煤礦自動化控制技術在皮帶運輸中的應用

李坤

摘要：煤礦井下煤炭的運輸，在煤礦井下生產中占據主要地位，帶式輸送機是煤礦生產中非常重要的運輸設備，它能否安全高效運行，直接決定著礦井的經濟效益。傳統的帶式輸送機都是采用單一的控制方式，單獨控制，單獨操作，操作過程比較繁瑣復雜，而且效率比較低。而采用集中的自動化控制可以有效

的甲方人力，減輕工作壓力，工作效率也會大大提升。

關鍵詞：煤礦;自動化控制技術;皮帶運輸;應用

1自動化集中控制技術在煤礦皮帶運輸的作用

自動化集中控制技術在煤礦皮帶運輸機的廣泛使用，實現了井下皮帶機地面集中控制及運行監控，實現了皮帶機的遠程控制無人值守，增強了皮帶機運行的安全可靠性，提高了礦井皮帶機整體自動化管理水平，達到礦井安全、高效的要求。以某公司為例，該公司在煤礦生產過程中就對傳統的皮帶運輸方式進行了改造，實現了自動化的集中控制，效果良好。

2自動化集中控制系統的概述

自動化集中控制系統是一種可以進行編程的控制器，簡稱PLC，這種控制器綜合運用了數學運算原理來實現對設備的操作與控制。自動化集中控制系統主要包括兩個部分，分別為地面控制中心和井下皮帶運輸。通過對地面控制中心的操作和控制信號的發送，井下控制器就可以根據接收到的信號完成對井下皮帶運輸設備的具體操作。而且，自動控制還可以對井下設備進行實時的監控，其中包括對電機功率、電機三相電流和電機的運行狀態進行監控，并把監控情況及時向控制中心反饋。這樣的話，控制中心就能夠及時發現設備在運行過程中的故障，并對故障進行處理，確保生產過程的安全進行。而手動控制則是對自動控制進行補充，在自動控制系統出現故障時，對設備實現手動操控，以便及時應對突發狀況。井下皮帶運輸控制是用來接收和執行地面控制中心指令的控制器。井下皮帶運輸控制器接收到信號之后，就會根據指令實現對應的具體操作，井下皮帶運輸機有很多，控制中心可以通過信號設備來建立起控制網絡，對每一個井下皮帶運輸機都進行實時的監督和操控，以及問題的反饋與信息的處理，從而實現整體的、系統的、全面的自動化控制。另外，皮帶運輸的監控系統主要控制的是主煤流皮帶運輸機，配備有相應的打滑、防跑偏以及撕裂等相應的皮帶保護措施，實時監測皮帶的運行狀況。通過對皮帶的搭接、運行、煤倉和煤位的信息進行分析，實現皮帶運輸機的自動化控制，降低輸送帶空帶運行的時間，提高整個系統的運行效率和運行的可靠性。

3皮帶集中自動化控制改造情況分析

（1）皮帶集中自動化控制系統建立在現場現有設備之上，也就是說，自動化控制改造應當以原有的設備為基礎，在原有系統的基礎之上實現調整、改造與完善。同時還需要利用原有的平臺資源建設新的聯網運行方式，從而起到節約資源，優化配置的作用。另外，集中自動化控制改造還要根據實際的施工環境和施工情況進行，建設系統的、多元的系統結構。管理者和使用者要根據實際信息進行相關的記錄工作、統計工作等，還要根據實時情況制定報表，并做出分析。控制層主要有遠程操作站和集中操作站，這兩個方面要協同作用，及時連接并進行操控。集控中心設在礦生產調度室，集控中心的監控主機采用兩臺高可靠性的工業控制計算機，負責皮帶系統現場設備遠程控制和自動控制，同時采集、存儲、查詢和統計分析現場監控系統運行數據、曲線、事件信息、操作記錄、故障報警，遠程監視設備運行情況。采用雙機熱備冗余設計，確保監控系統穩定運行。配置UPS電源，以防突然掉電造成數據丟失。另外，集控中心的系統可以實現擴展web發布，在網絡內部通過授權的方式進行信息的查詢以及皮帶運輸機實際的工作狀態和運行狀況等。

（2）根據實際情況和安裝標準，皮帶每間隔一定的長度就應當安裝一部信號擴音通訊電話，便于檢查人員及時安全的進行通話聯系，及時進行井下工作狀況以及故障信息等方面的反饋，同時也具有故障報警功能。

（3）在主井煤倉需要安裝一臺超聲波煤位儀，這種儀器可以對煤倉進行實時的監控，一旦超過預警值就可以自動實現警報與停機。

4改造后實現的功能與效果

（1）可實現對帶式輸送機的遠程啟動、停止、復位和測試功能，并可進行地面遠程編程、故障（保護）屏蔽及控制方式轉換、給煤機點動操作等功能控制。

（2）改造后的系統能夠實現手動與自動的相結合，冰潔具有多種操控方式的單獨或者聯合使用的工作形式。

（3）能實時顯示各皮帶機相關設施及所有信號狀況，如皮帶機電機電流，滾筒溫度，煤倉煤位并能方便地進行多畫面切換;當被測參數超限、保護動作及設備運行狀態改變后出語音、文字告警提示。

（4）對于一些運輸和施工中的故障可以自動診斷并且做出相應的判斷，同時可以將故障信息、數據、圖像等進行及時的傳播與反饋。

（5）報表管理功能。對于皮帶運輸機等事件可以進行詳細的記錄，并且形成運行報表，對各項工作內容和運行狀態進行記錄。

（6）井上和井下平臺的協同作用可以有效對整個煤礦生產線實現科學的監督與管理，提高煤礦工作效率，提高人力資源的配置。

（7）自動化集中控制系統的運行，采用大量的傳感器對工作狀況進行判斷，代替傳統煤炭生產系統中工人的作用，實現數字化、系統化和程序化發展，使得判斷更加精確，極大地提高了生產效率。同時，數字化的運用使得人員的投入降低，檢修的投入也大幅下降。

5結語

如今，煤礦自動化控制技術的應用越來越廣泛，同時，智能化、數字化等也成為了一個新的發展方向。皮帶自動化集中控制系統對于煤礦生產與運輸的作用和意義是非常重大的，不僅有效提高生產效率和生活從那安全性，同時也提高了煤礦運輸的可靠性，減少了對人力資源的使用，在一定程度上緩解了工作人員的工作壓力。從長遠的角度來講，集中控制與管理，實現了煤礦工作的智能化發展，對于煤礦技術水平的整體提高具有戰略性的意義。

參考文獻：

[1]張加寬.煤礦井下自動化控制在皮帶運輸中的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2014（3）：174～173.

[2]張俊衛，齊瑞杰.淺談自動控制在煤礦井下皮帶運輸系統的應用[J].科技博覽，2015.

[3]任聰.煤礦中皮帶運輸設備的故障分析及監測處理[J].機械研究與應用.2018（02）.

[4]吳文達.井下皮帶運輸工序變頻技術的控制模式[J].機械管理開發.2017（08）.

[5]白文藝.自動化控制技術在煤礦井下皮帶運輸中的應用分析[J].科技經濟導刊.2017（23）.

[6]胡勇勇.探析煤礦井下皮帶運輸系統的安全管理要點[J].現代制造技術與裝備.2016（03）.

（作者單位：鄂爾多斯市中北煤化工有限公司）