矿用带式输送机监测与保护系统研究

安俊燕

（汾西矿业设备修造厂， 山西 介休 032000）

引言

近年来，煤炭开采机械化已成为煤炭工业增加产量、减少生产劳动率、减小重大恶性事故和改善劳动条件的一项关键性技术[2]。其中减人提效，提高综合自动化水平是现代化矿井的必然要求。原煤运输是矿井生产的关键环节，采用以PLC为核心的控制、监测、保护系统能够很好地满足这些要求[5]。PLC结构简单，安全可靠，编程环境与实际情况联系紧密，容易操作，在实际的生产中应用广泛[6]。

1 目前矿用带式输送机的现状及发展趋势

国内外带式输送机都在长距离、大运量、节能、驱动、高可靠性、自动化、可视化、高精度在线监测方向有长足的发展[8]。主要体现在以下几个方面。

1.1 永磁直驱动力系统

永磁直驱动力系统，可以替代“异步电机+软起装置+减速器”的传统驱动系统，实现电动机与运输机滚筒轴的无齿轮传动[7]。原始系统有一定的繁杂性。简化传动系统，大大提高传动效率，系统基本无需维护；提高电力的使用效率，节省电能；通讯功能比较强大，便于实现煤矿“无人值守”的终极目标。

1.2 智能化巡检系统

智能机器人巡检可以长时间可靠的进行煤矿井下的音频，视频与数据的实时采集，并通过事先设计好的各种程序软件，对发生的情况作出处理决断，并将最终结果反馈到井下集控中心和地面。

1.3 带式输送机的动态分析

带式输送机在使用工况及负载发生重大变化时，会产生较大的张力，张力超过一定范围就会对输送机产生影响，较轻的会引起大的振动，运行失稳、机架滚筒晃动等现象；严重的会造成制动失效，输送带断裂，驱动装置损坏等故障。特别是在启动和制动过程中，动张力现象比较明显[4]。

2 矿用带式输送机的电气保护装置

安全保护装置是对带式输送机进行监测，报警，必要时可以切断电源进行保护的装置，可以提高输送机的寿命，预防灾害事故的发生，保障矿井安全生产。通过进行系统的安全保护设计，可以实现带式输送机的自动化，同时接入井下工业以太环网，便于管理，达到减人提效的目的，提高生产率。

3 矿用带式输送机的安全监测与保护

针对矿用带式输送机的七大保护：速度保护、堆煤保护、跑偏保护、烟雾保护、温度保护、沿线紧急停车保护、撕带保护。

当产生上述突发问题时，会进行相应的提示，如语音报警等，实现事事追踪控制，保证整个生产过程的正常运行[3]。

4 控制与监测主流程图设计（见图1、下页图2）

图1 控制方式设计

图2 故障监测设计

5 PLC控制器的主要功能块

集控方式：当位于集控方式时，该皮带的控制系统的行使权移交给上级控制中心，上级控制中心通过控制本部PLC集控功能块里面的程序[1]。

就地方式：当位于就地档时，司机在操作台控制本条皮带机的起停，所有接入的故障保护功能均有效，皮带机按PLC控制程序起停。只需要按下启动按钮，系统自行打点预告，如系统正常，电机自动启动。

检修方式：检修”档和“就地”档类似，用于某个故障保护传感器异常需检修时切除所有外部故障保护功能（除沿线急停外）。控制台的工作方式旋转至检修位置，然后按下启动按钮，实现系统的启动；如果系统没有问题，则矿用带式输送机可以正常运行。

手动方式：按下打点预警按钮，打点预警信号预警，再手动按下启动按钮，电机启动。

6 结语

在高产高效煤炭生产过程中，矿用带式输送机的安全平稳运行不仅直接影响着整个矿井的煤炭产量，还是煤矿安全生产的一个重要指标。所以，应大力开展矿用带式输送机关键技术的创新研究，自动检索和消除运输过程中的故障，实现运输过程的自动化运行，不断提高我国的煤炭生产运输技术，实现高产高效。