李金翔
(大同煤礦集團(tuán) 云岡礦,山西 大同 037003)
某礦是一座現(xiàn)代化的千萬(wàn)噸礦井,礦井現(xiàn)有兩個(gè)生產(chǎn)盤(pán)區(qū),兩個(gè)放頂煤工作面生產(chǎn),日常實(shí)行一個(gè)工作面主采,一個(gè)工作面配采的生產(chǎn)模式。在借鑒文獻(xiàn)[1-3]的基礎(chǔ)上,通過(guò)安裝一、二盤(pán)區(qū)膠帶煤流優(yōu)化控制系統(tǒng),對(duì)將要超載的工作面進(jìn)行預(yù)警,協(xié)調(diào)兩個(gè)綜采工作面的出煤量,從而使生產(chǎn)過(guò)程中煤量大小實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制,有效杜絕了巷道膠帶過(guò)載停機(jī)、主運(yùn)輸膠帶重載啟動(dòng)等現(xiàn)象,使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),壽命延長(zhǎng),從源頭上消除了煤流運(yùn)輸設(shè)備事故隱患。
煤流優(yōu)化控制系統(tǒng)旨在通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)工作面的出煤量,根據(jù)工作面出煤量對(duì)主井帶式輸送機(jī)帶載量作出相對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè),協(xié)調(diào)工作面的采、放煤工作,挖掘主井帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量潛能,最終實(shí)現(xiàn)兩個(gè)盤(pán)區(qū)均衡出煤。運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備參數(shù)
煤流優(yōu)化控制系統(tǒng)包含如下設(shè)備,2臺(tái)工控機(jī),6個(gè)防爆控制分站箱,4臺(tái)防爆電腦,分布在一盤(pán)區(qū)膠帶機(jī)頭,二盤(pán)區(qū)膠帶機(jī)頭,綜采工作面一巷道機(jī)頭,綜采工作面二巷道機(jī)頭,綜采工作面一巷道膠帶機(jī)尾,綜采工作面二巷道膠帶機(jī)尾,如圖1所示。該系統(tǒng)可以把全礦輸煤系統(tǒng)連接起來(lái)。
以主井膠帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)1周的時(shí)間920 s為基準(zhǔn)計(jì)算,根據(jù)能量守恒定律,綜采轉(zhuǎn)載機(jī)耗時(shí)920 s時(shí)間運(yùn)的煤會(huì)在一定時(shí)間后平鋪在主井膠帶機(jī)上。而綜采轉(zhuǎn)載機(jī)920 s運(yùn)煤所做的功就等于此時(shí)主井膠帶機(jī)運(yùn)煤所做的功。根據(jù)計(jì)算,綜采工作面一煤炭通過(guò)巷道膠帶機(jī)和一盤(pán)區(qū)膠帶機(jī)落在主井膠帶機(jī)上用時(shí)22 min;綜采工作面二煤炭通過(guò)巷道膠帶機(jī)和二盤(pán)區(qū)膠帶機(jī)落在主井膠帶機(jī)上用時(shí)17 min。由于綜采工作面一到主井膠帶機(jī)的距離遠(yuǎn),要大約22 min,所以實(shí)際情況是將采集綜采一的數(shù)據(jù)比采集綜采二的數(shù)據(jù)提前了5 min。這個(gè)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性很重要,所以一旦出現(xiàn)綜采落煤點(diǎn)到主井膠帶機(jī)的距離出現(xiàn)大的變化時(shí),一定要做相應(yīng)修改。
綜采工作面一遠(yuǎn)比綜采工作面二遠(yuǎn),把綜采一設(shè)為1個(gè)定值2 800 t/h,對(duì)應(yīng)綜采電流值為90 A,超過(guò)就報(bào)警,比較的是1個(gè)定值。用綜采二來(lái)調(diào)節(jié)總煤量,當(dāng)綜采總煤量小的時(shí)候,可以增加煤量,當(dāng)綜采總煤量大的時(shí)候,減少煤量,比較的是總煤量。
圖1 煤流優(yōu)化控制系統(tǒng)
綜采一的控制流程如圖2所示。當(dāng)綜采一電流大于90 A,綜采一就報(bào)過(guò)載報(bào)警,此時(shí)聲光報(bào)警器變成紅色,并播報(bào)語(yǔ)音“煤量過(guò)載,已停車(chē)”,轉(zhuǎn)載機(jī)停,這時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)停綜采的貝克控制器,后刮板輸送機(jī)就停下來(lái),不再往巷道上運(yùn)煤。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到綜采一電流小于90 A,但綜采電流之和大于176 A,此時(shí)聲光報(bào)警器變成黃色,并播報(bào)語(yǔ)音“煤量過(guò)大,請(qǐng)注意”。綜采一司機(jī)就要注意減少煤量,停掉前刮板輸送機(jī)或者后刮板輸送機(jī),當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到煤量降低到過(guò)載報(bào)警值以下時(shí),聲光報(bào)警器由黃色變成綠色,語(yǔ)音報(bào)警停止,這時(shí)綜采一司機(jī)就可啟動(dòng)刮板機(jī)全力生產(chǎn)。
圖2 煤量均衡系統(tǒng)綜采一控制流程
綜采二的控制流程如圖3所示,當(dāng)兩個(gè)綜采電流之和大于150 A,綜采二就報(bào)過(guò)載報(bào)警,此時(shí)聲光報(bào)警器由綠色變成黃色,并播報(bào)語(yǔ)音“煤量過(guò)大,請(qǐng)注意”,這時(shí)綜采二司機(jī)就要注意減少煤量,停掉前刮板機(jī)或者后刮板機(jī),當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到煤量降低到過(guò)載報(bào)警值以下時(shí),聲光報(bào)警器由黃色變成綠色,并停止播報(bào)語(yǔ)音,這時(shí)綜采二司機(jī)就可以增加煤量了,啟動(dòng)停止的刮板機(jī)。當(dāng)綜采二報(bào)過(guò)載報(bào)警,綜采二司機(jī)繼續(xù)增加煤量,當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到,綜采電流之和大于176 A,綜采二就報(bào)過(guò)載故障,此時(shí)聲光報(bào)警器由黃色變成紅色,并播報(bào)語(yǔ)音“煤量過(guò)載,已停車(chē)”,這時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)停綜采的貝克控制器,后刮板機(jī)就停下來(lái),不再往巷道上運(yùn)煤,系統(tǒng)檢測(cè)到綜采做功開(kāi)始減少,當(dāng)減少到小于176 A時(shí),綜采二聲光報(bào)警器由紅色變成黃色,語(yǔ)音報(bào)警變?yōu)椤懊毫窟^(guò)大,請(qǐng)注意”,然后綜采做功繼續(xù)減少,減少到小于150 A時(shí),綜采二聲光報(bào)警器指示燈由黃色變成綠色,語(yǔ)音報(bào)警停止。這里綜采電流和為15 min的綜采電流的平均值。
圖3 煤量均衡系統(tǒng)綜采二控制流程
1) 綜采面上的煤流系統(tǒng)聲光報(bào)警器指示燈只有3種顏色:綠色、黃色、紅色。綠色表示可正常出煤,黃色表示已經(jīng)達(dá)到運(yùn)量的85%以上,紅色表示已經(jīng)超載。
2) 觀察綜采面上的煤流系統(tǒng)聲光報(bào)警器指示燈是否為綠色,若為綠色可正常卸煤,出煤。
3) 當(dāng)出現(xiàn)煤流系統(tǒng)聲光報(bào)警器指示燈顏色變?yōu)辄S色時(shí),語(yǔ)音報(bào)警為“煤量過(guò)大,請(qǐng)注意”,減少卸煤,停掉前刮板機(jī)或者后刮板機(jī),直到煤流系統(tǒng)聲光報(bào)警器指示燈顏色變?yōu)榫G色時(shí),才可加大卸煤。
4) 當(dāng)出現(xiàn)煤流系統(tǒng)聲光報(bào)警器指示燈顏色變?yōu)榧t色時(shí),語(yǔ)音報(bào)警為“煤量過(guò)載,已停車(chē)”,這時(shí)后刮板機(jī)停了,強(qiáng)制停止卸煤。這時(shí)司機(jī)要耐心等待,直到煤流系統(tǒng)聲光報(bào)警器指示燈顏色變?yōu)榫G色時(shí),才可卸煤。
5) 判斷轉(zhuǎn)載機(jī)的停止信號(hào)是否由煤流系統(tǒng)發(fā)出的,只需要觀察聲光報(bào)警器是否為紅色燈,若為紅色就是煤流控制系統(tǒng)發(fā)出的停后刮板機(jī)信號(hào),煤流均衡系統(tǒng)主畫(huà)面見(jiàn)圖4。
通過(guò)安裝一、二盤(pán)區(qū)膠帶煤流優(yōu)化控制系統(tǒng),對(duì)將要超載的工作面進(jìn)行預(yù)警,協(xié)調(diào)兩個(gè)綜采工作面的出煤量,使生產(chǎn)過(guò)程中煤量大小的控制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,有效杜絕了膠帶過(guò)載停機(jī)、主運(yùn)輸膠帶重載啟動(dòng)等現(xiàn)象,使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),壽命延長(zhǎng),從源頭上避免了設(shè)備事故隱患,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備少維修理念,每天產(chǎn)量提高到5.5萬(wàn)t以上。