李瑞霞

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司一礦，山西　陽泉　045008）

引言

陽煤一礦位于山西省陽泉市西北部，隸屬山西國(guó)陽新能股份有限公司管轄。一礦東鄰四礦，南鄰三礦；西鄰七里河井田（規(guī)劃井田），北鄰蔭營(yíng)煤礦及程莊井田（規(guī)劃井田）。礦井核定生產(chǎn)能力750萬t，考慮1.4的儲(chǔ)量備用系數(shù)，礦井服務(wù)年限為62年。礦井現(xiàn)生產(chǎn)水平為+669m水平，礦井開拓方式為主斜井、副平硐、副立井綜合開拓方式，利用大巷采用上下山采區(qū)走向長(zhǎng)壁布置方式進(jìn)行開采，局部根據(jù)采區(qū)開采條件布置為傾斜長(zhǎng)壁開采。主斜井提升采用斜井膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)，共有1號(hào)、2號(hào)兩部強(qiáng)力皮帶，由2個(gè)進(jìn)風(fēng)口分別提升。1號(hào)主斜井裝備1部DX-GX-2500型鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)井下北條帶的原煤提升任務(wù)。2號(hào)主斜井裝備1部ZLD-150/71/8型鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)井下南條帶的原煤提升任務(wù)。

1　系統(tǒng)概述及改造必要性

1）陽煤一礦丈八主斜井1號(hào)強(qiáng)力皮帶機(jī)，機(jī)長(zhǎng)770m，帶寬1.2m，帶強(qiáng)GX-2500，設(shè)計(jì)運(yùn)量900 t/h，帶速3.0m/s，電機(jī)為315 kW，減速器為ZL-130。在運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生減速器軸齒斷裂，不得不經(jīng)常更換高速軸和二軸齒，直接影響設(shè)備的安全運(yùn)行，存在巨大安全隱患，因此礦機(jī)電部門通過多次調(diào)研，為進(jìn)一步加大陽煤一礦主提升能力和改善主提升設(shè)備的安全性能，欲將驅(qū)動(dòng)部更新改造，主要是更換進(jìn)口減速器三套，配套更換聯(lián)軸器和制動(dòng)輪，淘汰老舊設(shè)備，保證設(shè)備安全運(yùn)行。

2）2號(hào)強(qiáng)力皮帶于1996年安裝，設(shè)計(jì)能力1 000 t/h，全長(zhǎng)1 100m，它的電控系統(tǒng)是在20世紀(jì)90年代初期設(shè)計(jì)和安裝的，屬于PLC嵌入式繼電器控制系統(tǒng)，由于PLC所有的輸入、輸出使用DC24 V低電壓模塊，所以都需要繼電器隔離，而且數(shù)目多達(dá)200個(gè)。線路復(fù)雜，而且控制單元繁瑣。經(jīng)過近十五年的運(yùn)行，各種電氣元件老化，經(jīng)常出現(xiàn)接觸不良的故障，而且系統(tǒng)配置較低，僅有信號(hào)指示，又沒有上位機(jī)進(jìn)入程序進(jìn)行直觀檢查，故障排查困難。2004年進(jìn)行能力提升改造主要就是加裝了一臺(tái)直流電機(jī)，但各種控制信號(hào)還都是使用的模擬量，從而造成系統(tǒng)啟動(dòng)特性比較軟。2號(hào)主提升皮帶機(jī)是集控設(shè)備，經(jīng)常出現(xiàn)滿載頂車，主要受啟動(dòng)能力的制約，系統(tǒng)處理能力沒有達(dá)到最大化。皮帶機(jī)各種保護(hù)也都是嵌入到PLC系統(tǒng)中，拉線、跑偏開關(guān)是串聯(lián)后返回到PLC的，一點(diǎn)故障需多處檢查，造成全系統(tǒng)停車，影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。使用的聲光預(yù)警信號(hào)現(xiàn)在已經(jīng)淘汰，而且無法買到和更換配件。因此很有必要對(duì)2號(hào)強(qiáng)力皮帶電控系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2　改造主要目標(biāo)

機(jī)械系統(tǒng)改造目標(biāo)為減少皮帶事故率，提升設(shè)備性能與設(shè)備運(yùn)行的安全性，提升皮帶運(yùn)輸能力，電控系統(tǒng)改造目標(biāo)為電控系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、質(zhì)量可靠、性能參數(shù)優(yōu)良、維護(hù)量小，能良好適應(yīng)陽煤一礦安全生產(chǎn)，能保證主提升皮帶具備高質(zhì)量的啟動(dòng)特性，具備任意兩臺(tái)拖動(dòng)功能，如果一臺(tái)電動(dòng)機(jī)有故障，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)拖動(dòng)的一鍵操作，杜絕“倒車”現(xiàn)象發(fā)生，保證皮帶滿煤時(shí)能夠順利啟動(dòng)。

3　改造主要內(nèi)容

1號(hào)強(qiáng)力皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)部更新改造、選型。安全回路雙重化，獨(dú)立運(yùn)行互為冗余。調(diào)節(jié)器熱備、一鍵切換。增加逆向點(diǎn)動(dòng)功能?？刂葡到y(tǒng)程序控制。完全實(shí)現(xiàn)信息數(shù)字化。

4　改造創(chuàng)新內(nèi)容

操作系統(tǒng)由操作臺(tái)操作改為電腦軟操作。取締繼電器，歸入PLC，使故障反映直接。控制系統(tǒng)由GEPLC改為西門子PLC。且一用一備，雙PLC之間互為藍(lán)空實(shí)現(xiàn)冗余控制，勵(lì)磁柜一用一備。通過上位機(jī)對(duì)皮帶進(jìn)行起、停及各種輔助設(shè)備控制。通過畫面監(jiān)控皮帶機(jī)運(yùn)行情況，顯示運(yùn)行過程仿真圖，主要參數(shù)（系統(tǒng)狀態(tài)圖，速度曲線，電流曲線，液壓系統(tǒng)圖，圖形化安全回路圖，當(dāng)前故障報(bào)警，歷史故障記憶，故障判斷等）的數(shù)字量實(shí)時(shí)顯示，隨時(shí)打印。電控系統(tǒng)可控制給煤機(jī)的開停及實(shí)時(shí)監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)具備“自診斷”功能，對(duì)各類故障能夠語音自動(dòng)報(bào)警，并存儲(chǔ)故障類型，顯示到可視界面指導(dǎo)維護(hù)人員維護(hù)、判斷故障。系統(tǒng)增設(shè)電機(jī)旁路方案，即系統(tǒng)可以允許兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，任意一臺(tái)可以旁路。系統(tǒng)增加勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜一臺(tái)，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁電流反向功能。將操作系統(tǒng)引至新調(diào)度集控室進(jìn)行操作，并做到信息上傳。

5　技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益分析

本項(xiàng)目的實(shí)施，可有效提升主提升皮帶的運(yùn)輸效率，提高礦井的生產(chǎn)效率，具有良好的推廣應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。

一礦作為一個(gè)千萬噸大礦，本礦600萬t以上原煤由主斜井提升系統(tǒng)運(yùn)輸，因此減少主提升系統(tǒng)的事故率，提升設(shè)備運(yùn)行的安全性，可靠性意義重大。1號(hào)主斜井驅(qū)動(dòng)部改造提升了皮帶機(jī)的運(yùn)輸能力，減少了設(shè)備運(yùn)行的事故率，增加了設(shè)備運(yùn)行的安全性，節(jié)省了由事故造成的主皮帶停運(yùn)現(xiàn)象，提高了礦井的生產(chǎn)效率，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。2號(hào)主斜井電控系統(tǒng)改造解決了電氣元件老化，系統(tǒng)接觸不良，沒有上位機(jī)進(jìn)入程序進(jìn)行直觀檢查，故障排查困難的問題，新系統(tǒng)具備“自診斷”功能，對(duì)各類故障能夠語音自動(dòng)報(bào)警，并存儲(chǔ)故障類型，顯示到可視界面指導(dǎo)維護(hù)人員維護(hù)、判斷故障，有效解決了一點(diǎn)故障需多處檢查，造成全系統(tǒng)停車現(xiàn)象的發(fā)生，節(jié)省了大量時(shí)間，提高了礦井生產(chǎn)效率，提升能力具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益及推廣應(yīng)用前景。

6　結(jié)語

通過對(duì)主斜井提升系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)運(yùn)輸能力的提升，增加了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少了設(shè)備的各類隱患和安全事故，提高了礦井的生產(chǎn)效率，并創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為陽煤一礦現(xiàn)代化礦井的建設(shè)和高產(chǎn)高效提供了保障。