淺談綜采工作面刮板運輸機負荷與采煤機割煤行走速度的電控系統模型設計

李銘

(鐵法煤業集團有限公司大強煤礦,遼寧調兵山 112700)

淺談綜采工作面刮板運輸機負荷與采煤機割煤行走速度的電控系統模型設計

李銘

(鐵法煤業集團有限公司大強煤礦,遼寧調兵山 112700)

本文簡述運輸機功率時時監控采集負荷動態信號,并由此信號去時時控制采煤機割煤速度,從而控制時時落煤和運輸煤量,使運輸機處于最佳功率狀態工作,提高綜采開機率,與此同時發揮設備的最大的效能,為現代化礦井的穩產高產,提供了技術保障。

割煤速度 電控系統 效率

1 實際工作狀況分析

綜采工作面的刮板運輸機的長度主要取決于工作面的長度，隨著綜合機械化采煤的發展，綜采工作面的長度也不斷的加長，打煤機的截割深度也不斷加大，這樣一來對工作面刮板機的運輸能力要求越來越高，目前，工作面長度達300米，采煤機截深1米以上，采高可達到7米。工作面刮板運輸機最大設計長度達360米，中部槽的槽寬達到1400毫米，采用三驅動方式，功率達；3*1600KW=4800KW。

由于工作面刮板運輸機的工作特點是靠滑動摩擦方式運輸煤炭，其功率損耗遠高于綜采工作面其他設備，即使如此，在實際工作中，采煤機在大速度滿載割煤時，時常發生刮板運輸機超載的事情發生，導致刮板機被壓住，出現此現象后，只能靠人力清理刮板機上的物料，此項工作十分消耗人的體能！最重要的是安全問題！人一但進入刮板機上，上幫煤壁的偏幫是隨機發生的！

根據綜采工作面刮板機的運輸特性，采煤機由機頭向機尾運行時，采煤機割煤的落煤點，逐漸的向刮板機機尾運行，距刮板機機頭卸載點逐漸增長，刮板運輸機上的煤炭運輸長度也是逐漸加長，所以運輸機的功耗逐漸加大。此功率消耗由兩個條件產生的，一是刮板運輸機的運輸距離；二是采煤機的截割速度，采煤機的落煤量是正比率于采煤機行走速度。為保證刮板機正常工作，采煤機在向機尾割煤時，由其是割至機尾區域時，由其重要。

反之采煤機由機尾向頭時，運輸機上槽運輸煤炭長有效長度逐漸縮短，其運輸距離在漸漸的縮短，功耗逐漸減小，其采煤機的割煤速度可隨著運輸機功率來調節其割煤速度，以發揮設備的最佳效能。

圖1

圖2

2 運輸機和采煤機功耗分析

下面圖1第一個圖示為采煤機等速運行割煤時，運輸機功率消耗特性曲線，圖1第二個圖為采煤機變速運行割煤時，運輸機功率消耗特性曲線。

通過特性曲線圖可以看出，采煤機兩種運行總的運行時間是相同的。

第一個特性曲線為：采煤機等速運行，當采煤機運行到機尾割三角煤區域時，其刮板運輸機已經達到和超過了刮板機的運輸能力，再加上工作面煤幫和頂板落煤及根進推刮板機鏟到溜槽上的煤炭，極易導致壓溜現象的發生！

第二個特性曲線圖為：當達到運輸機功耗接近滿載時，其采煤機的牽引速度提應減速運行，使運輸機上的煤量減少，從而減小運輸機功耗。當向機頭割煤時，在均載區和欠載區域時，采煤機的速度可加快，運輸機仍然不會超載。采煤機的運行速度應根據刮板機的功率(或電流)來自動控制其截割速度。

3 設計思想與實施方案

從運輸機終端開關上采輯實時信號，通過實時功率或電流信息，有效的控制采煤機行走速度，從而實現最佳功率匹配關系，實現刮板機的負荷對采煤機割煤速的控制。

具體實施方法有兩種形式。

一是采集電流信號，集控開關負荷電纜上電流互感器采輯實時電流信息，經比較器進行處理，再經適配器，與其采煤機調速單元，來控制其采煤機速度。

式中：i——電流互感器采樣電流

Ki——電流互感器互感變比

I——刮板機動態負何電流

二是采集功率信號，將采集信號處理后，可分別給采煤機變頻調速系統，當運輸機電流或功率達到某一值時，去調節采煤機變頻調速系統，使其限定最大牽引速度，來調節采煤機的落煤量，從而確保運輸機不會超載運行。

式中：P——刮板機電機有效瞬時功率信號

K——功率互感比例系數

U——刮板機電機相電壓

I——刮板機電機電流

以上瞬時信號經采輯均以電流輸出形式傳送到下一級TTY進行數據協議轉換，為減少傳輸過程中信號的衰減和損失，可采用RS485協議進行長距離傳輸(圖2)。

4 結語

刮板機的實時電流及功率也可通過光電耦合器，經光纖通信傳輸到地面調度臺和因特網絡，實現更廣的傳輸和監控功能，數據多方共享，實現真正意義上的現代化信息互聯。

李銘(1968.2—),男,大專,1993年7月畢業于撫順礦務局工學院電氣專業,職稱:工程師。