煤矿井下给煤机可视化远程操控技术的实践

时间：2024-07-28

张景萍

（晋华宫矿安监站，山西大同 037003）

晋华宫矿1956年建成投产，现主要开采12-2号、12-3号煤层，煤流系统较长。受矿井建设初期设计所处年代的影响，井下漏煤眼给煤机操作空间狭小，操作工紧邻给煤机进行操作，存在较大安全隐患，并且易导致操作人员听力受损，甚至患尘肺病等疾病。受2019年多起给煤机歘煤导致人员伤亡事故的启示，决定以3#煤仓为试验点，对给煤机的操作系统进行改造[1-6]。

1 工程概况

晋华宫矿盘区及主煤流系统共有7个井下漏煤眼（煤仓），如图1。3#煤仓深度20 m，煤仓直径5 m，原煤容量500 t，使用ZWJ-1200型给煤机，位于河北二部强力皮带与河北头部强力皮带之间，是重要的煤流枢纽之一。该井下煤仓操作空间狭小，人员紧邻操作，符合改造条件。

图1 晋华宫矿井下煤流系统图

2 改造方案

（1）保证安全操作距离

3#煤仓给煤机操作空间狭小，首先建设给煤机远方操作室，远离落煤点，安装在距给煤机出料口上风口水平间距大于20 m的较大空间处，保证通风良好，安全逃生通道畅通。操作间布置操作按钮、信号钟铃、电话和监控视频，方便给煤机操作工及时发现问题和处理问题。

在操作平台利用40角钢和3 mm钢板焊接制作操作房的墙体，40角钢上打孔，方便井下员工组装；利用Φ12 mm圆钢制作操作房的门栓和门把手；利用90×110矿用工字钢制作给煤机远方操作平台的横梁；利用6分钢管和80#槽钢制作平台四周的护栏；利用6分钢管和3 mm钢板制作平台扶梯，方便操作工上下。

（2）可视化设备的选型

因给煤机操作时需时刻观察煤量变化，所以要实现远程操控，必须优先选择远程可视化[7]。根据矿井现有设备的实际情况，摄像头决定选用KBA166型矿用隔爆型光纤摄像仪，安装在观察落煤点合适位置的巷道顶板上以及电机、减速机附近；操作硐室选用XB127矿用隔爆型显示器，用以接收和显示落煤点、给煤机电机、减速机的实时情况；运用LJY127（A）矿用隔爆兼本安型硬盘录像机对现场画面进行存储，用于重播观看。

（3）操控系统的改造

在操作系统方面，由原来的油泵控制，变更为集中电液控，采用KXJ-120可编程控制箱，优化供电系统。KXJ-120可编程控制箱作为液压给煤机专用电控箱，内部设置一用一备，在设备损坏及突发情况下，随时切换到备用，保证正常生产。

液压振动给煤机液压站控制系统分为就地、自动两种控制模式：

① 就地控制模式。电控柜上的旋钮开关打到就地档位，按动电控柜上标有【油泵1启动】或【油泵2启动】的按钮，油泵工作，按动【油泵1停止】或【油泵2停止】按钮，油泵停止工作。油泵电机只能启动其中一台，两台无法同时工作。

② 自动控制模式。电控柜上旋钮开关打到【自动】档位，系统默认油泵电机1自动启动。油泵电机工作一段时间后压力值达到压力表设定的最高压力10 MPa时电机自动停止，油缸动作一段时间后压力低于压力表设定的最小压力5 MPa时电机自动启动。此控制过程中，电机的启动/停止不需要人为干预。

油泵电机的选择：油泵电机工作时，只能启动其中一台，另一台作为备用。如果油泵电机1出现故障可以通过电控柜里面的切换开关进行切换。切换开关打到【油泵1】，【油泵1】工作；切换开关打到【油泵2】，【油泵2】工作。

液压振动给煤机远方操作系统中各个油缸的控制分为就地、远程两种模式：

① 就地模式。电控柜上的旋钮开关打到就地档位，按动电控柜上标有【平板闸门开】按钮，平板闸门开启；按动电控柜上标有【平板闸门关】按钮，平板闸门关闭。按动电控柜上标有【前挡板开】按钮，前挡板开启；按动电控柜上标有【前挡板关】按钮，前挡板关闭。按动电控柜上标有【调倾角升】按钮，振动槽体升；按动电控柜上标有【调倾角降】按钮，振动槽体下降。

② 远程模式。电控柜上的旋钮开关打到远程档位，按动远方按钮盒上【平板闸门开】按钮，平板闸门开启；按动远方按钮盒上【平板闸门关】按钮，平板闸门关闭。按动远方按钮盒上【前挡板开】按钮，前挡板开启；按动远方按钮盒上【前挡板关】按钮，前挡板关闭。按动远方按钮盒上【调倾角升】按钮，振动槽体升；按动远方按钮盒上【调倾角降】按钮，振动槽体下降。

给煤机远程操控流程图如图2。

图2 给煤机远程操控流程图

3 应用效果情况

给煤机操作实现远程操控后，优化了工作环境，降低了操作工因传统近距离操作而受到粉尘、噪音等造成的职业伤害，重要的是极大降低了给煤机落煤点因水煤泥歘煤事故导致人员伤亡的概率，为提高给煤机操作工的人身安全系数起了重大的作用。给煤机可视化远程操作的运用，能够在发生事故后对现场画面进行还原，有助于查明事故发生的原因，为针对性的解决问题提供依据。