阳煤一矿井下皮带输送机集中控制提效改造实践

李国栋

（阳泉煤业（集团）有限责任公司一矿， 山西 阳泉 045008）

引言

近年来，阳煤一矿紧紧围绕集团公司转型跨越发展要求，以打造安全、高效的现代化矿井为目标，始终坚持以制度创新、管理创新和科技创新为工作重点，不断为企业注入新的活力。皮带运输系统是该矿原煤运输的唯一途径，是矿井生产的重要环节，但是其控制方式目前仍采用人工就地分台控制，很难满足由于矿井皮带运输系统分布广、信息分散而需要对其进行集中控制的要求。另外，随着矿井生产规模的不断扩大，以及技术水平的不断提高，现代化矿井也需要现代化的管理，对皮带运输系统集中控制和管理提出了更高的要求，因此如何实现集中控制迫在眉睫。

1 阳煤一矿主运皮带集控现状及分析

北翼四、五、六部皮带机，目前均采用KJ886控制系统、皮带保护。随着开采的延伸导致现在的部分皮带集控系统不能满足集控要求。七部部分皮带不能满足集控、远控需求；需完善各皮带机头一氧化碳监测系统以及七部机头煤仓煤位的监测；六部、七部皮带机的给煤机控制设备不能满足其他设备的数据通信与网络需求；未将六部、七部皮带机的给煤机纳入集控系统；未将与四、五、六、七部皮带机有搭接关系的皮带机运行信息纳入四部机头操作台；需对四部机头主机及本安操作台进行升级。所以为了进一步提高皮带管控能力，需要在现有集控基础上进行升级改造，最终建立可靠有效的主运皮带集控系统。西大巷运输皮带为分皮带不能满足集控、远控需求；需完善皮带一氧化碳监测系统以及煤仓煤位的监测；不能满足其他设备的数据通信、网络需求；调度与井下语音系统需要完善；皮带沿线保护传感器、通信线缆、组合扩音电话部分损坏需要更换；地面及井下主机及集控组态软件进行升级。所以为了进一步提高皮带管控能力，需要在现有集控基础上进行升级改造，最终建立可靠有效的主运皮带集控系统。

2 阳煤一矿皮带机运输存在问题

一是设备事故频发影响系统的高效运输。随着产量的上升，煤量大、满负荷作业无法避免，为维持全年产量任务指标的完成，对设备的可靠性要求也将更加严格。为完成产量任务，挤占设备检修时间也是造成设备事故的主要原因。

二是影响皮带机稳定运输的不确定因素多。由于西大巷皮带巷是沿15号煤层顶板进行掘进贯通，受该煤层波动影响，巷道呈波浪式走向，坡度陡、皮带间距大，从而受力不均衡，会导致皮带打滑、跑偏现象发生，在长达3 250m的西大巷三部皮带尤为明显；北翼头部、二部巷道狭窄；堆阻出大块、杂物，煤仓塌落大块等；皮带运行过程中出现钢丝甩头，撕裂等。

三是皮带集控系统还存在许多技术及设备原因。井下原煤运输系统没有实现顺煤流起动，逆煤流闭锁这样一种先进的顺序控制关系；以就地控制为主的原煤运输系统在起动前后协调性较差，造成人为的待机时间较长；由于前后运输机的操作经验千差万别，在不熟练的状况之下，多台输送机同时启动，造成电网瞬间过负荷而跳闸，影响了设备的正常运转；皮带相关综合保护不能起到100%的作用，有些保护还有误动作的情况，控制装置无故障诊断功能；北翼四、五、六部皮带机集控存在较大问题，保护部分不起作用；未形成覆盖皮带巷控制网络，不能达到远程控制要求。

3 改造实践

3.1 北翼皮带运输系统改造

1）北翼一部皮带。机头的KTC101-Z控制器更换为KTC150-Z主控制器；更换1台物位仪；建立标准化操作台；增加3 t煤仓物位仪以及2台给煤机的控制。

2）北翼二部皮带。处理二部机头下位机存在问题；给煤机安装视频采集；为四部皮带集控室提供运行数据；采集钢丝绳探伤系统数据。

3）北翼四部皮带。更换四部皮带机机头操作台；安装1台煤位仪并在四部机头操作台显示煤仓煤位信息；增加1套视频监控系统，达到四、五、六、七部皮带机视频的集中监视。

4）北翼六部皮带。安装机尾给煤机控制器；更换给煤机用变频器。

5）北翼七部皮带。安装机尾给煤机控制用电气控制箱；更换给煤机用磁起开关；从六部皮带机机尾架设光纤至七部皮带机尾；皮带机沿线安装电缆、扩音电话、急停开关、跑偏传感器、撕裂传感器等；机头安装可编程序控制箱；安装1台煤位仪；皮带机机头与机尾落煤点安装防爆摄像仪。

6）构建北翼皮带集控控制网络。在一部皮带机头和二部皮带机头铺设光纤安装2台交换机用于采集数据；对现有及新加操作台交换机形成网络并与二部进行网络连接。

3.2 西大巷皮带运输系统改造

1）西大巷一部。KTC150控制器升级为KTC150-Z主控制器；更换1台物位仪；建立标准化操作台；采集钢丝绳探伤系统数据。

2）西大巷二部。处理损坏保护；采集钢丝绳探伤系统数据。

3）西大巷三部。处理损坏保护；采集钢丝绳探伤系统数据。

4）西大巷四部。安装1台物位仪控制2台给煤机；铺设光缆增加给煤机视频。

5）西大巷五部。皮带机沿线安装电缆、扩音电话、急停开关、跑偏传感器、撕裂传感器等；机头安装可编程序控制箱；机头机尾以及给煤机增加视频。

6）构建西大巷皮带集控控制网络。改变现有集控数据控制方式，分别在一部、二部、三部、四部、五部铺设光纤并安装6台交换机用于集控控制。

3.3 皮带集控软件改造

1）现场集控操作软件改造。西大巷头部根据需要建立可控制1～5部皮带（含给煤机）集控平台并定制操作台便于现场人员操作。北翼头部根据需要建立可控制北翼1～3部皮带（含给煤机）集控平台并定制操作台便于现场人员操作。北翼四部根据需要建立可控制北翼4～7部皮带（含给煤机）集控平台并定制操作台便于现场人员操作。采集皮带相关开关、电机、变频等数据，便于判断设备运行状态。现场集控系统融合显示各煤仓煤位；装载点、给煤机视频；采区皮带运行状态；采煤工作面机组运行状态等。

2）地面集控软件主系统更新升级。对地面集控软件主系统进行升级改造，建立井下皮带集控系统，具备地面远程控制操作能力。

3）设备兼容性。涉及皮带集控系统使用的各类皮带保护、扩音器、急停、拉线急停专用电缆等设备须与现有天津华宁皮带集控所使用设备相互兼容（可替换使用），各类设备控制提供数据接口便于整体皮带集控系统使用。

4 改造效果

1）避免了由于大煤量运输或运输量不均衡引起的过流、过载故障。

2）采用集中控制方式，是在整个运输线上新增或改造现有控制装置，在控制室内集中操纵，由1～2名岗位工来完成操作不但节省了大量的岗位操作人员，也为及时发现故障、缩短停产时间和综合自动化创造了条件。

3）提升了皮带巷道标准化程度，逐步向集控、减员、安全、高效的目标迈进，最终实现全矿井皮带机远程监测、控制、管理一体化和人工巡检的新的系统运行模式，达到煤矿安全生产标准化和自动化高效运输的要求。