大阳泉煤矿胶带自动化控制改造方案研究

郗成龙

（山西省阳泉市大阳泉煤炭有限责任公司，山西 阳泉 045000）

带式输送机是煤矿最重要的运输系统，一旦发生故障就会影响到煤矿的生产和经营。根据大阳泉煤矿数字化矿山建设的相关要求和规划，原来的带式输送机自动化控制系统已无法满足井下生产运输的需要，必须对其进行相应的自动化控制改造，通过对技术进行相应的升级，对主运输系统的带式输送机加强统一的检测、管理和控制，从而加强对大阳泉煤矿主运输系统的运输能力的控制，保障该煤矿实现高效高产安全生产。

1 工程概况

大阳泉煤矿位于山西省阳泉市义井乡西峪村，年生产能力120万t，该煤矿运输胶带一共4条：主井提升胶带1条（2400m），15#采区胶带1条（2300m），12#采区2条（1800m、200m），剩下的为工作面运输胶带，现在主要有8130工作面，8120进风、8120回风、8135进风使用15#胶带运输；8120高抽巷、8135低抽巷、8135高抽巷使用12#胶带运输。

本次胶带运输自动化控制系统改造范围：主井1部主平硐平面弯曲带式输送机，15#采区1部带式输送机，12#采区2条带式输送机。主胶带运输系统设备的改造范围分析：（1）1部主平硐平面弯曲带式输送机，长2400m，4×500kW，头部驱动；（2）5#采区1部带式输送机，长2300m，4×450kW；（3）12#采区上原煤仓带式输送机，长220m，250kW，头部驱动；（4）12#采区1部带式输送机，长1800m，3×325kW，头部驱动。上述4种改造范围内的胶带运输机均采用调速型液力耦合器进行胶带启动。

2 胶带运输自动化控制系统改造方案

选用天津华宁生产的KTC101胶带综保系统来替代原来的胶带运输保护系统。该胶带综保系统可以对胶带进行各类情况的检测，包括纵撕、跑偏、温度、速度、超温洒水等情况。同时可以提供相应的语音播报和报警，带式输送机每100m距离就安装一台扩音闭锁电话。

主井提升胶带1条，15#采区1部带式输送机，12#采区2条带式输送机选用圳市普中科技有限公司生产的Q系列PLC控制器。Q系列PLC控制器内置太网功能，可以就近接入环网，从而对数据进行传输。带式输送机运行数据采集后通过环网传输到地面调度中心，统一进行相应的检测和控制管理。

1部主平硐平面弯曲带式输送机机头分别安装徐州博林高新技术公司生产的KJJ102监控主站和监控分站。同时在监控主站上安装一块MODBUS转换模块实现信号传输。KTC101控制器采集数据，并通过Q系列PLC控制器将数据传递到地面调度中心。

15#采区1部带式输送机选用罗克韦尔SLC500系列控制器，加通讯模块和天津华宁的控制器进行通讯，其他PLC配置保持不变，主站加通讯模块和KTC101-Z型控制器通讯，通过Q系列PLC控制器将数据传递到地面调度中心。

12#采区2条带式输送机选用上海励辉科技自动化公司提供的CP343-1IT以太网通讯模块来实现以太网通讯，再将相应的数据信息传递到地面调度中心。

3 胶带自动化控制系统功能

通过对大阳泉煤矿胶带运输系统原有自动化控制的改造，操作人员在地面调度中心机房就能实现以下功能。

启动控制：当检测到分选流程的胶带和设备处于适当状态，煤仓煤位也处在适当位置，在控制系统中选择带式输送机系统的自动控制模式，点击系统启动命令就可以实现主运输系统带式输送机的启动。另外在闭锁条件下，可以对设备进行逐一启动，也可以在手动控制状态下实现设备的单独启停。

停止控制功能：停止控制功能有三种实现途径。（1）自动停车。当系统检测到工作时间和煤仓堆煤高度到了事先设定的数值限度就可以实现设备的自动停车；（2）人为停车。工作人员可以就地或远程通过按下停止按钮实现人为停车；（3）故障停车。当检测到带式输送机在运输过程有胶带跑偏及撕裂等故障发生后，系统就会因故障问题启动故障停车。

故障自诊断及保护功能：系统能对带式输送机的故障类型进行准确的判定，并提供准确的位置，同时还可以采用语音和图像的方式加以查看。

实时数据和报表管理：可以对所有带式输送机的启/停、运行、故障等情况进行实时的记录，并进行相应的储存以备后期查看。能够自动地对运行日志报表和生产报表进行生成，能够实时对煤仓仓位、温度等数据信息进行记录。

4 实施效果分析

2016年5月30日，大阳泉煤矿胶带自动化控制系统改造项目完成并通过验收，从2016年6月1日正式实施。目前实施效果较好，主要体现在以下几方面：（1）实现无人值守，节约人工开支。通过本次带式输送机自动化控制的改造后，该煤矿在地面调度中心机房就可以实现对主运输系统的带式输送机电设备进行集中监测、监控和管理等工作，可以对带式输送机的故障发生情况进行了解和掌握，从而进行相应的维修和维护。该煤矿减少了各带式输送机工作岗位人员共40名，同时降低了作业人员的劳动强度。实现无人值守后，胶带运输方面人员开支每年节约200万元，有效地降低了企业的生产成本。（2）提高了数据精度，降低了数据误差，当前已实现数据误差控制在4%以内。准确、安全、快捷的自动化传输能力满足了该煤矿的生产和经营。

5 结语

本文以大阳泉煤矿为研究对象，进行了胶带自动化控制系统改造方案的研究。将带式输送机操作、监控等功能整合在一起，全部都集中在地面调度中心机房进行操作。本次改造方案能实现该煤矿带式输送机运输的无人值守，减少带式输送机岗位的人员数量。实践效果表明本次改造取得了较好的经济效益和社会效益，改造方案合理切实可行。