李銘

(鐵法煤業(yè)集團(tuán)有限公司大強(qiáng)煤礦,遼寧調(diào)兵山 112700)

淺談綜采工作面刮板運(yùn)輸機(jī)負(fù)荷與采煤機(jī)割煤行走速度的電控系統(tǒng)模型設(shè)計

李銘

(鐵法煤業(yè)集團(tuán)有限公司大強(qiáng)煤礦,遼寧調(diào)兵山 112700)

本文簡述運(yùn)輸機(jī)功率時時監(jiān)控采集負(fù)荷動態(tài)信號,并由此信號去時時控制采煤機(jī)割煤速度,從而控制時時落煤和運(yùn)輸煤量,使運(yùn)輸機(jī)處于最佳功率狀態(tài)工作,提高綜采開機(jī)率,與此同時發(fā)揮設(shè)備的最大的效能,為現(xiàn)代化礦井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),提供了技術(shù)保障。

割煤速度 電控系統(tǒng) 效率

1 實(shí)際工作狀況分析

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

由于工作面刮板運(yùn)輸機(jī)的工作特點(diǎn)是靠滑動摩擦方式運(yùn)輸煤炭，其功率損耗遠(yuǎn)高于綜采工作面其他設(shè)備，即使如此，在實(shí)際工作中，采煤機(jī)在大速度滿載割煤時，時常發(fā)生刮板運(yùn)輸機(jī)超載的事情發(fā)生，導(dǎo)致刮板機(jī)被壓住，出現(xiàn)此現(xiàn)象后，只能靠人力清理刮板機(jī)上的物料，此項(xiàng)工作十分消耗人的體能！最重要的是安全問題！人一但進(jìn)入刮板機(jī)上，上幫煤壁的偏幫是隨機(jī)發(fā)生的！

根據(jù)綜采工作面刮板機(jī)的運(yùn)輸特性，采煤機(jī)由機(jī)頭向機(jī)尾運(yùn)行時，采煤機(jī)割煤的落煤點(diǎn)，逐漸的向刮板機(jī)機(jī)尾運(yùn)行，距刮板機(jī)機(jī)頭卸載點(diǎn)逐漸增長，刮板運(yùn)輸機(jī)上的煤炭運(yùn)輸長度也是逐漸加長，所以運(yùn)輸機(jī)的功耗逐漸加大。此功率消耗由兩個條件產(chǎn)生的，一是刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸距離；二是采煤機(jī)的截割速度，采煤機(jī)的落煤量是正比率于采煤機(jī)行走速度。為保證刮板機(jī)正常工作，采煤機(jī)在向機(jī)尾割煤時，由其是割至機(jī)尾區(qū)域時，由其重要。

反之采煤機(jī)由機(jī)尾向頭時，運(yùn)輸機(jī)上槽運(yùn)輸煤炭長有效長度逐漸縮短，其運(yùn)輸距離在漸漸的縮短，功耗逐漸減小，其采煤機(jī)的割煤速度可隨著運(yùn)輸機(jī)功率來調(diào)節(jié)其割煤速度，以發(fā)揮設(shè)備的最佳效能。

圖1

圖2

2 運(yùn)輸機(jī)和采煤機(jī)功耗分析

下面圖1第一個圖示為采煤機(jī)等速運(yùn)行割煤時，運(yùn)輸機(jī)功率消耗特性曲線，圖1第二個圖為采煤機(jī)變速運(yùn)行割煤時，運(yùn)輸機(jī)功率消耗特性曲線。

通過特性曲線圖可以看出，采煤機(jī)兩種運(yùn)行總的運(yùn)行時間是相同的。

第一個特性曲線為：采煤機(jī)等速運(yùn)行，當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行到機(jī)尾割三角煤區(qū)域時，其刮板運(yùn)輸機(jī)已經(jīng)達(dá)到和超過了刮板機(jī)的運(yùn)輸能力，再加上工作面煤幫和頂板落煤及根進(jìn)推刮板機(jī)鏟到溜槽上的煤炭，極易導(dǎo)致壓溜現(xiàn)象的發(fā)生！

第二個特性曲線圖為：當(dāng)達(dá)到運(yùn)輸機(jī)功耗接近滿載時，其采煤機(jī)的牽引速度提應(yīng)減速運(yùn)行，使運(yùn)輸機(jī)上的煤量減少，從而減小運(yùn)輸機(jī)功耗。當(dāng)向機(jī)頭割煤時，在均載區(qū)和欠載區(qū)域時，采煤機(jī)的速度可加快，運(yùn)輸機(jī)仍然不會超載。采煤機(jī)的運(yùn)行速度應(yīng)根據(jù)刮板機(jī)的功率(或電流)來自動控制其截割速度。

3 設(shè)計思想與實(shí)施方案

從運(yùn)輸機(jī)終端開關(guān)上采輯實(shí)時信號，通過實(shí)時功率或電流信息，有效的控制采煤機(jī)行走速度，從而實(shí)現(xiàn)最佳功率匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)刮板機(jī)的負(fù)荷對采煤機(jī)割煤速的控制。

具體實(shí)施方法有兩種形式。

一是采集電流信號，集控開關(guān)負(fù)荷電纜上電流互感器采輯實(shí)時電流信息，經(jīng)比較器進(jìn)行處理，再經(jīng)適配器，與其采煤機(jī)調(diào)速單元，來控制其采煤機(jī)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(jī)動態(tài)負(fù)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(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)電流或功率達(dá)到某一值時，去調(diào)節(jié)采煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，使其限定最大牽引速度，來調(diào)節(jié)采煤機(jī)的落煤量，從而確保運(yùn)輸機(jī)不會超載運(yùn)行。

式中：P——刮板機(jī)電機(jī)有效瞬時功率信號

K——功率互感比例系數(shù)

U——刮板機(jī)電機(jī)相電壓

I——刮板機(jī)電機(jī)電流

以上瞬時信號經(jīng)采輯均以電流輸出形式傳送到下一級TTY進(jìn)行數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換，為減少傳輸過程中信號的衰減和損失，可采用RS485協(xié)議進(jìn)行長距離傳輸(圖2)。

4 結(jié)語

刮板機(jī)的實(shí)時電流及功率也可通過光電耦合器，經(jīng)光纖通信傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度臺和因特網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更廣的傳輸和監(jiān)控功能，數(shù)據(jù)多方共享，實(shí)現(xiàn)真正意義上的現(xiàn)代化信息互聯(lián)。

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