综采工作面乳化液配液系统自动化改进技术的应用

舒刚

(阳泉煤业集团有限责任公司 五矿， 山西 阳泉 045000)

0 引言

阳泉煤业集团五矿年生产能力为500万t，井下三个综采工作面进行回采作业[1]。在井下生产过程中，其引进的试用设备在综采工作面无法实现根据液箱液位变化自动启停的功能，所配套的设备需要安装光纤及配套路由器和交换机。为保证正常供液,需专人值守。通过技术改造，不仅实现了人工自动启停并简化了系统，还达到了煤矿减人提效、提高经济效益的效果。

1 引进设备的总体改造思路

某工作面所使用的配液系统由JXGSZ-70JA-4A型综合供水净化站、TMBZYX(4000/50)型配液箱和TMBZYXG 4000/100型供液箱组成。该系统原设计具备自动配液(供液)功能，但在实际应用过程中，并未实现自动化。故此系统仅能够实现水质净化、自动配液、远程供液的功能，无法做到自动启停。经反复研究分析，该自动配液和远距离供液系统通过解决从地面供液需铺设长距离管路及维护的问题，加强了对工作面乳化液质量和用量的管控[2-3]。具体设备布置如图1所示。

需要说明的是：

1) PLC控制柜、操作台的位置可在双方协商后调整。

图1 供液设备布置

2) 由于没有喷雾泵、注水泵的相关尺寸，请矿方根据设备实际尺寸布置。

3) 布置图中组合开关、移变等为示意图，不表示实际尺寸。

2 自动配液系统的改造内容分析

1) 原系统基本具备实现自动化的条件，控制系统如图2所示。但在实际使用中发现硬件缺少进水电动球阀，在水箱水位低于设定值时，输出节点无相应结果输出；软件无法有效控制电动阀动作。

2) 原系统设计通讯方式为采用光路由器与光交换机通过光纤传输信号，工作面泵站处通过工控电脑远程接收系统状况，再通过软件手动或自动发出指令控制远程配液站配送液。同时，软件操作与配置过于复杂，工作面推进一段距离后光纤回收需要专业设备熔接做头,使之日常维护复杂。

图2 控制系统

3 自动配液系统改进方案

1) 增加一个控制器。将电动球阀和泵站的控制器移动至配液站，通过增加一个控制器专门解决自动进水的问题。由于控制器输出的是电信号，通过设定一定的延时时间控制电动阀，要进行电动阀的开启与关闭需增加3个继电器进行接口转换，转换线路需要自行设计，而且这种延时控制方式的可靠性不高。为提高电动球阀的可靠性，改造线路如图3所示。

2) 简化系统设计。从液箱控制器A1接口加接口转换电路，传送电信号到配液站控制器的C2接口就可达到远程控制目的；同时，连接现有通讯光缆内的抗拉钢丝与屏蔽网作为导线实现信号传输，可节约光纤1 300 m[4-5]。

4 改造设备效果检验

1) 实现了自动配液(供液)系统的自动化。

(1) 乳化油箱中浓缩液液位低时，自动抽取浓缩液到乳化油箱中，抽至指定液位后自动停止。

(2) 水箱中净化水位低时，自动开始制水，水位到达指定水位后自动停止制水。

(3) 乳化液箱中乳化液液位低时，自动配液，液位到达指定位置后自动停止配液。

(4) 设备车处的乳化液箱中乳化液液位低时，自动供液，液位到达指定位置后自动停止供液。

2) 经过改进，系统可以连续稳定自动运行，配液站每天只需检修班进行必要的滤芯清洗和更换，以及加注乳化油，其他班次可以无人值守，实现自动配液(供液)完全自动化，减缓了采煤队组的人员紧张程度。

3) 本综采工作面通过自动配液(供液)系统自动化改造，每天节省4人次，每人每年平均工资7万元计算，共节省28万元。若推广至全矿，则每年节省84万元。节约铺设光纤电缆线1 300 m，共计节约成本21 000元。

5 结论

随着煤炭安全生产要求越来越高，煤炭市场的严峻现状要求企业降低成本、提高经济效益。简化系统设计、减少操作人员的数量、降低作业人员劳动强度已成为实现其目标的重要措施，而现场施工队组依靠现有设备的革新改造及意见反馈，也是提高设备效益的重要途径。