摘要：由于存在传统的运输方式和运输装备，阻滞了我国煤矿井下作业的安全。为此，要针对这一问题和现象，建设煤矿井下输送带运输系统的自动化和智能化，减轻煤矿井下作业人员的工作强度，提升煤矿井下运输作业的安全和效率。本文分析了煤矿井下输送带运输系统的结构功能，提出了煤矿井下输送带运输系统自动化的运行过程。
关键词：煤矿井下；输送带；运输系统；自动化
当前我国大部分矿井的运输系统仍然相当落后．部分煤矿还在延用无极绳、小绞车等多段分散落后的传统运输方式，运输环节多，系统复杂，占用大量设备和人员。同时煤矿运输事故由于受制于技术和设备的先进程度的影响，事故率下降不够明显，且呈上升趋势，严重影响矿井生产效率和煤矿安全生产。
一、煤矿井下输送带运输系统的结构组成与特点
1、煤矿井下输送带运输系统的结构组成
井下通用的带式输送机通常由托辊、输送带、滚筒及驱动、张紧、清扫、制动、改向、卸载、装载、等基本装置所组成。输送带橡胶带对工作环境的要求比较高，常用的有橡胶带与塑料带两种，塑料带是聚氯乙烯制成的构件；托辊分单滚筒、双滚筒和多滚筒等，有槽形托辊、平形托辊、调心托辊等；滚筒分驱动滚筒和改向滚筒，驱动滚筒是传递动力的主要部件，又分单滚筒、双滚筒和多滚筒等；张紧装置作用是使输送带达到必要的张力。
2、煤矿井下输送带运输系统的特点
煤矿井下输送带运输系统主要存在以下优点：整个运行的过程非常安全，输送带不会出现跑车的情况，也不会出现掉道的情况，除此之外，输送带上设置有工作以及停车安全以及超速等安全制动体系。这种输送带对环境的适应性非常大，可以在多种大型矿井下工作。输送带的牵引力非常大，能够将重型物料搬运到目的地，也能够灵活地运输各种散装的运输物。输送带能够在坡度比较大的地方行驶，能够实现远距离目的地之间的货物运输，它的运行速度也非常快，能够满足大部分煤矿企业的运输需要，为煤矿企业节省大量人力物力以及时间。
二、煤矿井下输送带运输系统自动化设计
煤矿井下输送带运输系统的自动化设计，采用高可靠性的光纤传输方式，在井下设备和地面设备的构成之下，实时地显示煤矿井下输送带的运行状态。
1、视频系统的自动化设计。在煤矿井下输送带的运输系统之中，其视频系统可以方便工作人员查看运输流程的画面信息以及相关的一线生产信息，具体构件包括有: 视频矩阵、硬盘录像机、分割器、分配器等，在煤矿井下的实时信息可以通过视频信号的方式，由分配器传入硬盘录像机和视频矩阵之中，每一个液晶显示器都在不同的地址码下，实施连接并构成环网，形成的视频图像可以任由工作人员指定和观察。
2、控制系统的硬件配置
(1) PLC 硬件配置设计。依照煤矿井下输送带运输系统的要求，配置西门子PLC 下位机，由电源模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块等构成，这些多功能的模块组建形成以太网络，形成一种星形的架构。
(2) 触摸屏配置设计。它可以帮助工作人员直观、清晰地了解和观察煤矿井下输送带的运行状态，通过接口与PLC 相连，并在开关的控制下实现通信的切换和连通，并根据井下作业的现场不同状况，显示输送带运输系统的相关参数值。
(3) 通话和预警配置设计。在这个模块之中，可以接入工业环网或独立组网，在无线网络的延伸和拓展之下，成立煤矿井下无线基站，实现无线语音通讯和监测，更好地实现对煤矿井下作业的生产调度、应急救援、监控安全等。
3、系统软件设计
(1) PLC 软件设计。在这个PLC 软件系统的设计之中，的手工操作方式，实现对输送带和给煤机的启停控制。
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(2) 上位机软件设计。在这个软件设计的模块之中，主要包括有以下几个方面的内容: ①登录界面。运输系统的工作人员有其特定的操作权限和管理范畴，通过登录不同的界面，实现查阅和修改等操作管理; ②报表系统。这是对实时数据的采集、显示和统计系统; ③报警系统。对于煤矿井下作业现场设备的故障异常状态，该系统模块可以自动弹出报警画面并进行语音提示，使操作人员可以快速生成对策。
三、煤矿井下输送带运输系统的自动化过程
1、自动化控制系统。该KHP128-K 矿用带式输送机自动控制装置具有集中控制和单机控制方式，集中控制时具有连锁功能，即某1台停机时，向其供煤的带式输送机停机； 具有逆煤流延时顺序起车功能，延时时间为10s±5s。煤矿井下输送带运输系统作为集中控制不超过8 台。在进行手动控制的时候， 对开停传感器进行配接运作具有很大的灵活性。无论采用的是集中控制运作方式还是手动控制方式，煤矿井下输送带系统都能够对不同的控制方式启动相应的保护功能。例如，保障停车功能、起车延时功能、系统状态对位显示功能、故障锁动功能、故障语言警告功能、保障显示功能、语言警报功能以及全线联系对讲功能等。
2、自动化控制过程
（1）正常起车当多台监控仪联机并置于集控方式时，首台可以控制下一台延时起车，延时时间10s±5s，延时期间具有预警功能；同时全线的系统状态指示对各台监控仪的起停状态对位显示；
（2）正常停机当多台监控仪联机并置于集控方式时，首台停车，下1 台联锁停车，停车12s 延时。同时，故障停车那1 台向全线送出故障语音报警信号；全线的系统状态只是对各台的起停情况作对位显示。故障停车的监控仪处于故障自锁状态。只有在故障解除后，故障停车的输送带才可再接受起车信号重新起车；
（3）单台控制及保护功能KHP128-K 矿用带
式输送机自动控制装置位手动工作方式：即作为单台使用时，其起车和停车受本台面板上的起车和停车按钮控制，而不受上1 台的控制。同时，可集中控制下1 台的起车和停车。
3、自动化控制效果
（1）甲煤矿拥有省内冶金行业最长的斜坡道，全长4883 m，坡道呈10°倾角，担负着运输-60-410 m共8 个作业水平的人员、材料、煤矿运输。出入各类输送带达200 多条/d，造成井下交通堵塞，同向输送带得集体倒输送带才能使交通得到疏通。这个矿引入先进的煤矿井下输送带运输系统，在井下所有的错输送带硐室之间安装交通指示灯，为每个输送带安装的定位卡进行感应，动态追踪指示输送带就近进入错输送带硐室避让，有效地解决了经常出现的输送带拥堵情况。此外，定位卡还具备输送带信息识别、输送带故障报警、运行轨迹查询等功能。
（2）乙煤矿井下地质条件复杂多变，运输环节相对复杂，安全压力较大。从今年初开始，该矿实施输送带系统自动化控制安装工程，安设了输送带自动化控制分站，在每部带式输送机头安装了摄像头和本安型工业控制计算机，依托矿井工业环网和自动化平台，实现了井下输送带运输的远程集中控制和管理。输送带运输系统在运行时如出现跑偏、超温、打滑、堆煤等故障时，地面控制中心电脑屏幕上都能及时准确地显示故障发生的时间、部位、故障原因和故障点，极大地缩短了输送带故障处理的时间，提高了运行效率，实现了减员增效，降低了工人的劳动强度， 消除了人工岗点化操作的不安全因素，确保了安全生产。
总之，煤矿井下输送带运输系统是非常重要的系统装置之一，我们要重视并采用先进的运输系统设计技术，采用PLC 集控技术，实现对煤矿井下运输的精准控制，要在自动化系统的各功能模块之中，实时采集、分析和监控运行参数，确保运输效能的提升。
参考文献：
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［2］王晓超，李兴山． 煤矿井下安全管理信息系统的研究与设计［J］.煤炭技术，2013，(06) ．
［3］单超． 浅谈煤矿井下辅助运输的现状及发展趋势［J］.科技与企业，2013，( 09) ．
论文作者:赵云
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/7/6
标签：输送带论文; 井下论文; 煤矿论文; 系统论文; 滚筒论文; 故障论文; 作业论文; 《电力设备》2018年第2期论文;