引言：长城三矿的原煤系统运输系统主要由井下原煤运输系统、主井提升系统和地面原煤运输系统三部分组成。前期该矿按照矿井建设规划，已经建成了综合自动化平台、全自动提升及装卸载系统、地面原煤运输集控系统，并将井下原煤运输系统的1905S顺槽皮带机、反上山皮带机和南翼胶带大巷皮带机接入了综合自动化平台。为进一步提升自动化水平，在完成对井下原煤运输集控系统区域集控的基础上，进一步将主井提升系统和地面原煤运输系统纳入控制范围，形成从工作面至地面原煤仓的全煤流中央控制系统。
1原煤运输系统状况
我矿的采区原煤系统运输系统主要由1905S工作面刮板运输机、转载机、破碎机、顺槽皮带机、反上山皮带机、采区仓顶破碎机、采区仓底给煤机、南翼胶带大巷皮带机、主井仓顶配仓皮带机等原煤输送设备组成。
提升系统主要主井煤仓底给煤机、装载皮带机、装载装置、提升机、卸载装置等设备组成。
地面运输机筛分系统主要有主井至筛分车间皮带机、振动筛、刮板机、破碎机、筛分至地面原煤仓皮带机、地面原煤仓顶配仓刮板机等设备组成。
1.1 现行设备控制方式
（1）采煤机采用遥控方式，司机跟机操作。
（2）刮板运输机、转载机、破碎机等三机采用天津华宁KTC101语音与控制一体装置集中操作启停。
（3）顺槽皮带机控制由上海能运PLC系统作为主控，控制皮带机电机、CST启动器、涨紧装置等设备，皮带保护、急停及语音广播由天津华宁KC101语音与控制一体装置。两控制器之间采用硬接线方式进行信号连接。
（4）反上山皮带机由天津华宁语音与控制一体装置作为主控，控制皮带机、破碎机的启停，液粘装置由配套的PLC控制，两控制器之间信号采用硬接线方式进行信号连接。
1.2 存在的主要问题
（1）井下原煤运输系统集中控制范围小，目前只对井下原煤运输系统的1905S顺槽皮带机、反上山皮带机和南翼胶带大巷皮带机三部皮带机进行了远程集中控制，1905S工作面的煤机、刮板运输机、刮板转载机、采区煤仓底给煤机没有纳入远程集中控制，自动化水平较低，潜在的人员安全成本较高。
（2）井下主煤流系统皮带机不能根据负荷情况进行速度调整
井下主煤流系统长期处于半载或轻载运行状态， 一方面能耗损失较大，另一方面，设备的无功效磨损严重。
（3）井下主煤流系统空载运行时间较长
采用传统逆煤流启动方式，主煤流系统各设备在启动过程中存在较长时间的空载运行状态，这部分造成的电能损耗浪费，同时造成设备的磨损。
2.实现方式
总体思路以我矿建成的综合自动化平台为框架，接入以上各系统，在监控中心统一远程监控。操作人员根据煤仓的仓位情况，远程集中调度各皮带机的开停，监视各设备的运行状况，并对系统出现的问题和故障，实时指挥现场维护人员进行处理。
2.1整合设备接入
利用现有条件，采用不同方式对运输线设备接入工业网和综合自动化平台。
（1）采煤机
在采煤增加配套的控制和数据采集模块，采用光纤将数据计入矿井下工业环网交换机，实现采煤机的控制和运行参数的监测。
（2）工作面刮板、破碎机、转载机
利用天津华宁KC101语音与控制一体装置的485接口通过网关接入矿井下工业环网交换机，实现远程控制及数据监测。
（3）顺槽皮带机
通过PLC主控系统的以太网口直接接入矿井下工业环网交换机，实现远程控制及数据监测。
（4）反上山皮带机
利用天津华宁KC101语音与控制一体装置的485接口通过网关接入矿井下工业环网交换机，实现远程控制及数据监测。
（5）仓底给煤机
通过集团信息中心开发的控制器对给煤机和闸板阀电液推杆进行控制，并接入工业网和自动化平台，实现远程控制及数据监测。
（6）南翼胶带大巷皮带机
通过PLC主控系统的以太网口直接接入矿井下工业环网交换机，实现远程控制及数据监测。
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（7）主井煤仓顶配仓皮带机
利用天津华宁KC101语音与控制一体装置的485接口通过网关接入矿井下工业环网交换机，实现远程控制及数据监测。
2.2完善通信系统
（1）在每套天津华宁KC101语音与控制一体装置各增加1套网络接口卡，接入矿工业环网交换机，实现天津华宁KC101语音系统之间的互通，以及中央控制室与井下原煤运输线的语音对讲。
（2）利用现有的漏泄通信系统，接入工业环网，并增加漏泄电缆，覆盖原煤运输线，实现中央控制室与井下现场维护人员的对讲。
2.3优化监控平台
对综合自动化系统平台原煤运输系统进行开发组态，将原煤运输系统的设备工况和参数全部整合到一个页面，实现人机交互，操作人员根据界面进行操作和监视。实现各设备之间的连锁、闭锁控制。
2.4完善视频系统
在装煤点、落煤点、转载点、驱动部和机尾涨紧装置安装摄像仪，实施将设备运行情况传到地面，并将工业电视整合到自动化平台，实现可视化操作。
2.5完善监测装置
（1）完善皮带机常规保护装置，上全拉线急停开关、速度、跑偏、烟雾、温度、撕裂、堆煤、洒水保护装置。
（2）在采区煤仓增加料位计，操作员根据仓位情况，调度井下运输设备的开停。
2.6 改造工作
由于该项目实施前，原煤运输设备已全部安装完成，部分设备不符合远程集中控制系统的条件，我们在实施过程对不符合的工艺设备进行了诸多改造。
(1) 对原有的液压装置进行改造。由于地面原煤储装运系统各类闸板阀均采用就地手动控制，无法实现远控，我们对液压系统进行了改造，将手动阀改成电磁阀，油缸两端加装限位器，具备了集控条件。
(2) 对原有的PLC系统程序进行修改和完善。主井装卸载PLC控制器、南翼胶带和顺槽皮带机控制系统原有PLC没有预留远控接口，不能接入系统平台。经多方联系厂家无果，自行对PLC程序进行修改，自行增补远程接口程序。
（3）对南翼胶带给煤机进行电控改造。给煤机原采用机旁手动开停，不具备远控条件，我们增加了控制器，通过网络接口接入工业环网。
（4）完善了监测装置。在主井底2#煤仓和采区矸石仓安装了料位计，完善了数据监测，为远程集中操作提供了条件。
（5）完善了采区原煤设备的连锁控制功能，通过各控制器的输入输出接点，采用电缆连接，实现了设备的工艺连锁，提高了系统的可靠性。
（6）完善了视频监控，在工作面下端头、各皮带机机头、给煤机转载点全部安装了摄像机，共安装摄像机11台，为远程监控提供了监视基础。
（7）将华宁控制器基础上通过耦合器进行连接，实现了采区运输线全线对讲，并通过光端设备将语音信号接入集控室，实现了井上下语音对讲，和原有固定广播相结合，为集控操作提供了通信基础。
2.7系统组态
采用美国标志公司能 GENESIS64作为数据集成平台的应用开发工具，进行上位机监控界面、数据采集、逻辑控制、智能分析等功能进行组态开发，将地面原煤储装运生产系统集中控制系统、主井提升及装卸载集中控制系统和井下原煤运输集中控制系统等三个系统的工艺流程画面集成到一个画面。
3.结语
系统已与2017年6月份建成，通过近一年的运行，运行状态良好，达到了目的。收到良好的效果
（1）增强了矿井安全性
系统实现了矿井主要动力系统的数字化控制，并具有无人值守的远程实时监控功能，顺应了矿井“无人则安、少人则安”、“自动”的安全理念，大大提高了系统运行的可靠性和煤矿生产的安全性。
（2）降低了设备事故率和影响
全煤流集控系统通过完善的监测报警装置，自动对运输线设备进行停车处理，减少了设备事故的发生。通过智能控制装置，自动调整设备的运行速度，减少设备的磨损，因而减少事故的影响。
（3）减人提效，提高企业效益
该系统建成后减少岗位13个，减少岗位人员52人。
（4）提高企业管理水平
利用全煤流集控系统，地面监控中心可以及时了解掌握井上下原煤运输系统各环节的环境监测数据，可以图文并茂的展示全煤流生产线的安全生产状态，可以智能地对整条生产下进行控制，提高了调度指挥能力。
论文作者:史华伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/22
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