矿山自动化控制系统在皮带运输中的应用研究(1).pdf

矿山自动化控制系统在皮带运输中的应用研究 张 军 陕西有色榆林煤业有限公司 ， 陕西 榆林 7 1 9 0 0 0 摘要 随着科技不断发展， 电子技术有显而易见的成就， 传统的皮带运输系统在系统控制中已无法满足目前的生产 需求．阻碍矿 山生产的发展 ， 为满足我 国矿山生产的不断进 步， 皮带运输机应运而生， 逐渐实现均匀运输模式皮带运输 机 自动控制 系统在发展 中发挥重要作用， 广泛应用于矿 山生产 中， 本文主要根据 目前皮带运输机 中的 自动化控制技 术 在矿山生产的应用发展 关键词 矿山矿井 ；自动化控制 ； P L C技 术 中图分类号 T D 6 3 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 5 0 6 5 2 0 1 7 1 7 0 0 2 2 2 Appl i c a t i on o f m i ne au t oma t i on c ont r o l s ys t e m i n b el t t r a ns p or t a t i on ZH ANG J u n S h a n x i n o n f e r r o u s y u l i u c o a l C O L T D， Y u l i n 7 1 9 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Wi t h t h e c o n t i n u o u s d e v e l o p me n t o f s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y ， e l e c t r o n i c t e c h n o l o g y h a s o b v i o u s l y a c h i e v e me n t s ， t he t r a di t i on a l t r a n s por t a t i o n s ys t e m i n c on t r ol s ys t e m ha s be e n una bl e t O me e t c ur r e nt pr od uc t i o n n e ed s ，hi nde r t he d e ve l opm e nt of m i ni ng pr oduc t i on，t o s a ris f y t he c o nt i nuo us pr o gr e s s o f m i ne pr od uc t i on i n Chi na ，b e l t c onve yor e me r g e d．g r a du a l l y r e a l i z e u n i f o r m mo de o f t r a n s p or t b e l t c on ve yo r a u t o ma t i c c ont r o l s ys t e m p l a y s a n i mp or t a n t r o l e i n t he d e v e l op me n t o f a nd wi de ly u s e d i n mi n e p r o d uc t i o n，t hi s p a p e r ma i n l y ba s e d o n t he c ur r e nt a u t o ma t i c be l t c on v e y e r c o n t r o l t e c h nol o g y a pp l i c a t i on i n m i ne p r o d uc t i o n Ke y wo r d s m i n e ； a u t o ma t i c c o n t r o l ； P L C T e c h n o l o g y 现 代科技 的不 断发展 ， 人 民对 能源 的需求 量逐渐 增长 ， 传统的矿产资源在能源消费中占据 6 0 ％左右， 可再生资源 则占比较大 ， 但我国的矿产等不可再生资源有限， 这制约矿 山企业的发展 ， 在矿山生产设备中， 仍然存在很多不足之处 ， 国际上现代大型矿井设备的不断应用， 皮带运输机成为井下 运输作业的主要的设备 ， 因此皮带运输机发挥重要的作用 ， 我国采用的皮带运输机具有运输量大、 速度快等优点， 特别 是皮带运输机的 自动化控制技术可以在矿山开采运输中充 分发挥作用 ， 成为矿山开采的关键。 因此只有不断采用先进 技术， 对 自动化控制系统在皮带运输系统中进行充分利用 ， 才能提高企业经济效益， 达到可持续发展的目标。 1 矿山 自动化控 制系统的现状 目前我国矿产企业的经营采用世界先进工艺技术， 矿山 开采名列世界前茅的大型矿井设备， 矿产机设备逐渐实现国 产化， 逐渐实现高新技术设备取代传统设备， 所以 目前我国 矿山企业的首要任务是提高企业的经济效益。 矿产开采设备 中的传统带式运输在矿山生产中占有重要位置 ， 但传统的带 式运输具有耗电量大、 功率小及老化速度快等缺陷， 无法满 足企业生产需求， 还会增加企业的人工成本。 2 皮带运输 机 自动控制系统原 理及特点 皮带运输机 自动控制系统是矿山发展的主要方向， 随着 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 9 作 者简介 张军， 男， 生于 1 9 8 5 年 ， 汉族 ， 陕 西佳县人 ， 本科， 助理工程师 研 究方向 煤矿机 电技术。 矿山配套设备的发展趋势逐渐出现大功率设备， 对电能质量 提出更高的要求 ， 电子技术的飞速发展带动皮带运输机自动 控制系统的发展。 矿山井下自动控制系统中， 皮带运输采用 的电子电力技术， 通过采集信号进行分析 ， 将动作指令传输 到电机 ， 能够实现提高皮带运输工艺安全系数， 延长零件的 使用寿命 ， 提高设备运 行的安全性和可 靠性 。 3 P L C 技术的篙介 3 _ 1 PL C技 7 I c 的发展 P L C技术的产生时间较晚， 1 9 6 9年世界上第一台可编 程序控制器由美国研制成功 ， 随着科技的不断进步 ， 到上世 纪 7 O年代 P L C技 术加 入微型计 算机 的应用 中 ， 解决 了原本 功能受限的问题 ， 增加了数据传达和数据处理的功能 ； 到目 前为止 ， P L C技术在矿山技术中灵活使用， 对企业提高生产 效益发挥了不可替代的作用。 P L C技术具有 良好扩展性能 ， 良好的扩展性可以减少技术受限的可能 ； P L C技术所使用 的接线端口可以自行拆卸， 特别是在电插板和模块之间可以 自由配套 ， 为模块的维护提供更大的便利。 我国的皮带运输系统由变频器 、 电机、 减速器， 液力耦合 器等组成 ， 部分掘进用于小皮带或破碎机， 针对不同设备有不 同的型号要求， 设备的容量可以根据需要扩展， 由于矿山井下 作业环境的特殊眭， 要求矿山生产加强对电气线路的保护。 3． 2 P L C技术在矿山运输中的工作原理和优势 P L C的工作原理 P L C技术在矿山企业中整个皮带运 输系统按照设定的程序运作 ， 运行中返回的信号通过辅助点 传送给P L C， P L C技术通过人机交互组态界面显示信息。 下转 2 4页 2 2 世界有色金属2 0 1 7 9 N 6稳 咧 明 在 用P F S充 当混 凝剂 时，使用 5 6 mg ／ L的 药剂用 量 Cu、 P b重金属离子的去除率分别是 9 O ． 6 1 ％和 9 9 ．9 6 ％， 而 2 4 ． 9 7 ％为cr 去 除率 ；当混凝 剂 为P F S F e S O 时，设 置 4 2 和 7 8 0 mg ／ L为药 剂用 量， C u、 P b的去 除率为 8 1 ． 2 4 ％ 和9 9 ．9 6 ％， 而cr 的去除率为 8 8 ． 7 3 ％，当药剂用量调整到 8 4 mg ／ L并 将 0 5 g Na 2 S加 入 到 0 ． 5 L废 水 中 时。C u、 P b以 及 C r 分 别 呈现 8 4 ． 6 8 ％、 9 9 ． 9 6 ％和 9 8 ． 8 ％ 的去 除 率 ， C r 方 面具有较为显著的效果 ， 在废水处理完成以后开展了回用试 验， 浮选试验与生产指标相当 J 。 针对废水的特点， 混合碱性锌尾矿水和酸性硫精矿溢流 水， 将混合比例设为 1 2 ， 1 0 ． 1 为混合后的 p H值 ， 混凝沉降 处理在混合后进行 ， 混凝剂选用P F S， 助凝剂为聚丙烯酰胺， 3 0 mg ／ L和 0 ．5 mg ／ L为药剂用量 ， 试验 发现 ， 处理后 的废水 ， 8 0 ％都可 以回用 。 2 ． 4生物处理法 生物处理法主要是通过 自然界中微生物自身的新陈代 谢 ， 将铅锌选矿废水中的有害有机物向着无害无机物转化， 从而达到 净化处理选矿 废水的 目的 。 较之其它处理方法， 生物处理法使用面广、 成本低廉， 在对微生物进行选择时， 需要满足来源广、 易培养 、 繁殖能 力强以及易基因变异等方面的需求 ， 培养和驯I 化要具有一定 的目盼陛， 确保这些微生物在不同废水环境中都能够适应。 相关人员运用物化对铅锌选矿废水进行预处理 ， 然后 运用生物处理法对废水进行处理， 预处理之后的废水进入 废水好氧池、 厌氧池作用 1 0 h， 废水在经过处理以后， 水质 改善较为明显 ， 进水 C OD 从4 0 0 7 0 0 mg ／ L降低到 7 3 ～ 1 4 0 mg ／ L， 废水中C OD 的去除率达到7 5 _ 7以上 ， 处理后 的废水能够达到 回用标准 在运用水葫芦对铅锌选矿废水进行处理时， 发现水葫芦 对选矿废水中的 C u和 P b等离子具有有效的去除效果，同 时也能部分降解废水中蕴含的浮选药剂 ， 但是， 只有废水中 的浮选药剂 含量较低时才能够 被水葫芦去除 ， 所以还需 要继 续完善该实验方法。 2 ． 5吸附法 在深度的处理选矿废水时， 通常会选用吸附法， 分子引力、 化学键力、 静电力是吸附法处理废水过程中的主要作用力。 用吸附剂作为处理铅锌选矿废水的活性炭 ， 活性炭本身 具有很多形状各异、 大小不同的空隙， 使得活性炭的表面积 巨大 ， 所以它的吸附能力比较强， 对废水中的重金属离子和 浮选 药剂 具有明显的去 除作用 。 3结语 采用适 当的废水处理方 法 ， 对铅锌选矿废水进行 处理之 后 ， 出水水质表现 良好， 不存在刺激性气味， 能够达到污水 排放的标准 ， 净化后的废水能够达到 1 0 0 ％的回用率， 对水 资源的利用及环境保护都具有一定的推进作用。 四 [ 1 ] 董栋 ． 铅 锌选 矿度水处理与同用 试验研 究 ] ． 中南 夫学 ， 2 O l 2 ． 【 2 】 刘亚 龙 ， 缪建成 ， 陈清 海等 ． 新疆 阿勒 泰华通矿 业铅锌选矿 废水处理 与 回用 ． 现代矿业 ， 2 O1 5， 1 8 2 4 9 2 5 0． 上接 2 2页 在发生故障时电机会将信息显示在操作台上， 起车前要 对沿 线皮带进行检查 ， 如 果皮带沿线保护 正常就可 以保 障起 车正常， 在不能起车的情况下该程序会设有返功率平衡保护 等装置 ， 可以根据P L C控制器的不同表现情况采取相应对策 以提高工作效率 ， 既可以减少劳动力又可以缩短工作时间。 P L C的优势 P L C控制系统控制器的核心装置是可靠 的皮带综合保护装置 ， 该装置具有可靠性强、 抗干扰性强， 可以适应在环境较差的工作环境中， 又很强的适应性， 对环 境要求不高 ； 有很强的灵活性， P L C的处理能力很强且有较 大的容量， 需要改变的程序可以根据现场控制随时调整， 各 个功能各不相同， 既可以对单机进行控制， 又可以对联机进 行操控和远程 控制 。 为避免使用新设备时发生故障要及时检查新设备并定 期进行更换 ， P L C可以灵活的添加皮带控制减少对人力和物 力的浪费情况。 P L C的功能 皮带P L C的控制功能主要是对井下的皮 带运输进行良好的控制， 主要分为自动控制和手动控制， 若 皮带运输机在运行过程中发生故障 ， 控制器会立刻停止运 行 ， 并将故障信息反馈到控制中心， 当运输机故障排除后才 能重新开始控制皮带运输机的运转。 4 皮 带输送 自动控 制系统的发展前景 与趋 势 我国的矿产企业处于困境状态 ， 通过采用高新技术减少 对生产的投入和生产能耗， 提高矿产的生产效率。皮带传输 自动控制系统可以减少不必要的低负荷运转， 提高设备的使 用寿命， 减少对设备的损耗 ， 还可以提高设备运行的安全性 和可靠性， 保障井下作业人员的安全。 我国的皮带保护控制主机增加了微处理的相关配套设 施， 可以实现各个软件之间的灵活搭配， 在监控运输的情况 下起到良好的处理效果 ， P L C可以满足运输系统的现代化要 求， 可以及时对运输系统中遇到的问题和事故等进行救援 ． 有很大的技术发展前景。 5 结语 矿山企业设备多， 种类复杂 ， 皮带运输系统改良后可以 加强对 运输系统 的改造 ， 在皮带 运输 中实 现集 中控 制 ， 并可 以提前告知可能出现的故障 ， 缩短修复时间保障在运输方面 的工作量 ， 随着矿 产产业的不断发展 ， 皮带运 输机不断改茧 ， 可以利用 自动化控制技术提高运输机的运输效率， 不断增加 矿 山作 业的技术 含量 ， 增加企业 的可持续 发展 ， 该系统 越来 越受到众多企业的青睐， 发展前景广阔。 四 [ 1 ] 冯志强煤矿井 f 自动 化控 制萌 岐 带运输 中应用探究 [ J ] ． 中国 高新技 术 企业 ， 2 0 l 3 2 1 3 0 1 3 1 ． [ 2 ] 侯 锬 ． 煤矿井下 自动 化控制 在皮带运输 中的运用 践研究 I J ]黑坨江利 技 信息 ， 2 O 1 7 1 7 7 1 ． [ 3 ] 李 碾峰 ； 杨 光 煤 五 广井下皮带机集控改造 及- 用探析 [ 巾圈高新技 术 企业 ， 2 0 1 3 1 3 9 4 0 5． 2 4 世界有色金属2 0 1 7 年 9 月上