大阳泉煤矿胶带自动化控制改造方案研究.pdf

1202019 年第 3 期 收稿日期 2018-06-30 作者简介 郗成龙（1987-），男，汉族，2010 年毕业于太原理工 大学现代科技学院 , 本科，助理工程师，研究方向机械自动化。 大阳泉煤矿胶带自动化控制改造方案研究 郗成龙 （山西省阳泉市大阳泉煤炭有限责任公司，山西 阳泉 045000） 摘 要 本文针对大阳泉煤矿胶带运输系统自动化改造相关要求，提出了改造方案。实践效果表明，该方案为大阳泉煤 矿的自动化控制系统的建设提供了基础。 关键词 带式输送机 控制系统 改造 中图分类号 TD634.1 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2019.03.046 Study on Belt Automation Control Re Scheme in Dayangquan Coal Mine Xi Cheng-long Shanxi Yangquan Dayangquan Coal Co., LTD., Shanxi Yangquan 045000 Abstract Aiming at the requirements of automation transation of belt conveyor system in Dayangquan Coal Mine, this paper puts forward the transation scheme. Practical results show that the scheme provides a basis for the construction of automatic control system in Dayangquan Coal Mine. Key words belt conveyor control system trans 带式输送机是煤矿最重要的运输系统，一旦发 生故障就会影响到煤矿的生产和经营。根据大阳泉 煤矿数字化矿山建设的相关要求和规划，原来的带 式输送机自动化控制系统已无法满足井下生产运输 的需要，必须对其进行相应的自动化控制改造，通 过对技术进行相应的升级，对主运输系统的带式输 送机加强统一的检测、管理和控制，从而加强对大 阳泉煤矿主运输系统的运输能力的控制，保障该煤 矿实现高效高产安全生产。 1 工程概况 大阳泉煤矿位于山西省阳泉市义井乡西峪村， 年生产能力 120 万 t，该煤矿运输胶带一共 4 条 主井提升胶带 1 条（2400m），15采区胶带 1 条 （2300m），12采区 2 条（1800m、200m），剩下 的为工作面运输胶带，现在主要有 8130 工作面， 8120 进风、8120 回风、8135 进风使用 15胶带运 输；8120 高抽巷、8135 低抽巷、8135 高抽巷使用 12胶带运输。 本次胶带运输自动化控制系统改造范围主井 1 部主平硐平面弯曲带式输送机，15采区 1 部带式 输送机，12采区 2 条带式输送机。主胶带运输系 统设备的改造范围分析（1）1 部主平硐平面弯曲 带式输送机， 长2400m， 4500kW， 头部驱动； （2） 5采区 1 部带式输送机，长 2300m，4450kW； （3）12采区上原煤仓带式输送机，长 220m， 250kW，头部驱动；（4）12采区 1 部带式输送机， 长 1800m，3325kW，头部驱动。上述 4 种改造 范围内的胶带运输机均采用调速型液力耦合器进行 胶带启动。 2 胶带运输自动化控制系统改造方案 选用天津华宁生产的 KTC101 胶带综保系统来 替代原来的胶带运输保护系统。该胶带综保系统可 以对胶带进行各类情况的检测，包括纵撕、跑偏、 温度、速度、超温洒水等情况。同时可以提供相应 的语音播报和报警，带式输送机每 100m 距离就安 装一台扩音闭锁电话。 主井提升胶带 1 条，15采区 1 部带式输送机， 12采区 2 条带式输送机选用圳市普中科技有限公 司生产的 Q 系列 PLC 控制器。Q 系列 PLC 控制器 内置太网功能，可以就近接入环网，从而对数据进 行传输。带式输送机运行数据采集后通过环网传输 1212019 年第 3 期 到地面调度中心，统一进行相应的检测和控制管理。 1 部主平硐平面弯曲带式输送机机头分别安装 徐州博林高新技术公司生产的 KJJ102 监控主站和 监控分站。同时在监控主站上安装一块 MODBUS 转换模块实现信号传输。 KTC101控制器采集数据， 并通过 Q 系列 PLC 控制器将数据传递到地面调度 中心。 15采区 1 部带式输送机选用罗克韦尔 SLC500 系列控制器，加通讯模块和天津华宁的控制器进行 通讯，其他 PLC 配置保持不变，主站加通讯模块和 KTC101-Z 型控制器通讯，通过 Q 系列 PLC 控制器 将数据传递到地面调度中心。 12采区 2 条带式输送机选用上海励辉科技自 动化公司提供的 CP343-1IT 以太网通讯模块来实现 以太网通讯，再将相应的数据信息传递到地面调度 中心。 3 胶带自动化控制系统功能 通过对大阳泉煤矿胶带运输系统原有自动化控 制的改造，操作人员在地面调度中心机房就能实现 以下功能。 启动控制当检测到分选流程的胶带和设备处 于适当状态，煤仓煤位也处在适当位置，在控制系 统中选择带式输送机系统的自动控制模式，点击系 统启动命令就可以实现主运输系统带式输送机的启 动。另外在闭锁条件下，可以对设备进行逐一启动， 也可以在手动控制状态下实现设备的单独启停。 停止控制功能停止控制功能有三种实现途径。 （1）自动停车。当系统检测到工作时间和煤仓堆 煤高度到了事先设定的数值限度就可以实现设备的 自动停车；（2）人为停车。工作人员可以就地或 远程通过按下停止按钮实现人为停车；（3）故障 停车。当检测到带式输送机在运输过程有胶带跑偏 及撕裂等故障发生后，系统就会因故障问题启动故 障停车。 故障自诊断及保护功能系统能对带式输送机 的故障类型进行准确的判定，并提供准确的位置， 同时还可以采用语音和图像的方式加以查看。 实时数据和报表管理可以对所有带式输送机 的启 / 停、运行、故障等情况进行实时的记录，并 进行相应的储存以备后期查看。能够自动地对运行 日志报表和生产报表进行生成，能够实时对煤仓仓 位、温度等数据信息进行记录。 4 实施效果分析 2016 年 5 月 30 日，大阳泉煤矿胶带自动化控 制系统改造项目完成并通过验收，从 2016 年 6 月 1 日正式实施。目前实施效果较好，主要体现在以下 几方面（1）实现无人值守，节约人工开支。通 过本次带式输送机自动化控制的改造后，该煤矿在 地面调度中心机房就可以实现对主运输系统的带式 输送机电设备进行集中监测、监控和管理等工作， 可以对带式输送机的故障发生情况进行了解和掌 握，从而进行相应的维修和维护。该煤矿减少了各 带式输送机工作岗位人员共 40 名，同时降低了作 业人员的劳动强度。实现无人值守后，胶带运输方 面人员开支每年节约 200 万元，有效地降低了企业 的生产成本。（2）提高了数据精度，降低了数据 误差，当前已实现数据误差控制在 4 以内。准确、 安全、快捷的自动化传输能力满足了该煤矿的生产 和经营。 5 结语 本文以大阳泉煤矿为研究对象，进行了胶带自 动化控制系统改造方案的研究。将带式输送机操作、 监控等功能整合在一起，全部都集中在地面调度中 心机房进行操作。本次改造方案能实现该煤矿带式 输送机运输的无人值守，减少带式输送机岗位的人 员数量。实践效果表明本次改造取得了较好的经济 效益和社会效益，改造方案合理切实可行。 【参考书目】 ［1］ 许成敬 . 煤矿自动化控制技术在皮带运输中的应 用 [J]. 低碳世界，2018（03）36-37. ［2］ 杨凯 . 浅析煤矿井下胶带自动化控制系统 [J]. 能 源与节能，2017（12）110-111117. ［3］ 张军 . 矿山自动化控制系统在胶带运输中的应用 研究 [J]. 世界有色金属，2017（17）2224. ［4］ 李学磊，王琳 .PLC 技术下煤矿胶带运输系统的 自动化研究[J].产业与科技论坛， 2016， 15 （23） 59-60. ［5］ 刘佳佳 . 矿井采区运输系统中胶带自动化技术 改造 [J]. 现代制造技术与装备，2016（11） 175177. ［6］ 马玉军 . 一号煤矿胶带运输系统自动化控制改造 [J]. 陕西煤炭，2014，33（01）71-72.