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。

1 煤流優(yōu)化控制系統(tǒng)

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)

2 系統(tǒng)組成

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)。

3 控制方法

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。

4 控制流程

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

5 操作說(shuō)明

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。

6 結(jié) 語(yǔ)

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。