 风 门开关状 态 、 风门限位开关信号、 就地／ 遥控状态等运行状态信号的 采集 ， 所有状态信号都取常开无源信号。 通过 D O模块输出水平和垂直风门开关 、 风机启 停、 风机正反转等控制量信号。控制量信号经 D O模 块输 出后 ， 进入控制机柜的 中间继电器 ， 并通过 中间继 电器连接至控制现场的控制装置。 通信模块完成与上位机或其它 P L C的通信 ， 通信 方式可 为 O P C通信或 以太 网通信 。选用 工业 P c机作 为上位机 ， 应用 S T E P 7编程软件和 WI N C C组态软件进 行软件设计 。 2 监 测 系统主要 性 能参数 测量 和控 制功能 实现 基于主通风机安全、 高效运行的需要， 完成了主通 风机主要性能参数 的测量和 自动控制功能的实现 。 1 实现 风机 基本 性能 参数 的采 集 ， 包括 风 机运 行状态、 负压、 流量、 风门状态、 故障状态、 轴承振动、 轴 承温度 等。 2 实现 电机 基本性 能 参数 的采 集 包 括 定 子温 度、 电压 、 电流、 功率 、 效率、 电机运行状态等。 3 实现上位计算机的 自动控制功能 包括水平 与 垂直风门控制及风机起动 、 停止 ， 倒机及故障处理控制 。 4 实现主要性能参数的上位 机存贮 、 显示 、 查 询 、 报警 、 统计和打印及相关参数的上传。 3 系统上位 机软 件设计 软件设计中将系统分为不同的功能块， 各功能块 具有独立 的功能 ， 相互 间的运行和处理不受 影响 ， 如 图 2所示 。 采集信号 预处 理功 能块实 现对硬 件 的组态 ， 完成 工况信 号到 P L C软件连 接的变量 定义 、 通 道 的连 接 和 调试等 功能。实 时数据 处理是 软件设 计 的重点 ， 完成 主要参数的运算和显示， 负责逻辑变量的管理， 同时通 2 0 1 2 年 第5 期 互t l , j jI 舛救 1 7 综放 面旋 转开 采提 高资源 回采率 的技 术研 究 杜显峰 ， 曹士喜 ， 袁汝安 山东能源枣庄矿业集 团柴里煤矿 ，山 东 滕 州2 7 7 5 1 9 摘要综放工作 面煤炭 回收率低 ， 不仅是对煤炭 资源的浪费， 而且对矿井 的安全生产带来一系列不利因素。因此， 提高综放工作面煤炭资 源 回采率对增加工作 面产量 、 降低煤炭 自燃发火条件、 保 护煤炭 资源有着 重要 的意义。 关键词综放面旋转 回采率 中图分类号 T D 8 2 3 ． 8 9 文献标识码B 柴里煤矿 2 3 6 0 2综放 工作面受 2 3 6 0 3采 空区 和 D S F 断层的影响， 如果布置正规综放面将会使约 1 0 万 t 的资源块段变成呆滞煤量。为提高资源利用率 ， 采取工作面切眼与运输顺槽成 1 4 0 0 夹角布置 ， 生产初 期必须对工作面机 尾实行 大幅度 调采 ， 调 采机尾 推进 度达 1 4 5 m。 1 旋转 开采 工艺介 绍 2 3 6 0 2综 放 工 作 面 面 长 变 化 为 1 7 4 1 8 7 1 7 5 m， 工作 面初采要 以运输巷侧 端头为 中心进行 扇形 旋转开采 ， 旋转 区段推进 长度 约 1 4 5 m， 正 常 区段 推进 长 度 6 5 5 m。 在扇形旋转开采的同时， 工作面面长逐渐加大 ， 面 长 由 1 7 4 m逐渐加大为 1 8 7 m 。“ 备用 ” 的 3 组 支架在补 轨外加入 见图 1和图2 。工作面机尾推进 1 4 5 m后 ， 调 正与两巷垂 直 ， 进入 正常生产 状态 。此 时支架 全部 收稿 日期 2 0 1 20 3 2 6 作者简介 杜显峰 1 9 8 1一， 男 ， 毕业 于中国矿业大学采 矿工程专 业 ， 现任 山东能源枣矿集团柴里煤矿 回收工区主管技术员 ， 助理工程 师 。 ． 布置在切 眼和 机尾正 巷 内， 根 据支架 布置 长度进 行带 采煤柱 。 6 5 5 廿_ _J 图 1 工作 面旋 转开采示意 图 1 ． 1 工作 面设备 安装及调 试 1 预先将皮带运输机紧贴运输巷外帮布置， 为 端头支架外置 与正巷放顶煤创造条件 。转 载机机尾 内 错运输顺槽 中心线 3 0 。 布置 ， 转 载机 中间为 5 0 m长 的 弧形弯 曲 ， 前部 运输机 相对 于支架 在机 头处多 安装 一 节溜槽 ， 解决运输机和转载机的搭接问题。见图3 。 2 随着工作面扇形旋转开采， 运输机机尾与带 采煤柱区的距离越来越小 ， 工作面调正后按照设计要 求组织煤 柱带 采。 3 在工 作 面推 进过 程 中 ， 端 头支 架 和运输 机 机 a 】 信号预处理功能块 b 实时数据处理功能块 c 历史数据处理功能块 d 报警机制理功能块 图2 软件系统主要功能块 过曲线将负压、 流量、 功率、 效率、 温度和振动等信息形 象的描绘出来。历史数据处理功能块提供了报表的生 成、 打印和查询功能， 适时的对系统工作情况进行记 录 、 存储 。报警机制功能块负责完成 系统 的报警功能 ， 对轴承和定子温度 、 轴承振动等重要指标进行监测， 实 施报警 ， 并保存报警现场的数据信息 ， 提供查询和打印 功能。另外 ， 系 统还 引 入 了安 全机 制 、 用 户登 陆 等功 能， 避免了由于现场误操作所引发的故障或事故。 4应 用情 况 自 2 0 1 0年 6月 1日投 运 以来 ， 系统 运 行 安全 可 靠、 数据准确度高， 真实反映通风机的工作状况， 为通 风管理部门和机电维护部门进行通风管理和机 电设备 管理提供了丰富的数据， 对通风系统安全运行起到重 要作用， 同时具备数据远传与信息共享功能， 提升了煤 矿通风管理的数字化、 网络化水平。