掘进工作面运输机集中控制系统设计与应用

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2019.02.049

2019 NO.02Science and Technology Innovation Herald科技创新导报掘进工作面运输机集中控制系统设计与应用

田渝飞 逯明建

(冀中能源股份有限公司 河北邢台 054000)

摘 要：随着我国煤矿生产地质条件日趋复杂，煤炭开采成本逐步增加，减员提效实现煤矿生产自动化、智能化是今后煤炭企业生存发展的必由之路。掘进工作面生产环境、地质条件较为复杂，运输机集中控制系统尚未实现。本文阐述了针对掘进工作面运输设备特点设计出集中控制系统并成功应用，可为煤炭生产企业掘进工作面实现自动化提供一些参考。关键词：运输机 集中控制 减员提效中图分类号：TP277.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)01(b)-0049-02

随着煤矿生产机械化程度的不断提高，胶带运输机集中控制技术的应用也越来越广泛。冀中能源东庞矿井下主运胶带运输机早已实现集中监控，其减人增效效果明显，操作安全性也大幅提高。但是，在掘进工作面生产中，因地质条件复杂、后路设备多、运输距离长导致暂时无法实现对运输机的集中控制。针对这种状况，我们与天地（常州）自动化股份有限公司联合设计研制了掘进工作面运输机控制系统，填补了掘进工作面运输机没有集中控制系统的空白。掘进工作面运输设备因更换性、移动性较大，属于非固定设备，所以对这些运输设备进行集中监控的技术要求更高。在掘进工作面生产过程中，实现多条非固定性胶带运输机、刮板运输机的集中控制可以有效提高工作面的原煤运输效率、设备运行可靠性及人员操作的安全性。

1 掘进面输送机控制系统设计

1.1 系统应用条件

在掘进工作面生产过程中，由于作业环境恶劣，为使所设计的掘进工作面运输机集中控制系统对煤矿生产地质条件具有普遍适用性，设计系统主要包含以下几个应用条件：

（1）工作面运输路线较长，安装至少2部以上运输设备；

（2）巷道平均相对湿度不大于95%（+25℃）,煤质较干且无水煤现象；

（3）巷道环境温度：0℃～40℃；大气压力：80～106kPa；

（4）无显著振动和冲击的场合；（5）煤矿井下有甲烷、煤尘，但无滴水，无破坏绝缘的气体和蒸汽等爆炸危险的环境。1.2 集控系统设计

（1）系统控制方式。

在运输机集控系统设计中，将控制系统分为集中顺控、集中单机、就地单机（检修）三种控制方式。其中集中顺控主要实现一键启停多部运输机，设备之间存在联锁关系；集中单机主要实现单独控制各部运输机功能；就地单机（检修）主要功能为在运输机检修状态，集控站将不能开停运输机。

（2）系统设备组成。

集控站控制点由1台KXJ-9/660(380)主站控制箱、1台

TH11矿用本质安全型操作箱、1台PJ127隔爆兼本安显示

屏、1台LJY127隔爆兼本安型硬盘录像机、1台XB127矿用隔爆型显示器组成。

分站控制点安装在各部输送机机头处，由1台KXJ-9/660(380)分站控制箱、1台KBA127(B)隔爆兼本安型摄像头组成。

掘进面工业电视显示系统由隔爆显示器、防爆硬盘录像机、防爆摄像机及传输线缆组成。当设备启动后PJ127隔爆兼本安显示屏上黑色煤流会运动，设备运行状态指示灯会变绿色。当屏幕上设备检修指示灯变红色，意味着对应运输机KXJ-9/660(380)分站控制箱第二个旋钮处于禁止启动位置，此时在集控站不能控制相应运输机。1.3 掘进工作面运输机控制系统构成图

掘进工作面运输机控制系统整体构成图如图1所示。

2 系统功能及特点

2.1 系统功能

该系统具有集中顺控、集中单机、就地单机（检修）三种控制方式。集中顺控模式下具有联锁功能，各部输送机能够实现逆煤流启动，顺煤流停车。集中单机模式下单独控制各部输送机启停。

各种功能及保护特性如下：󰀁（1）控制系统采用PLC，并设计了完善的软、硬件抗干扰措施，从而使得整个装置工作十分可靠；

（2）该装置能对运输线上的多台胶带输送机和刮板输送机进行集中监控；整条线上的输送机均跟随首台的开停而开停；󰀁

（3）能对运输线上的多台输送机进行视频监控，即整条线上的输送机均是有煤可运行，观察无煤时操作工可立

图1 掘进工作面运输机控制系统构成图

(下转51页)

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工程技术

作的开展有着十分重要的作用，因此这就需要工程项目承建企业在实际的工作中不断地做好全体员工的地质勘察工作重要性意识的培养工作，并严格按照地质勘察—工程设计—工程施工的顺序来进行，尤其不能省略或者忽略地质勘察工作的重要性，对此就需要承建企业做好以下两点：第一，做好前期地质勘察的准备工作，严格执行部门的地质勘察规范制度。第二，加强对工程项目各个施工环节的监管力度，为后续工作的开展打下良好的基础[2]。3.2 突发性事件要进行及时处理

由于地质灾害的突发性和难以预测性的特点，使得勘察人员在进行工程项目地质勘察的环节中要详细地做好的地质勘察数据整理记录工作，以确保各项地质数据的准确性。除此在外，承建施工单位还应当在现场开通安全通道，并设置明确的危险警示牌，以免在突发事件来临时相关人员得不到及时的撤离。例如，某工程项目承建企业在进行工程施工的过程中，就将人生命安全放在首位，给每一位施工人员发放安全帽、安全衣，并在施工现场设置了明确指示牌，提醒施工人员注意安全[3]。3.3 做好勘察人员综合专业的素养的培训工作

当前，根据相关部门的调查显示不少工程项目的勘察人员都存在综合专业素养不高问题，严重影响和阻碍着工程项目的进度和质量。因此为了改善这一现状就需要做好勘察人员的专业素养培训工作，并在企业内部定期开展勘察人员工作交流会议，分享彼此的工作经验和技术，从而不断促使勘察人员的综合专业素养实现质变层次的提升。例如，陕西某建设工程企业，在某项工程项目开工前，

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2019 NO.02Science and Technology Innovation Herald科技创新导报组织本企业的勘察人员进行为期一个月的专业技能培训，同时在培训尾声对勘察人员进行培训考核，并按照考核成绩的来进行实际工作的安排，由于前期地质勘察工作到位，该建设企业在工程设计环节和施工建设环节的工作效率得到明显的提升[4]。

4 结语

综上所述，地质勘察工作作为工程施工建设项目的重要的环节，能够有效地为工程设计和施工建设环节的工作开展提供可靠准确的数据信息，有效降低因地质勘察不到位而造成的损失。对此，这就需要施工承建企业在实际的工作中，不断克服地质勘察中的困难，提高员工的地质勘察重要性意识，做好突发状况的预防处理工作，同时还要加强对于勘察人员的综合专业素养培训，从而为整体工程施工建设项目的顺利开展奠定牢固的基础。

参考文献

[1]󰀁曹小勇.浅谈工程基础建筑设计施工中水文地质勘察的重要性[A].《建筑科技与管理》组委会.2017年2月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会,2017.

[2]󰀁高光辉,高敬礼.关于地质工程勘查在工程设计和施工中的作用分析[J].工程建设与设计,2017(11):146-147,167.

[3]󰀁陶莉.地质工程勘察在工程设计和施工中的作用[J].城市建设理论研究:󰀁电子版，2015(21):722-723.

即停车。

（4）能对单台输送机进行手动控制。2.2 系统特点

该套系统为掘进工作面输送机控制系统，设备采用PLC控制，有自己的单独集控中心，启动、停止、监控一体化，并可以通过远程摄像头观察设备连接处的运载情况，确保运输系统出现问题时能够及时停车，保证了设备的安全使用。该套控制系统无论在集中控制还是就地控制方式下，都具有10s（控制皮带时为信号传递至皮带保护主机时间）的启车延时功能，数字和动画显示效果强，反馈信息准确，操作简单、方便，摄像头反映现场画面清晰，适合煤矿掘进工作面安装，最大的优点在于复杂的井下环境只需一名职工控制操作，既节省人员体力、精力的投入又为及时发现故障解决问题奠定了基础。

主站与各分站之间设有RS485通讯接口，组网灵活，方便进行远程监视与控制。主站与分站通讯便捷，便于设备拆卸与安装，可随掘进工作面运输系统改变而改变。

域安全可控性提高，体现了“科技强安”、“无人则安”的

理念。

在调试使用过程中，该套设备的一些不足之处也逐渐凸显出来。集控系统显示界面仅能反映各部运输机的启停情况，缺少运输机的具体运行参数，无喊话装置，通讯依靠电铃。当该集控系统安装至下一掘进工作面时，各分站位置无法互换，即PLC程序设置的各分站依靠RS485通讯，通讯地址唯一，若分站位置打乱，则需重新编排分站通讯地址，这是该系统需要进一步完善的地方。

4 结语

煤矿生产实现自动化、智能化是一个循序渐进的过程，煤炭企业技术人员通过在生产实践中不断总结经验、积累创新，正在逐步使生产过程由机械化向自动化转变。掘进工作面集中控制系统的成功应用其经济效益显著，安全隐患降低，可为煤炭企业自动化创新提供一个思路。

参考文献

[1]󰀁单福友.胶带运输系统控制技术研究与应用.煤矿机电与自动化实用技[M]:徐州：中国矿业大学出版社,2012.[2]󰀁毕锦明.煤矿机电新技术装备实用手册[M]:徐州：中国矿业大学出版社,2008.[3]󰀁乌兰，赵奇，胡建栋.变频调速带式输送机节能控制技术研究[J].煤矿机械，2018（9）:41-43.

3 使用效果

东庞矿2914掘进工作面轨道巷后路运输系统6部设备

均已实现集中监控。该套控制系统在掘进工作面复杂运输条件下的成功应用可减少设备岗位工5人，一年可节约用人成本30万余元。

应用运输设备集控系统的直接效果是减少原煤运输路线设备岗位工，降低人工成本。更主要的是开掘工作面实现原煤运输系统集中控制、采掘作业人员减少，危险区

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