矿井机电技术设备换人的实践应用

[摘 要]煤矿要运用自动化对矿井生产各环节进行技术改造，建成矿井千兆工业以太环网网络平台，实现技术换人、设备换人，实现矿井安全生产。主要是安装并实施主井运输自动化控制系统、采区运输系统自动化控制系统、信集闭自动化控制系统、井下无人值守变电所系统、矿井数字化图像监视系统、矿井综合自动化集成系统等，保证矿井的安全生产，产生巨大的社会与经济效益。

[关键词]矿井 设备 换人 实践 应用

中图分类号：U73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0256-01

一、煤矿千兆工业以太环网网络平台技术研究

煤矿要以千兆工业以太环网为基础，采用通信与控制领域的新技术，解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点，实现先进的、统一的自动化控制网络平台，使整个系统配置合理，信息共享，安全可靠，提高指挥效率和生产率；煤矿井下环境条件恶劣，尤其是信道的故障率最高，采用环网冗余技术，保证在0.3秒快速恢复，提高矿井自动化系统的可靠性。

操作员站通过环网接收各子系统主控装置上传的信息并发送控制命令；完成数据采集、传输、远程集中控制等功能，并通过WEB服务器、交换设备、各类接口组件、相关软件等与矿井局域网完成数据交换和信息共享，构成一个管控一体化的综合自动化系统。

二、煤矿主井运输系统自动化控制技术研究

煤矿的主运自动化控制系统要采用开放式、数字化、多点通讯的现场总线形式。矿井系统要对运输路线的设备实现地面监视监控、井下自动控制和现场就地控制外，还有现场编程等功能。实现胶带机的就地自动控制和远程自动控制两种控制方式。

运输监控系统要通过煤矿内部网络能够浏览皮带运行的各种参数；组态界面能够显示皮带运行过程中的各种参数；能够在监控中心以集控启动和煤位启动两种方式开皮带；能以正常停皮带和急停皮带两种方式停止皮带；组态界面能显示操作记录和报警历史和实时记录；实现皮带模拟量的历史趋势。

三、煤矿采区运输系统自动化控制系统技术研究

矿井工作面运输系统控制范围包括跟面皮带机、上拉皮带机、石门皮带机、入仓皮带机及给煤机。用皮带机运输控制及保护系统，采用PLC控制，可实现集中控制：自动、单机、维修三种运行方式。沿线设置拉线急停开关，拉动沿线急停开关拉线可实现紧急停车。实现快速插接、跑偏保护、堆煤保护、烟雾保护、速度保护、低速保护、打滑保护、断带保护、纵撕保护、温度保护、超温洒水、电机电流、电压检测。

四、煤矿信集闭自动化控制系统技术研究

信集闭控制系统基本功能：电动道岔的位置、列车进路、信号机显示三者之间要有严格的连锁和区间闭塞关系，即使在设备损坏、人为故障的情况下，也能确保安全，避免事故的发生。能实现进路自动控制、集中控制、程序控制，实现道岔位置、机车运行区域等信号显示多种功能，实现原煤列车在车场自动调车功能，具有车号显示和列车计数功能。线路区间信号灯为红绿灯，电动转辙机信号灯为黄绿灯，各石门通道口处设申请进入红绿灯信号，并由调度站控制。

使用信集闭控制系统，不需要再停车扳动道岔，可提高机车的运行速度，缩短运行时间，加快矿车周转，减少机车频繁停止、起动次数，同时减少机车频繁起动造成的机车损坏，降低机械故障率。

五、井下无人值守变电所系统技术研究

煤矿根据矿井自动化建设和安全生产需要，拟对井下车场配电所、各水平泵房配电所、中央配电所等进行自动化改造，采用自动控制以实现无人值守的目的。而井下无人值守变电所总体分为井下中央高压变电所和井下低压变电所，主要为井下各设备供电。

该系统通过组态界面能够显示井下无人值守变电所运行过程中的各种参数；能够在监控中心进行分、合闸操作；组态界面能显示操作记录和报警历史和实时记录；实现了井下无人值守变电所三相电流、三相电压等模拟量的历史趋势；实现双机热备。

六、矿井数字化图像监视系统技术研究

煤矿在工业电视系统改造中，打破了传统工业电视组网模式，采用总线方式进行视频信号的传输，可以对矿井生产及其它重要工作环节进行实时监视，在调度中心电视墙及大屏幕上定点或循环显示图像信息，显示监控系统的生产信息，对重要图像信息进行录像；同时，系统采用先进的图形处理与识别技术，实现关键地点的突水与火灾报警。该系统具有结构简单、节省投资和方便扩容等有点。

数字化视频监控系统作为安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，是综合安全生产监控系统的一个有效的补充。它的特点是直观性强，可以通过遥控摄像机及其辅助设备直观地监视整个矿区中各重要生产环节和设备，也可及时辅助发现皮带给煤点，转载点等地的堆煤故障，作为皮带运输保护系统的一种补充。在某些地点可实现无人值守，进而达到安全高效生产的目的。

七、矿井综合自动化集成系统技术研究

根据‘管控一体化”的思想，采用三层网络结构，并结合自动化、信息、计算机、网络、通讯的新理论和新技术，利用自动化产品、网络产品和工业控制软件、数据库软件，使矿井在“采、掘、运、风、水、电、安全”等生产环节全面实现信息化，并将煤炭生产、管理的各个环节，统一在一个网络平台上，形成统一、完整的有机整体，消除了信息孤岛。

煤矿使用的矿井综合自动化系统有安全监测监控系统、压风机变频控制系统、井下胶带集控系统、井下无人值守变电所系统、通风系统自动化以及给排水自动化系统等，矿井的网络设计，体现了集成化的数据管理、集成化的通讯、集成化的编程组态，以实现最大限度的信息共享。

矿井综合自动化集成系统平台中采用标准功能组件，将各系统的数据采集、存储到标准的关系数据库中，通过一组标准接口供其它程序调用。通过该系统，从而将安全检测监控系统、生产控制系统等的实时监测信息统一成一种格式的数据库文件。再用组态软件，模拟生产过程，在屏幕上以图形及表格的方式动态的表现出来，并WEB技术出去，使得授权用户可以用浏览器随时随地（矿调度室/生产调度指挥中心、有关领导的桌面上乃至家中）进行监视。

总之，矿井综合自动化系统的建设，将大幅度地降低矿工的劳动强度，极大地改善矿工的工作条件，使矿工的工作环境由过去的“苦、脏、累、险”变成现在的体力轻松，安全可靠，由粗放型模式，向精细化模式转变，由重体力劳动向轻体力、脑力劳动转变，工作条件的改变，必将促进员工形象的转变，从根本上提升煤矿员工的社会地位，提高煤矿企业的社会地位。