矿用带式输送机作业中安全隐患预警系统的设计与应用

李 雯

（晋能控股煤业集团有限公司晋华宫矿， 山西 大同 037016）

引言

煤矿开采设备的应用，影响了煤矿开采的安全性和工作效率，作为其重要设备之一带式输送机，其在输送效率和运输量方面都具有很大的优势，在煤矿生产中被广泛使用。但随之而来的是其安全性问题，对于其安全隐患处理发现的不及时，以及其使用作业时，受到外界环境、载荷的影响等，对设备产生一定的不良影响，导致其电机受损、皮带断裂等故障发生，从而影响安全作业。对此，为了不断提高和改善其安全作业问题，积极进行研究，开展了一套安全隐患预警系统的设计和应用。

1 带式输送机使用中存在的问题分析

通过对各大煤矿中带式输送机事故的数据分析统计，发现带式输送机在应用中出现的故障有：电机烧坏、打滑跑偏、皮带断裂、和人员操作不当等问题。其中电机烧坏主要是电机长时间处于超负荷工作状态，引起发热，煤矿下粉尘煤灰的覆盖影响电机的散热功能，某一电机部件的故障，最终导致电机烧坏；皮带打滑跑偏是由于煤炭运输过重，皮带速度减慢打滑，皮带长时间作业，就会发生偏移，产生跑偏现象；而皮带长时间的负重、磨损，带边会产生断裂等情况；造成事故的发生。针对带式输送机在使用过程存在的这些问题，因此，需要在设计方面不断优化改进，降低事故发生概率[1-2]。

2 带式输送机安全隐患预警系统设计

带式输送机的设计思路是基于输送机常见故障展开，具有很强的针对性，系统主要分为浏览器层和服务器层，其系统中的PC 移动端、监控技端、PC端、井下工作人员PC 端等，主要负责数据采集、显示和监控；服务器层是整个预警系统的关键，利用采集的数据，通过一定的算法，对输送机进行中存在的打滑、跑偏、断裂、电机等问题进行判断，当情况超出之前预定的阈值，其系统的终端就会出现提示和预警信息，避免了带式输送机在作业过程中的安全故障问题。

安全隐患预警系统的总体方案如图1 所示。

图1 安全隐患预警系统的总体方案

3 预警系统中模块的设计介绍

3.1 系统主界面的设计

对于系统主界面的设计，尽量体现清晰、明确、全面的设计理念，方便生产生活的需要。系统主页面涵盖了功能菜单，而且能显示带式输送机的作业现场，预警处理，评价和隐患发生概率，非常全面和具体的呈现作业情况；另外工作人员要想理解全方位了解其运作的基本信息，可以通过菜单栏来进行操作，进入相应的用户管理、用户管理、安全隐患预警、安全评价等子菜单区域；当工作人员要了解其安全评价等级时，系统通过各种图形的方式来清晰具体的呈现每个月带式输送机的安全可靠度、隐患发生区和故障类型的频次和概率对比。通过系统主页这些信息的了解，就可以对带式输送机的作业情况，使用问题做一个全面的判断和预知。

3.2 预警及处理模块的设计

预警和处理模块的设计，就如同人的大脑，对搜集来的带式输送机使用信息进行一个判断和反馈。当带式输送机皮带在使用过程中有打滑、跑偏等问题，安装在带式传送机上的速度传感器等各个设备对其运作情况进行一个实时的检测，如果检测的数据与预先设定的正常使用数据发生偏差时，此模块设计就发挥作用，根据数据库进行比对、判断，找出故障问题，并且提出相应的措施，通过显示和声音预警等方式给出反馈，根据预警系统的反馈内容，工作人员由此进行相应的操作。

图2 预警系统主界面效果图

预警及处理模块的流程图如图3 所示。

图3 系统预警及处理流程图

3.3 历史预警信息模块的设计

历史预警信息模块的设置，是为了对带式输送机的使用情况有一个更好的追踪和记录，这些故障类型和故障处理信息的记录和保存，能够方便使用者的查询，具体到时间，以及故障发生的类型，故障出现的征兆，方便提前预知，确定发生故障的地点，了解故障的处理方式和结果等等。在数据的呈现方式上，简单清晰，根据提示点击相应的按钮，就可以获取相关的使用信息和历史记录，以及可以用来确认处理结果，确保带式输送机的安全使用。

4 预警系统的运行测试

为了测试带式输送机安全隐患预警系统的运行效率和使用体验，对此利用矿用带式输送机进行运行测试，主要考察其信息的采集、故障类型的判定显示、处理结果的反馈以及故障预警的提醒等带式输送机应用的方方面面。经过长达半年的测试使用，获得了一定的收获体验，发现该系统在使用过程中，信息采集全面，故障类型判断精准，故障处理情况得到，关于故障预警提示及时快捷，使用效果较好。通过大家的使用反馈，发现使用该预警系统，能够减少带式输送带的使用事故，在预警的提示下，故障能够得到及时的解决，方便快捷，同时又减少人力物力的损耗，具有很好的使用效果[3]。