陽煤一礦井下皮帶輸送機集中控制提效改造實踐

李國棟

（陽泉煤業（集團）有限責任公司一礦， 山西 陽泉 045008）

引言

近年來，陽煤一礦緊緊圍繞集團公司轉型跨越發展要求，以打造安全、高效的現代化礦井為目標，始終堅持以制度創新、管理創新和科技創新為工作重點，不斷為企業注入新的活力。皮帶運輸系統是該礦原煤運輸的唯一途徑，是礦井生產的重要環節，但是其控制方式目前仍采用人工就地分臺控制，很難滿足由于礦井皮帶運輸系統分布廣、信息分散而需要對其進行集中控制的要求。另外，隨著礦井生產規模的不斷擴大，以及技術水平的不斷提高，現代化礦井也需要現代化的管理，對皮帶運輸系統集中控制和管理提出了更高的要求，因此如何實現集中控制迫在眉睫。

1 陽煤一礦主運皮帶集控現狀及分析

北翼四、五、六部皮帶機，目前均采用KJ886控制系統、皮帶保護。隨著開采的延伸導致現在的部分皮帶集控系統不能滿足集控要求。七部部分皮帶不能滿足集控、遠控需求；需完善各皮帶機頭一氧化碳監測系統以及七部機頭煤倉煤位的監測；六部、七部皮帶機的給煤機控制設備不能滿足其他設備的數據通信與網絡需求；未將六部、七部皮帶機的給煤機納入集控系統；未將與四、五、六、七部皮帶機有搭接關系的皮帶機運行信息納入四部機頭操作臺；需對四部機頭主機及本安操作臺進行升級。所以為了進一步提高皮帶管控能力，需要在現有集控基礎上進行升級改造，最終建立可靠有效的主運皮帶集控系統。西大巷運輸皮帶為分皮帶不能滿足集控、遠控需求；需完善皮帶一氧化碳監測系統以及煤倉煤位的監測；不能滿足其他設備的數據通信、網絡需求；調度與井下語音系統需要完善；皮帶沿線保護傳感器、通信線纜、組合擴音電話部分損壞需要更換；地面及井下主機及集控組態軟件進行升級。所以為了進一步提高皮帶管控能力，需要在現有集控基礎上進行升級改造，最終建立可靠有效的主運皮帶集控系統。

2 陽煤一礦皮帶機運輸存在問題

一是設備事故頻發影響系統的高效運輸。隨著產量的上升，煤量大、滿負荷作業無法避免，為維持全年產量任務指標的完成，對設備的可靠性要求也將更加嚴格。為完成產量任務，擠占設備檢修時間也是造成設備事故的主要原因。

二是影響皮帶機穩定運輸的不確定因素多。由于西大巷皮帶巷是沿15號煤層頂板進行掘進貫通，受該煤層波動影響，巷道呈波浪式走向，坡度陡、皮帶間距大，從而受力不均衡，會導致皮帶打滑、跑偏現象發生，在長達3 250m的西大巷三部皮帶尤為明顯；北翼頭部、二部巷道狹窄；堆阻出大塊、雜物，煤倉塌落大塊等；皮帶運行過程中出現鋼絲甩頭，撕裂等。

三是皮帶集控系統還存在許多技術及設備原因。井下原煤運輸系統沒有實現順煤流起動，逆煤流閉鎖這樣一種先進的順序控制關系；以就地控制為主的原煤運輸系統在起動前后協調性較差，造成人為的待機時間較長；由于前后運輸機的操作經驗千差萬別，在不熟練的狀況之下，多臺輸送機同時啟動，造成電網瞬間過負荷而跳閘，影響了設備的正常運轉；皮帶相關綜合保護不能起到100%的作用，有些保護還有誤動作的情況，控制裝置無故障診斷功能；北翼四、五、六部皮帶機集控存在較大問題，保護部分不起作用；未形成覆蓋皮帶巷控制網絡，不能達到遠程控制要求。

3 改造實踐

3.1 北翼皮帶運輸系統改造

1）北翼一部皮帶。機頭的KTC101-Z控制器更換為KTC150-Z主控制器；更換1臺物位儀；建立標準化操作臺；增加3 t煤倉物位儀以及2臺給煤機的控制。

2）北翼二部皮帶。處理二部機頭下位機存在問題；給煤機安裝視頻采集；為四部皮帶集控室提供運行數據；采集鋼絲繩探傷系統數據。

3）北翼四部皮帶。更換四部皮帶機機頭操作臺；安裝1臺煤位儀并在四部機頭操作臺顯示煤倉煤位信息；增加1套視頻監控系統，達到四、五、六、七部皮帶機視頻的集中監視。

4）北翼六部皮帶。安裝機尾給煤機控制器；更換給煤機用變頻器。

5）北翼七部皮帶。安裝機尾給煤機控制用電氣控制箱；更換給煤機用磁起開關；從六部皮帶機機尾架設光纖至七部皮帶機尾；皮帶機沿線安裝電纜、擴音電話、急停開關、跑偏傳感器、撕裂傳感器等；機頭安裝可編程序控制箱；安裝1臺煤位儀；皮帶機機頭與機尾落煤點安裝防爆攝像儀。

6）構建北翼皮帶集控控制網絡。在一部皮帶機頭和二部皮帶機頭鋪設光纖安裝2臺交換機用于采集數據；對現有及新加操作臺交換機形成網絡并與二部進行網絡連接。

3.2 西大巷皮帶運輸系統改造

1）西大巷一部。KTC150控制器升級為KTC150-Z主控制器；更換1臺物位儀；建立標準化操作臺；采集鋼絲繩探傷系統數據。

2）西大巷二部。處理損壞保護；采集鋼絲繩探傷系統數據。

3）西大巷三部。處理損壞保護；采集鋼絲繩探傷系統數據。

4）西大巷四部。安裝1臺物位儀控制2臺給煤機；鋪設光纜增加給煤機視頻。

5）西大巷五部。皮帶機沿線安裝電纜、擴音電話、急停開關、跑偏傳感器、撕裂傳感器等；機頭安裝可編程序控制箱；機頭機尾以及給煤機增加視頻。

6）構建西大巷皮帶集控控制網絡。改變現有集控數據控制方式，分別在一部、二部、三部、四部、五部鋪設光纖并安裝6臺交換機用于集控控制。

3.3 皮帶集控軟件改造

1）現場集控操作軟件改造。西大巷頭部根據需要建立可控制1～5部皮帶（含給煤機）集控平臺并定制操作臺便于現場人員操作。北翼頭部根據需要建立可控制北翼1～3部皮帶（含給煤機）集控平臺并定制操作臺便于現場人員操作。北翼四部根據需要建立可控制北翼4～7部皮帶（含給煤機）集控平臺并定制操作臺便于現場人員操作。采集皮帶相關開關、電機、變頻等數據，便于判斷設備運行狀態。現場集控系統融合顯示各煤倉煤位；裝載點、給煤機視頻；采區皮帶運行狀態；采煤工作面機組運行狀態等。

2）地面集控軟件主系統更新升級。對地面集控軟件主系統進行升級改造，建立井下皮帶集控系統，具備地面遠程控制操作能力。

3）設備兼容性。涉及皮帶集控系統使用的各類皮帶保護、擴音器、急停、拉線急停專用電纜等設備須與現有天津華寧皮帶集控所使用設備相互兼容（可替換使用），各類設備控制提供數據接口便于整體皮帶集控系統使用。

4 改造效果

1）避免了由于大煤量運輸或運輸量不均衡引起的過流、過載故障。

2）采用集中控制方式，是在整個運輸線上新增或改造現有控制裝置，在控制室內集中操縱，由1～2名崗位工來完成操作不但節省了大量的崗位操作人員，也為及時發現故障、縮短停產時間和綜合自動化創造了條件。

3）提升了皮帶巷道標準化程度，逐步向集控、減員、安全、高效的目標邁進，最終實現全礦井皮帶機遠程監測、控制、管理一體化和人工巡檢的新的系統運行模式，達到煤礦安全生產標準化和自動化高效運輸的要求。