煤矿井下带式输送机智能控制系统研究

煤矿井下带式输送机智能控制系统研究

晁辉

国家能源集团神东煤炭公司榆家梁煤矿

摘要: 在煤矿开发过程中所采用的地下采矿设备中，带式传送机起到了运送煤炭及其他物料的关键作用，因此被誉为煤矿开采工程的核心设备之一。然而，由于煤矿井下环境复杂多变，带式传送机一旦发生故障，将会给整个煤矿开采作业带来极大的困扰。为了进一步增强煤矿井下带式传送机的运行稳定性以及可靠性，实施智能化控制显得尤为必要。本篇文章将详细介绍带式传送机智能控制系统的组成结构及其运作原理，同时也会提出在实际应用过程中需要特别关注的几个方面，如提升机的启动及运行过程中的制动、带式传送机的运行速度调节以及驱动滚筒转速的控制等等。

关键词: 煤矿井下;带式传送机；智能控制系统

借助于智能控制系统的强大功能，我们可以将带式传送机运行过程中的各类数据信息实时传输到控制系统之中。通过运用先进的计算机技术对这些数据进行深入分析，便有可能准确地识别出故障的根本原因及其所在位置等重要信息。一旦发现任何异常状况，系统便能迅速反馈相关信息，并采取相应的措施加以解决。在智能控制系统的有力支撑下，我们还可以通过对故障数据信息的深度解析和处理，实现对带式传送机运行状态的全面监控和高效管理

1. 带式传送机智能控制系统的组成及工作原理

带式传送机智能控制系统作为煤矿开采过程中实现自动化运行的关键设备，其在煤矿井下带式传送机中的广泛应用不仅有助于大幅提升工作效率，而且还有助于降低生产成本。该系统主要由以下六个部分组成：

①控制系统：这一部分在系统运行过程中起着至关重要的作用，它能够实现对带式传送机的精准控制，包括提升机的启动和制动、驱动滚筒转速的调节等多个环节。

②中央控制系统：此系统能够实现对带式传送机的远程监测和控制，具体涵盖了设备运行状态的监测、设备故障的诊断以及远程操控等多项功能。

③监控系统：该系统能够对带式传送机的运行状态进行实时监控，并依据监控所得数据自动调整运行速度，从而保证带式传送机的稳定运行。

④通信网络：该系统是基于工业以太网构建而成的，主要由工业以太网交换机和数据传输设备两大部分组成。其中，工业以太网交换机负责为通信网络提供数据传输通道，而数据传输设备则作为带式传送机智能控制系统的基础设施，承担着通信数据的即时传递任务。

⑤执行机构：这一部分主要包括液压站、制动器等多种设备。

⑥操作控制装置：这一部分主要包括液压站操作控制装置、制动器操作控制装置等多种设备。在带式传送机智能控制系统的实际应用过程中，通过对带式传送机的运行状态进行实时监控和有效控制，能够显著提高煤矿开采效率和安全性。该系统能够有效防止因设备故障导致的生产停滞，进而大幅度提升煤矿开采效率。在实际应用过程中，该系统主要是依靠PLC技术、计算机技术等先进手段来实现对带式传送机的智能化控制。

2 在带式输送机运转期间所面临的主要问题

①输送带滑动现象是带式输送机运行失灵的核心问题之一。其可能的原因包括：第一，输送带的张紧紧力欠缺或者输送带本身质量不佳；第二，输送带和滚筒的摩擦力缺失；第三，输送带的自身长度过长，导致输送带上的应力分布不均。

   ②启动时发生打滑状况。可能涉及到的内容有：第一，托辊的安装未能满足规范的标准; 第二，滚筒间的间距设置过短。

③过载保护功能失效。可能的原因包括：第一，设备的运行速度超出了额定值；第二，电动机的功率过大或过小；第三，输送机的承载能力不足或者处于超负荷状态下运行。

④输送带撕裂问题。这可能源于运输巷道的坡度过小或过大。

⑤托辊的安装不符合规定。可能的原因包括：托辊间的间距过小或过大。电动机功率过大或过小可能引发电机过热或长时间空转等问题，从而导致电机损毁或故障；而电动机功率过小则会影响设备的正常运作以及工作效率，缩短设备的使用寿命。

3 在带式输送机智能控制系统的运用过程中需要特别关注的关键点

3.1 提升机启动及运行过程中的制动操作

在提升机的启动及运行过程中，确保制动过程的安全性至关重要，以避免因制动产生的冲击力对设备造成损害。因此，在实际应用中应重点关注以下几个方面：

第一，在提升机启动阶段，需要完成如下工作：

首先，对提升机的电动机进行高效的启动操作。在启动之前，需要对电动机的转速进行精确的控制，并依据实际工况调整提升机的运行速度，确保电动机能在其最大转速范围内稳定运行；其次，对提升机的制动力矩进行有效的控制。为防止提升机启动过程中因制动过大而导致设备受损，可在实践中采用制动电阻来精准地控制制动力矩。

第二，在提升机运行过程中，需要完成如下工作：

首先，确保提升机在整个运行过程中能够保持正常且稳定的运行状态。需要保证提升机的运行速度始终维持在一个合理的范围之内，避免因运行速度过大而导致设备受损；其次，需要对提升机的运行速度进行精细化的控制，确保提升机在运行过程中不会出现打滑现象。

第三，实现对制动能量的有效控制。

根据实际情况，在提升机运行过程中，可以借助PLC、变频器等先进设备，实现对制动能量的精准控制。同时，还需确保提升机的运行速度始终保持在一个合理的范围之内。

3.2 对带式输送机运行速度进行精确调控

为了保证带式输送机的稳定运行，对其运行速度实施严密的实时监测显得至关重要。这样不仅可以尽早地发现输送机运行过程中可能出现的异常状况，从而有针对性地采取相应措施，防止重大事故的发生。在对带式输送机运行速度进行精细控制的过程中，系统必须依据特定的运行环境条件来适时调整速度。比如说，若运行环境温度过高，那么便可以适当降低带式输送机的运行速度，反之亦然。此外，系统还应根据带式输送机的实际运转状况以及其他因素，设定出一个合适的最高允许运行速度。在带式输送机正常运行期间，系统将持续对其运行速度进行实时监测和精准控制。一旦发现输送机运行速度过快或出现任何异常现象，系统将会立刻采取有效措施加以控制，以防出现超温、超速等严重后果。同时，系统也会对运行过程中所出现的各类异常情况进行详细记录和深入分析，以便于我们能够及时发现并解决问题。

3.3 驱动滚筒转速的智能化控制

驱动滚筒转速的智能化控制是带式输送机智能控制系统的核心组成部分，也是实现带式输送机平稳运行的关键所在。传统的驱动滚筒转速控制通常采用变频器技术，然而这一方法却存在着能耗过大、稳定性欠佳等诸多问题。因此，为了解决这些问题，我们通过深入研究驱动滚筒转速控制策略，运用先进的智能控制系统对其进行全面优化。具体而言，在实际运行过程中，智能控制系统会对带式输送机的运行状态进行详尽分析，准确判断其在运行过程中的实际负载状况，然后再利用变频器对其进行精确调节，使得驱动滚筒转速与负载达到最佳匹配。例如，我们可以将变频器设置为零位启动模式，即在零位时输出电压和电流均为零。而当变频器处于高压启动模式时，输出电压和电流则分别为200V和500V。通过这种方式，我们成功实现了驱动滚筒转速与负载的完美匹配，既提升了带式输送机的运行效率，又保证了其运行稳定性。

4 结论

总的来说，带式输送机智能控制系统作为当前煤矿井下广泛使用的一种控制系统，它能够对设备的运行状态进行实时监测，并根据监测到的数据进行深度分析和妥善处理，从而有效避免带式输送机在运行过程中发生故障。该系统还具备无线控制功能，能够与井下各个监控点进行实时信息传输，一旦设备发生故障，便能迅速通知相关工作人员进行处理。更为重要的是，该系统还可以通过与其他设备的数据联网，实现对带式输送机的远程操控，避免工作人员因操作失误而引发各种安全隐患，从而显著提高了带式输送机的运行效率和安全性。

参考文献

•[1]赵体磊.煤矿运输顺槽用可伸缩带式输送机常见问题及维修维护探讨[J].中国高新技术企业，2013(20):106-107.

•[2]那铭.煤矿运输系统带式输送机驱动装置改造升级研究[J].机械管理开发，2022,37(08):159-160+163.