（国家能源集团神东煤炭集团柳塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯市 017209）
摘要：文章介绍煤矿井下小皮带自动化控制环网的研究和应用背景，介绍此自动化控制环网集中控制系统的组成和技术解决方案，研究其在煤矿生产中实际应用方案和实现的效果，供同行参考。
关键词：煤矿井下胶带输送机；远程集中控制系统；自动化控制环网
1引言
煤炭是一种重要的矿石资源，在科学技术与社会经济不断发展的今天，我国矿石资源日趋枯竭，但人们对煤炭资源的应用范围却在不断扩大、需求量也在不断增加，资源供需矛盾日益加剧，这样的背景下，加强对煤矿开发技术的研究，实现煤矿的高效开发与应用，具有非常重要的现实价值与长远意义。胶带输送机是煤矿井下主要的运输工具，是煤矿生活中起到减员提效和快速运输等重要作用的设备。但是传统的胶带输送机控制方式具有较低的运行效率，且容易造成人力的浪费情况。因此随着对其进行综合保护和集中控制的研究，其控制方式也逐渐向利用数字系统的多台控制方式转变，并向信息化、智能化和自动化方向发展。
2井下胶带输送机概况
在煤矿井下掘进过程中，会随着掘进的不断延伸增设多部皮带，在生产中需要人员开皮带，传统开皮带是一人开一台皮带，这就出现了人力的浪费，为了节约人力，提高效率，实行电脑集中控制开皮带，这样一人就可以操作。但是，这样开皮带的人位置就固定了，不灵活。而且，一旦电脑故障了，就会出现通讯系统的瘫痪，不能实现集中控制启动停止皮带，还得回归传统，效益性差。而采用环网控制就是在第一部皮带头和最后一部皮带尾分别安设一台电脑，他们之间建立通讯，实现不增加光缆数量和用一台光电转换交换机的基础上实现两台电脑的功能同步性。增强了人员位置的活动性，而且，在一台电脑故障后，另一台电脑可以马上投入使用，提高了效率，节约了人力物力，经济效果显著。
3井下胶带输送机远程集中控制系统的组成
3.1煤矿井下小皮带自动化控制环网组成
远程集中控制系统，主要包括集中控制、图像监视两大部分，在集中控制方面，设置有井上控制中心、井下控制中心。第一，在井上部分设置一个监控站，以便于集中监控远程集中控制系统的运行状况；同时，其也可以被当作自动化控制工作站，其在与综合信息网实现连接之后，就可以共享信息；此外，还可以被当作是井下运输控制系统的主站，来对井下运输系统进行有效的监控；在监控站之中，通常情况下设置2台计算机，来进行工业控制，也就是主计算机和备用计算机，从而在计算机显示器上显示各胶带的运行情况以及动态模拟显示。第二，应用本安型工业控制计算机，驱动主井胶带，同时配置矿用多功能控制驱动器、传感器、信号装置，来有效监控相关设备，使用传输接口模块实现矿用多功能控制驱动器与地面之间的连接，便可以实现井下胶带输送机远程自动化集中控制系统。第三，每条井下胶带输送机上，每隔100m设置一台矿用通信信号装置，以便于使其同时具备启动预警、语音广播、打点联络、声光报警等功能。第四，根据相关规定及用户的实际要求，选择合适的传感保护器，便可以使控制系统具备各种保护功能以及信息检测功能。
3.2煤矿井下小皮带自动化控制环网技术解决方案
在第一部皮带头安设一台电脑和一台光电转换交换机，他们是固定位置的，不随掘进的推进而移动；根据需铺设皮带的总数确定光缆的芯数，选择相因的光缆铺设，通过光电转换模块建立皮带控制器和电脑的通讯，控制器通过光电转换模块把电信号转化为稳定的，可以长距离传递信号的光信号，给到交换机里，交换机再将光信号转换为电信号给到电脑，通过电脑控制皮带，和实现实时监控；随着掘进的推进，会铺设多部皮带，每条皮带都和电脑建立联系；在最后一部皮带的皮带尾再安装一台电脑，随着掘进的推进移动，通过铺设的光缆，选取一对作为两台电脑的通讯联系，由电脑到交换机到光电转换模块，再到电脑，实现通讯的建立和功能的同步性，可同时起作用，如图3.1所示。最后给电脑信号的光电转换模块安放在废弃的超温洒水电池箱内，使用电池箱的防爆性，保证井下的安全性。
4井下胶带输送机远程集中控制系统的应用
4.1煤矿井下小皮带自动化控制环网的优点
传统开皮带浪费人力，采用集中控制会大大节约人力，提高工作效率，到位置固定，不灵活，出现故障时若不能及时解决，会影响生产，经济效益性差，而采用环网控制皮带，可在不增加光缆数量和交换机就可解决集中控制中存在的问题，灵活度增加，一台电脑出现问题，可马上换另一台电脑投入运行，而且，在使用过程中两台电脑可同时对皮带的运行进行监控。
4.2井下小皮带自动化控制环网施工方案
在第一部皮带头安设一台电脑和一台光电转换交换机，他们是固定位置的，不随掘进的推进而移动；根据需铺设皮带的总数确定光缆的芯数，选择相因的光缆铺设，通过光电转换模块建立皮带控制器和电脑的通讯，控制器通过光电转换模块把电信号转化为稳定的，可以长距离传递信号的光信号，给到交换机里，交换机再将光信号转换为电信号给到电脑，通过电脑控制皮带，和实现实时监控；随着掘进的推进，会铺设多部皮带，每条皮带都和电脑建立联系；在最后一部皮带的皮带尾再安装一台电脑，随着掘进的推进移动，通过铺设的光缆，选取一对作为两台电脑的通讯联系，由电脑到交换机到光电转换模块，再到电脑，实现通讯的建立和功能的同步性，可同时起作用；最后给电脑信号的光电转换模块安放在废弃的超温洒水电池箱内，使用电池箱的防爆性，保证井下的安全性。
4.3井下小皮带自动化控制环网应用效果
井下小皮带自动化控制环网的应用效果主要体现在以下几个方面：一是此系统的计算机显示屏上可以对系统工作情况、参数以及主要保护情况进行显示，还可以通过显示屏一目了然的掌握到每一条胶带输送机的每次开停时间、工作状态和胶带运行时间、运行速度等信息以及各保护传感器的状态。二是井下巡检人员可以与胶带沿线人员进行随时电话沟通，便于检修人员与外界进行联系，而且在遇到问题时能够及时通知相关人员进行处理。三是此系统的应用可以对井下胶带输送机实现可视化与语音三位一体的自动化控制，以及井下与井上地面的自动化集中控制。四是此系统的应用可以实现井下胶带输送机功能的多元化，使其具备对系统电压、煤仓与煤位的显示功能，还可以实现急停、跑偏保护、烟雾保护、堆煤保护、低速打滑保护以及超温洒水保护等保护功能，并在超出整定值时进行启停前的语音报警以及故障报警等。五是此系统可以根据煤流来对井下的胶带输送机进行自动启停控制，其操作和控制方式也具有多元化的特点；六是在井上的控制中心只需对计算机中的相关软件进行控制就可以实现对整个系统进行跟踪和事故处理，还可以进行生产管理，并进行运转日志报表的打印工作等。七是井下胶带输送机远程集中控制系统具有报警功能，包括每次启动、停车前的语音报警以及故障的语音报警、超限语音报警等。
5结语
在煤矿井下掘进中，井下胶带输送机是我国煤矿井下开采过程中的主要运输设备，其在煤矿开发过程中的有效应用，有利于实现快速运输、确保安全运行，并可以促进减人增效的实现。为了提高井下胶带输送机的控制效率，并提高传统集中控制系统的可靠性，本文提出一种井下胶带输送机自动化控制环网的方式，此方式不仅能够大大节省人力、提高工作效率，而且提高集中控制系统的灵活度，提高对控制系统进行保护的可靠性。
参考文献：
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[2] 王小龙，李凯.胶带输送机集控系统在矿井中的应用研究[J].中国科技博览，2015（23）：223-223.
[3] 王明.煤矿井下胶带运输机自动化控制系统浅谈[J].内蒙古煤炭经济，2015（11）：10-10.
论文作者:董博
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/4
标签：井下论文; 皮带论文; 胶带论文; 输送机论文; 煤矿论文; 控制系统论文; 集中控制论文; 《电力设备》2018年第2期论文;