浅谈煤矿“机械化换人、自动化减人”

周传超

一、采掘机械化辅助系统研究与应用

1、矿井自动集中供液系统

通过在地面建设自动集中配液系统，各采区实现了地面远距离集中供液。系统包括地面配比、井底减压、采区供液三部分，地面采用电厂处理的除盐水与乳化油进行配比，通过PLC和变频器来调节乳化液的配比浓度，保证了乳化液质量。采用集中供液系统后，避免了支架立柱、推移、片阀等部件的锈蚀，延长了使用寿命，液压支架实现连续在3个工作面整体倒装不升井维修，每年为矿井创造经济效益超过1200万元。

2、掘进工作面带式储运仓

针对掘进工作面不能连续出矸的问题，研制了速度可调的带式储运机，取代传统固定矸石缓冲池，实现了煤、矸分时分运和运输系统的集中运行，掘进效率提高20%，形成了井下掘进工作面掘、支、储、运一体化运行模式。

二、矿井运输自动化系统研究与应用

该系统是由我矿技术人员通过多年的井下调研、试验，听取了大量煤矿企业用户的反馈意见后，对市场上的PLC和皮带机综合保护装置进行了融合、优化、改进，对核心控制元件重新设计而成，通过配套设备，可实现矿井所有运输设备的集中控制。

1、系统组成  本系统为运输系统自动化提供了一整套解决方案，产品齐全，包括KHP-320-K输送机智能控制装置主机、LBY127矿用隔爆型硬盘录像机、KJD127矿用隔爆型显示器和堆煤、跑偏、超温、烟雾、低速、红外测温传感器等。

2、系统功能

（1）信号采集：包括堆煤、跑偏、温度、速度、烟雾、纵撕、拉线、物料、振动、仓位、电机反馈、闸状态、开关送电状态、打点、急停。

（2）实时檢测皮带滚筒轴承温度，提前感知滚筒安全隐患，做到设备有计划拆检。

（3）自动生成开机记录，保护记录和试验记录。

（4）具有集控、就地、检修三种工作方式。集控又细分为集中单控、集中联控和自动控制，正常使用时采用集中联控，顺煤流开机、顺煤流停机。

（5）可对保护延时时间，设备地址等参数进行设置，整个系统的安装不需要调试，只需对相关参数进行设置即可。

（6）安全运行保障：① 皮带机道配套泄露通讯，巡查人员通过手持机与地面集控员对话，还可急停皮带。② 具备打点闭锁、打点急停功能，回采司机不打点不开机，系统内任一电铃打点超过3S，所有设备停机。③ 地面工控机实时对井下PLC巡检，任何一方出现故障均停机。

3、系统优势

（1）关键产品自主研发、生产：包括智能主机、隔爆硬盘录像机、隔爆型显示器、红外测温传感器等。

（2）配套了多种新式传感器：包括雷达物位仪、红外测温、红外对射开关、PT100温度传感器等。

（3）替代传统的皮带防护箱和PLC控制柜，体积小，重量轻，安撤方便;防爆兼本安设计，能够满足顺槽皮带、掘进迎头等恶劣环境的现场要求。

（4）简化控制结构：井下区域控制时，直接用鼠标控制主站的触摸屏即可，无需外接其他上位机设备。

（5）提升产品性能：配套防爆网络摄像仪，具备红外功能，各转载点无需增加照明灯;主机通讯和摄像仪信号共用一条网线，降低了材料和人工成本。

三、煤矿供电自动化系统研究与应用

该系统是根据我国煤矿的供电特点以及使用者的合理建议，开发并研制的新一代煤矿供电自动化系统。它适用于煤矿地面或井下恶劣环境，可用于地面降压站、井下中央配电所、各采区配电所及移动变电站等，我们对供电自动化的数据采集、分析处理等各个环节进行了重新设计和优化，是矿井供电自动化的一次变革。

1、系统组成

该系统由地面集控、信号传输、现场采集、测温系统、视频监控系统等构成。通过先进的工业以太网技术，在地面就可以对井下供电设备进行远程控制与监测，有效的提高了停送电效率和安全系数，现场实现了无人值守。

2、产品功能

1、具备开关的“四遥”功能。

2、系统实时性好，监测、控制信息反馈及时、准确。

3、自动生成设备运行、峰谷电量报表和电压、电流、温度曲线。

4、设备发生故障时，记录故障发生时间、地点，故障类型（过载、漏电、短路等）并发出声光报警。

5、安装视频云台监控系统。

3、系统优势

1、本系统无需井下控制分站，保护器数据直接通过配电所交换机上传地面进行处理，降低了成本和故障率。

2、实时监测电源侧、负荷侧六个接线柱温度，预知设备的安全隐患，做到设备有计划检修。

3、回风侧安装烟雾传感器，烟雾报警时断开两个回路进线高防。

4、增加了对移变、各采区馈电的控制。

四、煤矿排水自动化系统研究与应用

煤矿井下水泵是安全生产的主要设备之一，泵房自动化是矿井综合自动化建设的重要组成部分。为了降低泵房运行费用，保证其安全运行，我们遵循“水位为主、时间为辅”的原则设计了矿井排水自动化系统。

通过工业以太环网，在地面可对井下水泵进行远程控制与监测，有效的提高了泵房设备使用效率和安全系数，现场实现了无人值守。

1、系统组成

本系统包括地面集控、信号传输、现场采集、视频监控四部分。服务器与PLC通过工业以太网进行信息交换，在地面实现了对泵房设备的检测、监控，web服务器可以将所有信息发布到办公网，各级管理人员在浏览器上就可以访问所有数据，实现信息的共享。

2、系统功能

（1）数据采集

① 模拟量数据：吸水口真空度、水仓水位、排水管流量、排水管压力、电动闸阀开度、电压、电流、温度信号。② 数字量数据：电动闸阀、电动球阀的工作与限位状态，水泵、潜水泵运行状态等。

（2）保护功能

① 流量保护：水泵启动后或正常运行时，如流量达不到正常值报警，超过设定时限后自动停泵。② 压力异常保护：排水压力、真空度出现异常时报警，达不到设定值自动停泵。③ 电动闸阀、球阀故障保护：由闸阀、球阀的限位触点检测故障，并参与水泵的联锁控制。④ 水位报警：水位超过开机水位或低于停机水位报警。

（3）供电系统

对泵房供电系统进行控制，实时采集泵房馈电、启动器、照明综保的电流、电压、运行状态，可对馈电和照明综保远程分合闸。

（4）控制模式

①自动控制：根据水位和时间两个参数，采取以水位为主，时间为辅的控制方式，即设定开机水位和停机水位，任何时间，超过开机水位，系统立即开机，并根据单位时间水位的下降情况适时的启动其它水泵的运行，低水位自动停机;高于低水位，不足高水位时，系统到谷时零点自动开机，低水位自动停机。②集中联控：任意启停一台或多台水泵。③集中单控：任意启停真空泵、闸阀等单个泵房设备。

3、系统优势

（1）整个系统全自动运行，现场真正达到无人值守。

（2）对电机、泵体等关键部位进行温度检测，预知设备的安全隐患，做到设备有计划检修。

（3）采用潜水泵代替真空泵作为引水装置，保证引水可靠，杜绝了抽真空失败的现象。

（作者单位：新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿快11队）