郭麗

摘要：煤礦井下帶式輸送機從驅(qū)動、運行到井下故障檢測和檢修，都需要實時實地監(jiān)測，以保障系統(tǒng)的順利運行。煤礦井下帶式輸送機本身就作為一種重要設(shè)備，實現(xiàn)煤礦運送貨物的便捷化通道。該文針對傳統(tǒng)煤礦井下輸送機的弊端，提出了應(yīng)用智能化控制技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備集約型、安全性、便捷性等價值優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：智能控制；煤礦；帶式輸送機；應(yīng)用價值

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）10-2351-02

Abstract： Coal mine belt conveyor from the drive， run to the underground fault detection and repair， we need real-time on-site monitoring to ensure the smooth running of the system. Coal mine belt conveyor itself as an important equipment to achieve coal transporting goods facilitation channels. In this paper， the traditional disadvantages of coal mine conveyor proposed application of intelligent control technology， equipment intensive， safety， convenience and other value advantage.

Key words： intelligent control；colliery；belt conveyor；application value

隨著我國煤炭事業(yè)的快速發(fā)展，煤礦井下帶式輸送機運行系統(tǒng)也在朝著自動化、智能化方向前進(jìn)。我國礦業(yè)的機械化、現(xiàn)代化中，運用智能技術(shù)為煤礦輸送開道護(hù)航，將極大程度的為煤礦井下安全生產(chǎn)提供便利。煤礦井下帶式輸送機，是以輸送帶為牽引線來承載構(gòu)件，最終實現(xiàn)連續(xù)輸送的設(shè)備，它是煤礦作業(yè)領(lǐng)域的重要設(shè)備組件。智能控制系統(tǒng)作為完備的系統(tǒng)，是整個設(shè)備組件配件間運作的紐帶。智能控制系統(tǒng)的集中、智能化作用，是一項高端且應(yīng)用持久的工具，其在井下識別技術(shù)以及智能化感知和管理功效在實際的煤礦作業(yè)中日益顯示其價值。

1 煤礦帶式輸送機概論

煤礦井下帶式輸送機線路長、運量大，一般為工作機組中的雙滾筒多電動機驅(qū)動方式來實現(xiàn)其牽引過程，盡管從設(shè)計之初到現(xiàn)代的運行環(huán)境中，由于復(fù)雜的地下環(huán)境，使得設(shè)備在輸送中應(yīng)用與實際預(yù)期相偏離。其工作原理與復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境密切相連，都需要對機械傳輸設(shè)備的安全性和可靠性詳細(xì)考慮，方便對其工作原理實施相應(yīng)的研究。

帶式輸送機的傳感器功能，能夠詳細(xì)的驗出輸送機帶呈現(xiàn)的狀態(tài)，再經(jīng)由信息處理器輸送到控制機內(nèi)部，控制機的編程和輸入指令，控制設(shè)備的各種運行狀態(tài)。帶式輸送機還以開關(guān)好頻率的測量來對各種信號實施處理。開入口的控制系統(tǒng)以堆礦信號和溫度傳感器實施節(jié)點通斷信號。對于特定的傳感器頻入口，以交代速度和電機流量實現(xiàn)控制機的頻率量輸入時，一般通過接入轉(zhuǎn)換裝置來實現(xiàn)和控制機的連接。

輸送機內(nèi)部對速度信號的檢測，主要是針對輸出峰值在1V以上的正弦波頻率信號，以繼電器板對放大、濾波、倍頻處理后輸出到頻入口的信號實施檢測。為防止線路偏頗，對拉線開關(guān)的測量，電路的連接也要以控制機根據(jù)頻率來判別動作開關(guān)的位置。帶式輸送機通過控制機對外部實施控制，通過節(jié)點通斷來實現(xiàn)對磁力起動器的控制。輸送帶是整個礦機控制系統(tǒng)的主戰(zhàn)場，對礦機的控制，也是通過安裝節(jié)點信號的電流信號，實施控制電流控制。以經(jīng)濟、可靠、維修方便為出發(fā)點，對煤礦帶式輸送機的運輸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計研究。

2 現(xiàn)有的煤礦帶式輸送機運輸系統(tǒng)概況及問題

2.1 煤礦輸送機運輸系統(tǒng)概況和設(shè)計參數(shù)

帶式傳送機是構(gòu)成煤礦系統(tǒng)中主要的工具之一，也是媒體那安全生產(chǎn)和技術(shù)革新中最主要和關(guān)鍵性工作，不但對礦井作業(yè)產(chǎn)生影響，同時也是直接制約礦井產(chǎn)量的動能。煤礦帶式輸送機以手動急停拉線開關(guān)來實現(xiàn)系統(tǒng)的運作，這種傳統(tǒng)的人工手動操作運行方式，無法滿足煤礦企業(yè)大規(guī)模集約化、現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。有傳統(tǒng)信號燈打點方式控制系統(tǒng)，使得煤炭輸送能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到需求，長距離的運輸線路，使得開關(guān)機控制以及對煤量的信息掌握不夠全面，對于設(shè)備和電力的浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。傳送機的獨立運行，沒有形成規(guī)模效益，市場出現(xiàn)煤礦系統(tǒng)運作問題。

目前煤礦井下帶式輸送機控制系統(tǒng)中，以開環(huán)控制策略為主實施的控制，在性能指標(biāo)和精度要求上，警報系統(tǒng)和總線控制系統(tǒng)都極大的而提高了整個輸送機系統(tǒng)的可靠性和安全性。為了滿足系統(tǒng)驅(qū)動的單元之和，符合總功率的相關(guān)要求，將煤礦井下帶式輸送機設(shè)備實現(xiàn)小型化、通用化機組，降低企業(yè)成本，便于安裝、搬運和維修，減少輸送帶的張力，以避免安裝誤差和荷載變化而導(dǎo)致的電動機功率失衡，必須理想分配其雙滾筒驅(qū)動。

帶式輸送機智能控制系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)：1）運量：4000 t/h；2）運輸長度：2772 m；3）傾角：0.533—12。；4）帶速：4.5m/s；5）電動機功率：2X1650kW。

2.2 煤礦系統(tǒng)中存在的問題

在現(xiàn)有的帶式輸送機系統(tǒng)中，帶式輸送機以方便伸縮的機身和儲帶倉對機尾采煤工作面實施采煤作業(yè)。在使用上，可實現(xiàn)單機輸送，也可多機組合成水平或傾斜的運輸系統(tǒng)來輸送煤炭。帶式輸送機機架輕巧，拆裝方柏霓，在現(xiàn)代煤礦業(yè)日益發(fā)展的今天，從小規(guī)模，日益走向大型化方向發(fā)展。在煤礦井下作業(yè)時，帶式帶式輸送機的單機長度已近15公里，甚至形成了諸多聯(lián)系不同帶式輸送機的專用通道。現(xiàn)代的額帶式輸送機結(jié)構(gòu)，目前還處于探索階段，一些長距離、聯(lián)系運量運輸?shù)妮斔蜋C結(jié)構(gòu)中，在作業(yè)過程中產(chǎn)生的粉塵噪聲何日廢氣以及高能耗仍然是需要進(jìn)行技術(shù)革新之處。就有的煤礦輸送系統(tǒng)而言，在養(yǎng)護(hù)和使用中，一般是針對機械設(shè)備的堆煤保護(hù)，防止煤傳送帶跑偏或者溫度超標(biāo)，產(chǎn)生隱患。

目前多數(shù)情況下使用的帶式輸送機，多為固定結(jié)構(gòu)。在是一種，主要是因膠帶強度和驅(qū)動裝置尺寸間的摩擦，使得帶式輸送機的運動部件和磨損零件使得輸送機的經(jīng)濟性大大降低。部門輸送機的啟車方式是根據(jù)運輸系統(tǒng)中膠帶機的運行狀態(tài)來實施運行時長的，在實現(xiàn)運輸系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，難免出現(xiàn)誤差。啟動時荷載量較大，對于故障的排查情況亦極為困難。

煤礦井下帶式輸送機作為煤礦井下的廣泛使用工具，不但是以后實用、便捷的輸送設(shè)備，而且以大容量的輸煤和跨界節(jié)能的集約型大宗輸煤設(shè)備，實現(xiàn)了煤礦運輸配料間的配置選擇。帶式輸送機從驅(qū)動到輸送運行，期間匱乏相應(yīng)的安全運行檢測信息和智能判斷信息體系，對于故障檢測的誤報率也在呈現(xiàn)上升態(tài)勢，不僅影響生產(chǎn)，同時也使得機組的使用壽命大打折扣。

3 智能控制技術(shù)在煤礦井下帶式輸送機中的應(yīng)用價值分析

為了適應(yīng)煤炭礦產(chǎn)企業(yè)的市場化、規(guī)?；?、現(xiàn)代化技術(shù)要求，從傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)企業(yè)中走出，必須對現(xiàn)有的輸送機設(shè)備實施技術(shù)革新。同傳統(tǒng)的控制機相比，應(yīng)用智能技術(shù)相比，輸送機系統(tǒng)技術(shù)的革新手段和聯(lián)動方式，都在朝著智能化方向發(fā)展。從傳統(tǒng)的直面控制機系統(tǒng)里，物化升級為智能控制技術(shù)。輸送機的控制系統(tǒng)也從手動開關(guān)里面升級為通過萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)來完成對電機的分時和有計劃的控制。

3.1 煤礦井下帶式輸送機智能技術(shù)實施井下運輸作業(yè)

當(dāng)今人工智能技術(shù)的進(jìn)步，相應(yīng)的促進(jìn)了智能控制技術(shù)的進(jìn)步。融合現(xiàn)代智能控制理論、人工智能和計算機科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)物的智能控制系統(tǒng)，已經(jīng)成為現(xiàn)代行業(yè)發(fā)展的先河。煤礦井下作業(yè)，仍然是現(xiàn)代開發(fā)新能源的主要手段。盡管如此，困擾在煤礦作業(yè)領(lǐng)域安全的事故仍然頻發(fā)。井下未知隱患太多，利用智能技術(shù)設(shè)備對煤礦井下帶式輸送機實施防護(hù)，能夠更好的對井下設(shè)備實施監(jiān)控，逐漸形成的信息和控制系統(tǒng)，使得電機效率的飛躍轉(zhuǎn)折有了相當(dāng)程度的契機。在高性能和低能耗的刺激下，帶式輸送機中應(yīng)用智能技術(shù)實施中樞管控，能夠更有效的實現(xiàn)集成型控制。

煤礦井下帶式輸送機中應(yīng)用智能控制技術(shù)，能夠作為一種有效的支持分布式控制實施的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不但可以為井下煤礦營造安全的運行環(huán)境，同時也以綜合化的實時控制、檢測和管理功能，實現(xiàn)煤礦井下作業(yè)體系系統(tǒng)化。利用智能控制技術(shù)的煤礦井下帶式輸送機，除了確保系統(tǒng)運行的可靠性外，還以高故障排查性，提高煤炭運輸效率。智能控制系統(tǒng)的地面監(jiān)控和網(wǎng)上瀏覽功能，使得運輸操作人員及時了解井下煤礦一項操作現(xiàn)場，對礦業(yè)部門單位的生產(chǎn)和發(fā)展以及煤量的開采，都具有積極的引導(dǎo)作用。

在煤礦井下帶式輸送控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)其工作面的集體控制時，智能系統(tǒng)完善的地面監(jiān)控和地下傳感功能，通直觀的對創(chuàng)送機操作設(shè)備實施直觀了解，對設(shè)備的通停狀態(tài)，更能系統(tǒng)化的實施監(jiān)控。

3.2 煤礦井下帶式輸送機智能型火災(zāi)警報系統(tǒng)

智能技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下帶式輸送機中，實現(xiàn)了機械設(shè)備控制理論的升華，在現(xiàn)有的井下作業(yè)中，應(yīng)對井下不安全因素，實現(xiàn)帶式傳送機的準(zhǔn)報，對系統(tǒng)作業(yè)的正常運行速率具有準(zhǔn)確及時的定位意義。

智能型火災(zāi)警報系統(tǒng)，其設(shè)計理念和功效，都是在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上升華而來。利用計算機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)單片機對延誤傳感器、溫度傳感器和氣味傳感器的自動警報功能，依靠鼠標(biāo)和鍵盤操控，由警鈴和警燈實施緊急廣播和遠(yuǎn)程報警功效，最終由軟件程序系統(tǒng)實施安全防護(hù)，使得早期報警得以實現(xiàn)。

監(jiān)控層的設(shè)計配置，處二樓由工控機和人機界面構(gòu)成外，還包括工業(yè)計算機在內(nèi)的組建。煤礦井下工業(yè)以太網(wǎng)的CPU中央管控器功能，有處理器模塊來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，在系統(tǒng)組態(tài)軟件方面，整個控制系統(tǒng)組態(tài)和故障信息處理技術(shù)，相應(yīng)的王娜車你夠了對火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)的動態(tài)運行。智能型系統(tǒng)出了對高、低壓的閘門實施控制信號外，還對故障狀態(tài)和監(jiān)視系統(tǒng)實施監(jiān)視。對電動機卡的工作電流、故障狀態(tài)、制動閘實施開停和動態(tài)監(jiān)控。親愛監(jiān)控層的綜合保護(hù)方針，對于輸送帶和取得滾筒之極愛你的摩擦打滑以及可能引發(fā)的煤塵和瓦斯爆炸，都能夠起到很好的警報和預(yù)防作用。在既定的程序作用下，對傳送帶的跑偏問題、堆煤事故、斷帶保護(hù)、滅火裝置、煙霧報警、沿線故障等都能起到和好的防護(hù)作用。

3.3礦井帶式輸送機分布式智能控制系統(tǒng)

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)串聯(lián)如煤礦井下帶式輸送機運行結(jié)構(gòu)中，除了不影響傳輸數(shù)據(jù)外，還使得帶式輸送機控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制、檢測、管理等方面的綜合化智能化傳播速率?？偩€網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)作業(yè)中無煤空運轉(zhuǎn)的情況，實現(xiàn)了煤炭作業(yè)領(lǐng)域有網(wǎng)絡(luò)分布到地面監(jiān)控以及井下作業(yè)和傳輸系統(tǒng)的綜合化、一體化、智能化控制體系。

帶式輸送機的智能節(jié)點，除了實現(xiàn)其管理層功能和各種類型微控制器接口的智能化功能外，還能以外圍單片機設(shè)計，實現(xiàn)智能數(shù)據(jù)傳輸?？刂迫蝿?wù)的完成，很大一部分得益于其控制算法和驅(qū)動控制器。新型的設(shè)計理念，將傳感器與控制器接口相連部分連接在一起，在起動控制和功率平衡上，尋求最佳合理點位，實現(xiàn)了帶式傳送機的正?；刂乒?jié)點。

在實施現(xiàn)場控制時，輸送機注射筆之間，由操作界面和后二筆補充以及上位機的工作情況實施控制。智能系統(tǒng)通過連鎖關(guān)系來實現(xiàn)輸送機各裝置的順序啟停。對于輸送帶的驗證，能以檢測開關(guān)實現(xiàn)低速驗證。之恩那個控制系統(tǒng)還以輸送機的遠(yuǎn)程操作開關(guān)實現(xiàn)裝置間的順序啟停。

4 總結(jié)

智能控制技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下帶式輸送機設(shè)備中，是煤礦企業(yè)的正確選擇。在現(xiàn)有的配置運輸設(shè)備中自動化、智能化、安全性、經(jīng)濟化，對實現(xiàn)煤礦井下帶式輸送機設(shè)計對礦床資源開發(fā)的重要意義。煤礦的高產(chǎn)、高效以及集約化生產(chǎn)，都需要煤礦井下開采作業(yè)和輸送技術(shù)做支撐。在對輸送機的改進(jìn)過程中，智能控制體系更能提高井下設(shè)備的性能和大運量以及相關(guān)技術(shù)要求。煤礦井下作業(yè)實踐表明，智能控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以提高運輸系統(tǒng)效率，減少勞動強度，同時還保障安全生產(chǎn)，值得在礦業(yè)領(lǐng)域推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 艾吉爾古麗.阿不力孜.煤礦帶式輸送機智能控制技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究， 2013（21）：31-32.

[2] 彭利剛. 帶式輸送機設(shè)計中的托輥的計算和選擇[J]. 煤礦開采，2008（1）：87-89.

[3] 韓瑩，趙國材，李琨. 煤礦井下帶式輸送機智能型火災(zāi)報警系統(tǒng)[J]. 煤礦機電，2007（5）：84-86.

[4] 陰帥航. 超化煤礦井下帶式輸送機機群的集中控制系統(tǒng)[J]. 中州煤炭，2009（7）：55-57

[5] 周曉中. 試述煤礦井下帶式輸送機設(shè)計[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（2）：144-144.

[6] 王娜，程延海，潘家保，等. 礦用帶式輸送機的設(shè)計[J]. 煤礦機械，2012（7）：10-11.

[7] NORDELL，L K. The Channel 20 km overland conveyor[J]. bulk solids handling， 1991（4）：718-729.