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煤矿机电运输系统技术创新与应用闫宁柯

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：闫宁柯

[导读] 摘要:机电运输在煤矿企业的发展进程中，起到的是举足轻重的重要作用，几乎涉及到煤矿企业的整个作业环节，对企业生产效率的提高有着积极的促进作用，为促使机电运输系统向更完善的领域发展，从而达到更为安全、快速、高效的目标，以机电运输系统工作为主线的科技创新，是生产过程中势在必行的需要开展的一项研发行动。

        (平宝公司河南许昌 461000)
        摘要:机电运输在煤矿企业的发展进程中，起到的是举足轻重的重要作用，几乎涉及到煤矿企业的整个作业环节，对企业生产效率的提高有着积极的促进作用，为促使机电运输系统向更完善的领域发展，从而达到更为安全、快速、高效的目标，以机电运输系统工作为主线的科技创新，是生产过程中势在必行的需要开展的一项研发行动。
        关键词:机电运输技术创新应用
        一、机电运输系统介绍
        煤矿机电设备主要有开采设备、掘进设备、供电设备、运输设备、通风设备等，机电运输设备作为贯穿生产环节的重要组成部分，其运输问题占事故总数的20%～30%，比如：2019年2月，内蒙古银漫矿业运输车造成的重大运输安全事故。矿井的采区运输、地面运输、提升运输、主巷运输都涉及到了机电运输系统的运行。煤矿轨道运输主要包括大巷运输的电机车、斜巷运输的运煤皮带、运送物料的调度绞车、立井的提升绞车等。矿井机电运输格局中，主井提升系统、供电排水系统、通风机、压风机、主运皮带、架空乘人装置和辅助运输已经全部形成自动化，大大提高了生产效率，减少了岗位数量，部分岗点甚至实现了无人值守，改变了职工“枯燥无味”的工作环境，保证了矿井生产的安全、高效[1]。
        二、煤矿机电运输系统技术创新与应用
        1.引进变频及全数字控制技术
        以提升机为例，由于提升机安全高效节能运行是机电运输的发展主流方向，针对原提升机的一些缺点，如电阻式控制耗能高、控制操作繁琐、调速性能差、故障频率高等，就此进行全面升级改造，将原控制电路改造为以矢量控制技术为核心的变频调速系统，新增加PLC电控系统控制变频装置，运行效果良好，完成了提升信号PLC智能化改造，信号系统运行稳定。为提升主井高效创造有利保障，煤矿新型绞车，淘汰原绞车串起动电阻的投入，减少电阻降压损耗，节约设备电能损耗，从而达到运行安全可靠，设备操控简单、通用效果好的目标。转换为交直交高压交流变频调速控制系统，使用智能型电机，采用恒转矩控制，调速精度高、范围宽，平滑稳定性好，投入设备较少，设备事故率低，维护费用低，使用安全，启动时对电网的压降很小，无污染，功率因数高、能量回馈100%。变频控制系统的静态恒转矩启动很平稳，输出转矩大，调速精度高，动态响应快等优点，网络化使提升机实现运行自动控制及诊断，无人值守既可自动完成加速、等速、减速操作，达到全程自动化控制。
        2.自主研发移动监控系统
        随着矿井自动化技术不断推广和发展，为达到对生产输运过程和设备安全可控、可视的目的，在煤矿井下各个系统几乎均已配备摄像头监控。但是井下环境十分复杂、区域受限、而且受到传统摄像头直线成像在实际应用时灵活性极低等诸多因素的制约，导致对设备的全方位监控无法实现。于是，为达到充分发挥出监控系统的作用，自主研制开发一套适合于井下复杂条件的多角度可移动式视频监控系统，实现对现场设备，以及生产输运情况的多方位监测;改变传统摄像头一对一监控的旧有模式，使摄像头监控点的投入数量极大的减少，不仅降低投入的成本，并且由原先的日历化检修逐渐转变为状态检修，取代了现场巡检员。改进后的监控措施，为煤矿井下设备安全运行，高效的保证生产安全，提供了有利的监测手段，且适时的实现了节能减排。

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        3.引入全数字车载移动式应急抢修设施
        针对千米深井运行中存在的安全隐患，可引进全数字车载移动式应急抢修先进设备，可以最大80Km/h的速度驶往目的地实现人员应急救援、灾防演习及井筒检查、维护等，由计算机系统控制的全数字救援绞车为载体，传感器齐全，保护力度完善可靠，可实现快速救援;由于其提升钢丝绳长1300米左右，可处于最深1200多米的井深，由电力或柴油驱动，最大提升速度1m/s，最多可载10人。绞车采用双通道通信模式，通信方便、可靠，司机可通过一根置于提升钢丝绳内的通信电缆与罐笼内人员通信，内置于救援罐笼内的防爆电池提供电源，能够保证通信装置的正常通信，在紧急应急时，通过救援罐笼内壁上的自发电式电话可以紧急通话。改进后的提升切换十分方便，安全可靠，环境适应能力和持续救援能力强大，极大提高矿井安全救援可靠性。
        4.加快矿井自动化、信息化建设
        煤矿机电专业不断完善主运系统自动化控制，同时致力于拓展采煤区运输系统自动化，实现综采、综掘工作面、顺槽、固定胶带机等的保护、远程控制、沿线通话、中文显示、语音报警、故障检测及顺、逆煤流控制等功能。为减少运输环节过多容易出问题的情况，提高运行的安全可靠性，在主运输集中及采煤区皮带巷实现集控中心一键开机，能实时监控井下每条皮带的运行状态，解决系统用人多的问题，提高矿井自动化控制水平和生产效率，经改造后可自动控制主输送带系统和煤清洗选系统。实现整个系统顺煤流运行降低皮带机空转时间，而运输系统设备逆煤流开机控制，可实时监测运输机运行状态、各岗位无线联络。采煤区运输系统实现全面自动化集中控制，避免人工操作的分散无序和局限性，实现了运行可靠性高、使用寿命长、免维护，同时可减少采煤区运输系统岗位，避免浪费，优化人力资源，实现岗位工向巡检或设备保养工的跨越。
        三、机电运输新科技应用现状及创新
        目前，机电运输专业科技创新已取得长足发展，依托安全第一、预防为主、综合治理的方针，实施“科技兴企”和“科技兴安”的战略，围绕机电安全、科技创新、装备升级和治亏创效大力推广新技术，不断增强机电运输专业自主创新能力，大力推进机电技术创新体系建设，以质量标准化建设为总纲、安全评价为指导、重点工作安排为引导，以技术创新和自动化建设为主要方向，强化技术管控达到管理持续改进，系统改造使装备不断升级。同时，机电运输从根本上改变传统管理模式和设备运行方式，采掘运输机械与机电装备、企业自动化与数字化信息化快速发展，有效提高设备安全性和运行的经济性。为保证跨区域发展及技术更新要求，机运人员创新管理思路，优化配置、高效利用人才、技术、装备资源，分工细化，提升生产专业化管理水平，达到保安、提效、降本、减员的效果，实现安全、科学、经济开采的目标。
        完善矿车物流管理系统，创新运输机电管理模式。为提高矿车利用效率，杜绝所有闲置运输工具及车辆的存放，机电运输应专门针对各单位现有运行的状态调研与评价，建成矿车物流管理系统，实现矿井车辆的合理调度及井下物流的快速传递，解决车辆积压、运送错误及效率低下等问题，消除原始的纸张式办公，使矿井物流管理更加科学化、合理化，提高车辆运输效率和利用率、节约人力资源，同时，各单位物料运送情况可通过计算机随时跟踪查看，提高井下信息化管理水平，推动矿山运输技术装备升级改造，对保障矿井运输安全、高效生产起到很好的技术支持作用，推广矿井单轨吊机车辅助运输网络化的应用。
        结语
        机电运输安全影响重大，以科技创新保安全促生产，研究规范各类专用高效运输车辆，创建适合于各类老矿区的先进辅助运输新模式，推广应用单轨吊、无轨胶轮车等新技术，对采区运输系统进行实时巡检，并实时监测运输设备运行状态，有针对性的进行检查，形成矿区安全高效运行、节省成本、减轻工作强度的新矿模式。
        参考文献：
        ［1］朱磊．矿井机电运输系统技术创新案例研究［J］．中国新技术新产品，2013，16．
        ［2］陈思嘉．论矿山机电设备创新设计［J］．工业，2016，11(5):68．
        ［3］马健．复杂网络分析理论在矿井机电运输系统的应用［J］．山西焦煤科技，2014，B08:173－175．