选煤厂运煤系统监控安装及电控集中控制改造研究

肖露露

（山西长治王庄煤业有限责任公司， 山西 长治 047199）

引言

王庄煤业有限责任公司选煤厂为矿井型选煤厂，该选煤厂运煤系统已开采运行多年，当前仍采用传统的“工人+信号铃”老旧方式进行信号传递。从多年的运行情况来看，安全性和可靠性都较差，成为影响选煤厂工作效率的主要因素。在公司的建议下，为提高选煤厂自动化程度和车间生产效率，对该选煤厂运煤系统进行了监控安装及电控集中控制改造研究。

1 工程概况

山西省长治县王庄煤业有限责任公司位于长治县荫城镇西陕村。矿井始建于1964 年，矿井井田面积16.68 km2，地质储量1.8 亿t，现主要开采3 号煤层，煤层平均厚度5.17 m，煤层倾角2°～7°。王庄煤业公司生产能力：240 万t/年；开拓方式：斜井开拓；井筒数量：4 个；开采水平：+980 m；采煤工艺：综采；瓦斯等级：低瓦斯；水文地质类型：中等；自燃倾向性：不易自然。山西长治王庄煤业有限责任公司选煤厂为矿井型选煤厂，处理能力为240 万t/年。

该选煤厂2007 年开始筹建，投入运行是在2008 年，洗煤厂运煤系统已运行十余年，运煤设备都配置有人工岗位，使用信号铃进行联系。从以往的情况来看，该运输系统的管理模式安全性不高，对岗位工作人员的能力要求非常高，因此多次发生机电运输事故，给选煤厂造成严重的财产损失，同时也影响到选煤厂的生产效率。针对这一情况，根据公司要求，结合选煤厂运煤系统的现状，必须对选煤厂运煤监控系统及集中控制进行改造。改造主要是从运输系统的监控系统和集中控制系统两大方面进行，主要有煤料运输视频监控系统的建设、煤料运输集中控制系统的建设，主控制室的建设三部分组成。系统运行后可以有效的提高选煤厂运输系统的安全性和可靠性。

2 运煤系统监控系统建设方案分析

2.1 监控方案分析

根据王庄煤业及选煤厂各生产车间煤料运行情况及监控集中控制室的设置位置，厂区集中控制室与运煤系统各监控点的直线距离最远不超过350 m，针对这一情况确定监控系统安装方案为：以太网传输方式要求各监控点的光纤设备提供以太网接口，以便于监控点的图像经Gloview 网络视频服务器通过以太网接口上传至监控中心。该方案运行较为稳定，设备日常维护量小。采用大华DAHUA 高清（400万像素）超宽动态红外（H.265）网络摄像机进行视频信号的采集；当信号通过网线路传统至交换机后，选用光纤将信号传输至集中控制室的32 路监控主机上，再将32 路监控图像进行编排后在在大屏上进行图像显示，接入的图像拼接控制器的视频信号可以进行任意编排，并进行相应显示。采用46 寸DID 工业级液晶显示器拼接大屏，该产品是针对拼接视频墙而研发的超窄边拼接监视器，具有较好的散热功能和图像清晰稳定功能。王庄煤业选煤厂运煤系统监控监控方案情况如下页图1 所示[1]。

图1 王庄煤业选煤厂运煤系统监控监控方案示意图

2.2 监控点的布置

针对选煤厂的整体布置情况，对运煤系统的16个位置进行了视频监视点的布置，主要有以下：原煤封闭式煤场下给煤机位置处，返煤暗道皮带机中部位置处，返煤暗道皮带机头部位置处，201 原煤皮带机尾落煤点位置处，201 原煤皮带机头部位置处，203振动筛位置处，301 皮带机尾部落煤点位置处，301皮带机中部皮带配重间位置处，301 皮带机头部位置处，702 皮带机尾部位置处，702 皮带机头位置处，730 皮带机尾部位置处，730 皮带机头位置处（精煤仓），751 地销装车皮带机头位置处，751 地销装车皮带机尾位置处，地销煤场装煤点位置处[2]。

2.3 功能分析

1）图像摄取功能。可24 h 对运煤系统视频监控范围内的运行情况进行高清监控，能有效地保证运煤系统安全稳定高效运转。

2）录像功能。单路和多路图像信号同步录入，本地能保存60 d 的录像时间，能对所有文件进行备份。

3）图像检索功能。对录像能方便检索回放，可指定某个时间段任意回放，对某些时段内生生的特殊情况，可以将其锁定并进行备份，避免覆盖。

4）移动帧测报警录像。自动检测器监控图像框内物体的明显移动并且其动作范围超出限定值之后触发报警[3]。

3 运煤设备集中控制系统改造方案

3.1 运煤系统设备分析

本次选煤厂运煤监控系统改造设计到以下8 台设备，主要有：给煤机、返煤暗道皮带机、201 原煤皮带机、203 振动筛、301 皮带机、702 皮带机、730 皮带机、750 皮带机。

3.2 集中控制系统方案

选煤厂运煤系统采用继电联锁远近控制方案，将运煤系统运行的8 台设备启动按钮全部都并联到选煤厂主控制室内，停止按钮全部串联到主控制室内，这种设计方案就可以实现8 台设备的远控启动和停止。运煤设备均由主控制室提供220 V 电源，启动线包与以往使用设备使用的启动线包保持电压等级相同，使用2 根KVV-20×1.5 mm 的铜芯控制电缆，距离350 m 处的设备压降15 V 左右。

4 效益分析

1）改造前运煤系统的用工成本。该选煤厂运煤系统改造前以往需配置工作人员22 名，每人每年按4 万元计算，人员用工成本共需约88 万元左右。

2）运煤系统改造的投入和改造后用工成本。本次运煤系统改造中，监控系统及集中控制系统设备采购投入约20 万元，集中控制室的建设及设备的安装调试费用约5 万元，共需25 万元。改造后运煤系统采用的两班制，每班班长1 人，主控制室开皮带1 人，需要4 人；运煤线路上定时巡查及打扫卫生每班3 人，另抵轮休1 人，需要8 人；两班合计用工12人每人每年按4 万元计算，人员用工成本共需约48万元左右。

3）对比分析。改造后，选煤厂运煤系统用工成本每年约节约40 万元，系统改造完成运行及原有岗位人员分流后，投入成本在9 个月左右可收回投入，并长期发挥经济效益。选煤厂运煤系统监控安装及电控集中控制改造完成后，运煤系统的安全性和可靠性大幅度提高，有效提高了煤料的运输效率。