千万吨矿井煤流均衡自动化控制研究

李金翔

(大同煤矿集团 云冈矿，山西 大同 037003)

某矿是一座现代化的千万吨矿井，矿井现有两个生产盘区，两个放顶煤工作面生产，日常实行一个工作面主采，一个工作面配采的生产模式。在借鉴文献[1-3]的基础上，通过安装一、二盘区胶带煤流优化控制系统，对将要超载的工作面进行预警，协调两个综采工作面的出煤量，从而使生产过程中煤量大小实现了自动化控制，有效杜绝了巷道胶带过载停机、主运输胶带重载启动等现象，使设备运转平稳，寿命延长，从源头上消除了煤流运输设备事故隐患。

1 煤流优化控制系统

煤流优化控制系统旨在通过检测两个工作面的出煤量，根据工作面出煤量对主井带式输送机带载量作出相对准确预测，协调工作面的采、放煤工作，挖掘主井带式输送机最大运量潜能，最终实现两个盘区均衡出煤。运转设备参数见表1。

表1 运转设备参数

2 系统组成

煤流优化控制系统包含如下设备，2台工控机，6个防爆控制分站箱，4台防爆电脑，分布在一盘区胶带机头，二盘区胶带机头，综采工作面一巷道机头，综采工作面二巷道机头，综采工作面一巷道胶带机尾，综采工作面二巷道胶带机尾，如图1所示。该系统可以把全矿输煤系统连接起来。

3 控制方法

以主井胶带机运转1周的时间920 s为基准计算，根据能量守恒定律，综采转载机耗时920 s时间运的煤会在一定时间后平铺在主井胶带机上。而综采转载机920 s运煤所做的功就等于此时主井胶带机运煤所做的功。根据计算，综采工作面一煤炭通过巷道胶带机和一盘区胶带机落在主井胶带机上用时22 min；综采工作面二煤炭通过巷道胶带机和二盘区胶带机落在主井胶带机上用时17 min。由于综采工作面一到主井胶带机的距离远，要大约22 min，所以实际情况是将采集综采一的数据比采集综采二的数据提前了5 min。这个对于整个系统数据的准确性很重要，所以一旦出现综采落煤点到主井胶带机的距离出现大的变化时，一定要做相应修改。

4 控制流程

综采工作面一远比综采工作面二远，把综采一设为1个定值2 800 t/h，对应综采电流值为90 A，超过就报警，比较的是1个定值。用综采二来调节总煤量，当综采总煤量小的时候，可以增加煤量，当综采总煤量大的时候，减少煤量，比较的是总煤量。

图1 煤流优化控制系统

综采一的控制流程如图2所示。当综采一电流大于90 A，综采一就报过载报警，此时声光报警器变成红色，并播报语音“煤量过载，已停车”，转载机停，这时系统会发出信号停综采的贝克控制器，后刮板输送机就停下来，不再往巷道上运煤。当系统检测到综采一电流小于90 A，但综采电流之和大于176 A，此时声光报警器变成黄色，并播报语音“煤量过大，请注意”。综采一司机就要注意减少煤量，停掉前刮板输送机或者后刮板输送机，当系统检测到煤量降低到过载报警值以下时，声光报警器由黄色变成绿色，语音报警停止，这时综采一司机就可启动刮板机全力生产。

图2 煤量均衡系统综采一控制流程

综采二的控制流程如图3所示，当两个综采电流之和大于150 A，综采二就报过载报警，此时声光报警器由绿色变成黄色，并播报语音“煤量过大，请注意”，这时综采二司机就要注意减少煤量，停掉前刮板机或者后刮板机，当系统检测到煤量降低到过载报警值以下时，声光报警器由黄色变成绿色，并停止播报语音，这时综采二司机就可以增加煤量了，启动停止的刮板机。当综采二报过载报警，综采二司机继续增加煤量，当系统检测到，综采电流之和大于176 A，综采二就报过载故障，此时声光报警器由黄色变成红色，并播报语音“煤量过载，已停车”，这时系统会发出信号停综采的贝克控制器，后刮板机就停下来，不再往巷道上运煤，系统检测到综采做功开始减少，当减少到小于176 A时，综采二声光报警器由红色变成黄色，语音报警变为“煤量过大，请注意”，然后综采做功继续减少，减少到小于150 A时，综采二声光报警器指示灯由黄色变成绿色，语音报警停止。这里综采电流和为15 min的综采电流的平均值。

图3 煤量均衡系统综采二控制流程

5 操作说明

1) 综采面上的煤流系统声光报警器指示灯只有3种颜色：绿色、黄色、红色。绿色表示可正常出煤，黄色表示已经达到运量的85%以上，红色表示已经超载。

2) 观察综采面上的煤流系统声光报警器指示灯是否为绿色，若为绿色可正常卸煤，出煤。

3) 当出现煤流系统声光报警器指示灯颜色变为黄色时，语音报警为“煤量过大，请注意”，减少卸煤，停掉前刮板机或者后刮板机，直到煤流系统声光报警器指示灯颜色变为绿色时，才可加大卸煤。

4) 当出现煤流系统声光报警器指示灯颜色变为红色时，语音报警为“煤量过载，已停车”，这时后刮板机停了，强制停止卸煤。这时司机要耐心等待，直到煤流系统声光报警器指示灯颜色变为绿色时，才可卸煤。

5) 判断转载机的停止信号是否由煤流系统发出的，只需要观察声光报警器是否为红色灯，若为红色就是煤流控制系统发出的停后刮板机信号，煤流均衡系统主画面见图4。

6 结 语

通过安装一、二盘区胶带煤流优化控制系统，对将要超载的工作面进行预警，协调两个综采工作面的出煤量，使生产过程中煤量大小的控制实现了自动化，有效杜绝了胶带过载停机、主运输胶带重载启动等现象，使设备运转平稳，寿命延长，从源头上避免了设备事故隐患，实现了设备少维修理念，每天产量提高到5.5万t以上。