淺談煤礦“機械化換人、自動化減人”

周傳超

一、采掘機械化輔助系統研究與應用

1、礦井自動集中供液系統

通過在地面建設自動集中配液系統，各采區實現了地面遠距離集中供液。系統包括地面配比、井底減壓、采區供液三部分，地面采用電廠處理的除鹽水與乳化油進行配比，通過PLC和變頻器來調節乳化液的配比濃度，保證了乳化液質量。采用集中供液系統后，避免了支架立柱、推移、片閥等部件的銹蝕，延長了使用壽命，液壓支架實現連續在3個工作面整體倒裝不升井維修，每年為礦井創造經濟效益超過1200萬元。

2、掘進工作面帶式儲運倉

針對掘進工作面不能連續出矸的問題，研制了速度可調的帶式儲運機，取代傳統固定矸石緩沖池，實現了煤、矸分時分運和運輸系統的集中運行，掘進效率提高20%，形成了井下掘進工作面掘、支、儲、運一體化運行模式。

二、礦井運輸自動化系統研究與應用

該系統是由我礦技術人員通過多年的井下調研、試驗，聽取了大量煤礦企業用戶的反饋意見后，對市場上的PLC和皮帶機綜合保護裝置進行了融合、優化、改進，對核心控制元件重新設計而成，通過配套設備，可實現礦井所有運輸設備的集中控制。

1、系統組成??本系統為運輸系統自動化提供了一整套解決方案，產品齊全，包括KHP-320-K輸送機智能控制裝置主機、LBY127礦用隔爆型硬盤錄像機、KJD127礦用隔爆型顯示器和堆煤、跑偏、超溫、煙霧、低速、紅外測溫傳感器等。

2、系統功能

（1）信號采集：包括堆煤、跑偏、溫度、速度、煙霧、縱撕、拉線、物料、振動、倉位、電機反饋、閘狀態、開關送電狀態、打點、急停。

（2）實時檢測皮帶滾筒軸承溫度，提前感知滾筒安全隱患，做到設備有計劃拆檢。

（3）自動生成開機記錄，保護記錄和試驗記錄。

（4）具有集控、就地、檢修三種工作方式。集控又細分為集中單控、集中聯控和自動控制，正常使用時采用集中聯控，順煤流開機、順煤流停機。

（5）可對保護延時時間，設備地址等參數進行設置，整個系統的安裝不需要調試，只需對相關參數進行設置即可。

（6）安全運行保障：①?皮帶機道配套泄露通訊，巡查人員通過手持機與地面集控員對話，還可急停皮帶。②?具備打點閉鎖、打點急停功能，回采司機不打點不開機，系統內任一電鈴打點超過3S，所有設備停機。③?地面工控機實時對井下PLC巡檢，任何一方出現故障均停機。

3、系統優勢

（1）關鍵產品自主研發、生產：包括智能主機、隔爆硬盤錄像機、隔爆型顯示器、紅外測溫傳感器等。

（2）配套了多種新式傳感器：包括雷達物位儀、紅外測溫、紅外對射開關、PT100溫度傳感器等。

（3）替代傳統的皮帶防護箱和PLC控制柜，體積小，重量輕，安撤方便;防爆兼本安設計，能夠滿足順槽皮帶、掘進迎頭等惡劣環境的現場要求。

（4）簡化控制結構：井下區域控制時，直接用鼠標控制主站的觸摸屏即可，無需外接其他上位機設備。

（5）提升產品性能：配套防爆網絡攝像儀，具備紅外功能，各轉載點無需增加照明燈;主機通訊和攝像儀信號共用一條網線，降低了材料和人工成本。

三、煤礦供電自動化系統研究與應用

該系統是根據我國煤礦的供電特點以及使用者的合理建議，開發并研制的新一代煤礦供電自動化系統。它適用于煤礦地面或井下惡劣環境，可用于地面降壓站、井下中央配電所、各采區配電所及移動變電站等，我們對供電自動化的數據采集、分析處理等各個環節進行了重新設計和優化，是礦井供電自動化的一次變革。

1、系統組成

該系統由地面集控、信號傳輸、現場采集、測溫系統、視頻監控系統等構成。通過先進的工業以太網技術，在地面就可以對井下供電設備進行遠程控制與監測，有效的提高了停送電效率和安全系數，現場實現了無人值守。

2、產品功能

1、具備開關的“四遙”功能。

2、系統實時性好，監測、控制信息反饋及時、準確。

3、自動生成設備運行、峰谷電量報表和電壓、電流、溫度曲線。

4、設備發生故障時，記錄故障發生時間、地點，故障類型（過載、漏電、短路等）并發出聲光報警。

5、安裝視頻云臺監控系統。

3、系統優勢

1、本系統無需井下控制分站，保護器數據直接通過配電所交換機上傳地面進行處理，降低了成本和故障率。

2、實時監測電源側、負荷側六個接線柱溫度，預知設備的安全隱患，做到設備有計劃檢修。

3、回風側安裝煙霧傳感器，煙霧報警時斷開兩個回路進線高防。

4、增加了對移變、各采區饋電的控制。

四、煤礦排水自動化系統研究與應用

煤礦井下水泵是安全生產的主要設備之一，泵房自動化是礦井綜合自動化建設的重要組成部分。為了降低泵房運行費用，保證其安全運行，我們遵循“水位為主、時間為輔”的原則設計了礦井排水自動化系統。

通過工業以太環網，在地面可對井下水泵進行遠程控制與監測，有效的提高了泵房設備使用效率和安全系數，現場實現了無人值守。

1、系統組成

本系統包括地面集控、信號傳輸、現場采集、視頻監控四部分。服務器與PLC通過工業以太網進行信息交換，在地面實現了對泵房設備的檢測、監控，web服務器可以將所有信息發布到辦公網，各級管理人員在瀏覽器上就可以訪問所有數據，實現信息的共享。

2、系統功能

（1）數據采集

①?模擬量數據：吸水口真空度、水倉水位、排水管流量、排水管壓力、電動閘閥開度、電壓、電流、溫度信號。②?數字量數據：電動閘閥、電動球閥的工作與限位狀態，水泵、潛水泵運行狀態等。

（2）保護功能

①?流量保護：水泵啟動后或正常運行時，如流量達不到正常值報警，超過設定時限后自動停泵。②?壓力異常保護：排水壓力、真空度出現異常時報警，達不到設定值自動停泵。③?電動閘閥、球閥故障保護：由閘閥、球閥的限位觸點檢測故障，并參與水泵的聯鎖控制。④?水位報警：水位超過開機水位或低于停機水位報警。

（3）供電系統

對泵房供電系統進行控制，實時采集泵房饋電、啟動器、照明綜保的電流、電壓、運行狀態，可對饋電和照明綜保遠程分合閘。

（4）控制模式

①自動控制：根據水位和時間兩個參數，采取以水位為主，時間為輔的控制方式，即設定開機水位和停機水位，任何時間，超過開機水位，系統立即開機，并根據單位時間水位的下降情況適時的啟動其它水泵的運行，低水位自動停機;高于低水位，不足高水位時，系統到谷時零點自動開機，低水位自動停機。②集中聯控：任意啟停一臺或多臺水泵。③集中單控：任意啟停真空泵、閘閥等單個泵房設備。

3、系統優勢

（1）整個系統全自動運行，現場真正達到無人值守。

（2）對電機、泵體等關鍵部位進行溫度檢測，預知設備的安全隱患，做到設備有計劃檢修。

（3）采用潛水泵代替真空泵作為引水裝置，保證引水可靠，杜絕了抽真空失敗的現象。

（作者單位：新汶礦業集團有限責任公司翟鎮煤礦快11隊）