礦用帶式輸送機綜合保護及視頻監控裝置的應用

陳 濤

（大同煤礦集團挖金灣虎龍溝煤業有限公司， 山西 大同 037003）

1 項目概況

為保障煤礦帶式輸送機的安全穩定運行，選用綜合保護裝置與礦用視頻監控系統是非常有必要的。KHP328 礦用帶式輸送機綜合保護裝備主要應用于帶式輸送機原煤運輸系統，可實現對工作面、順槽帶式輸送機、固定帶式輸送機等設備的控制、保護、故障檢測等功能。礦用視頻監控系統可以把煤礦井上、井下工作現場圖像實時傳輸到地面控制中心，以使工作人員有效掌握工作現場的情況，及時做出決策，保障井下開采的順利進行。KHP328 礦用帶式輸送機綜合保護裝置與礦用視頻監控系統進行應用系統的集中，能加強對帶式輸送機運行情況的監測，進一步提高煤礦生產的安全[1]。

2 礦用帶式輸送機綜合保護裝置結構組成

KHP328 型礦用帶式輸送機綜合保護置由計算機、接口、閉鎖開關、擴音電話、各種傳感器、通信信號裝置、電纜和組態軟件等組成，該系統可與變頻器、調速型液壓耦合器、電軟啟動等配合實現電機空載分時啟動、軟啟動，并形成多機驅動電機功率自動平衡閉環調速系統[2]。

2.1 KDJ127 型礦用隔爆兼本質安全型計算機

計算機與KJ12 型礦用本質安全型接口、KHJ0.5/36 型礦用本質安全型急停閉鎖開關、KTK121C 型礦用本質安全型雙向急停擴音電話以及各種保護傳感器組成KHP328 型礦用帶輸式送機綜合保護裝置，運用于有沼氣爆炸性混合物和有煤的煤礦井下，用于控制帶式輸送機的啟停。對輸送機發生的跑偏、撕裂、堆煤、打滑、煙霧等故障進行保護性停車，并具有急停保護、聲音語音播報等功能[3]。

計算機為隔爆兼本質安全型結構，正面隔爆腔布置有觀察窗，緊貼計算機顯示屏幕，打開門蓋后可進行主要器件的更換與維護；正面右下方為本安控，安裝有一塊操作鍵盤，背后有喇叭嘴可額外連接本安鍵盤等設備和BH 口與擴音電話連接；右側上方為接線腔，打開門蓋后可進行接線操作。

計算機是系統的核心，不僅完成對擴音電話與開關的控制，同時負責與接口交換報警信號，共同完成報警保護。計算機的核心器件選用工業計算機和保擴主機，重要功能如下：過以太網接口與以太網設備連接，傳遞交換各種數據，形成聯網功能；通過485接口與礦用本安型485 設備連接，直接獲得傳感器信號；通過BH 接口與沿線擴音電話進行連接，獲待閉鎖和電話信號并進行保護；通過USB 接口與礦用本安鍵盤連接，進行現場操作。

2.2 KJJ12 礦用本質安全型接口

接口為本安全型，防爆標志ExibI Mb，12 路無源開關量輸入，1 路頻率信號輸入，8 號繼電器無源輸出，1 路485 通信。接口為長方形箱式本質安全型防水結構，兩側有掛壁孔板，上方有把手，下方有底牌和防水接頭，傳感器電纜和信號電纜可從防水接頭穿過并鎖緊，正面箱蓋可用專用鑰匙打開，方便接線與維護。接口的主要功能是從輸入口連接溫度傳感器、煙霧傳感器、轉速傳感器、堆煤傳感器，獲得監測信號，處理后從輸出口傳到計算機。

2.3 KHJ0.5/36 型礦用本質安全型急停閉鎖開關

閉鎖開關與計算機和擴音電話配合使用，用于帶式輸送機沿線的閉鎖保護。閉鎖開關為本質安全型防水結構，正面蓋板上有一個閉鎖按鈕，按下后起到閉鎖保護的作用，蓋板打開后可對主要元器件進行維護或更換，兩側為專用電纜鎖緊接口，使用專用電纜與計算機和擴音電話連接，并且鎖緊后可進行拉線動作，起到閉鎖保護的作用。閉鎖開關的主要功能是通過按下閉鎖按鈕或拉動沿線電纜向帶式輸送機沿線發出閉鎖保護信號，必須在人工復位后方可解鎖。

2.4 KTK121C 型礦用本質安全型雙向急停擴音電話

擴音電話與計算機和閉鎖開關配合使用用于帶式輸送機沿線的閉鎖保護、語音對講通話和聲音語音播報的功能。擴音電話為本質安全型防水結構，電話面板上布置有麥克風孔和打點送話兩個按鈕，打點按鈕按下后可向沿線播報打點聲，送話按鈕按下后可向沿線送話，電話面板打開后可對電話部分進行維護或更換。

擴音電話的主要功能是按下“通訊”按鈕，可與連接的同型號擴音電話進行單工擴音通話。按下“打點”，往線路上發射1 kHz 語音信號的載波信號，觸發其他電話發出打點信號。撥下閉鎖按鈕或拉動沿線電纜向帶式輸送機沿線發出閉鎖保護信號，必須在人工復位后方可解鎖。

2.5 KFZ18A 型礦用本質安全型通信終端

終端為圓柱體本質安全型防水結構，一側為電纜頭，可與閉鎖開關和擴音電話的電纜接口鎖緊連接，另一側為蓋板，旋轉擰開后可更換和維護內部元器件。終端的主要功能是過通過CAN 總線發出數據，與沿線的閉鎖開關、擴音電話和計算機連接起來形成回路。

2.6 傳感器

1）GEJ20（A）型礦用跑偏傳感器。該跑偏傳感器為板式安裝結構，右側為觸桿，使用彈簧與本體連接，左側為傳感器本體。跑偏傳感器安裝在帶式輸送機兩側，當輸送帶跑偏推動觸桿動作后，傳感器向系統發出跑偏信號。跑偏傳感器的主要功能是觸桿受動作力作用，探桿轉動至動作角度時應用立即動作，動作力撤除，觸桿自動返回原點，經過復位角度時應立即恢復。

2）GSC3000 型本安型速度傳感器。用于檢測輸送機的速度，提供打滑、超速停車信號和低速抱閘信號，通過操作臺顯示帶速；用于打滑檢測保護，當到達設定值后，裝置可以斷開帶式輸送機電源使其緊急停車。

3）GVD200 型礦用本安全型撕裂傳感器。安裝在帶式輸送機運轉方向距受料點5 m 處，帶式輸送機縱向撕裂時自動停車。

4）GWD100 型礦用溫度傳感器。安裝在驅動滾筒內部或滾筒與輸送帶分離處，輸出模擬量信號，帶式輸送機主滾筒超溫時自動停車。

5）GQQ5 型煙霧傳感器。安裝在驅動裝置上方5 m 內的下風口，距驅動滾筒1 m 內距處，帶式輸送機產生煙霧時自動停車。

6）GUJ125 型堆煤傳感器。安裝在距機頭0.2 m下的溜槽內，帶式輸送機堆煤時自動停車。

3 礦用視頻監控系統的應用

礦用視頻監控系統由KJ127 型礦用隔爆型以太網交換機、KHA127-A/B/C 三種型號礦用隔爆型攝像儀、視頻存儲服務器、PC 等組成。

3.1 KJ127 型礦用隔爆型以太網交換機

交換機額定工作電壓AC127 V，工作電流不大于200 mA，具有以太網電信號、光信號以及光電信號之間的數據交換功能。交換機為立式隔爆箱體結構，兩側有掛壁把手和喇叭嘴，下方有底腳，電纜可從防水接頭穿過并鎖緊，正面箱蓋可打開，方便接線和維護。交換機的主要功能是將所有攝像儀組成網絡，然后將視頻信號傳輸到視頻存儲服務器和監控PC 上。

3.2 KBA127A/B/C 型礦用隔爆型攝像儀

攝像儀接口為本質安全型，額定工作電壓AC127 V，分為A、B 和C 三種型號。其中A 型號采用黑白CCD 固體成像器件，視頻電信信號輸出；B采用數碼攝像機成像，轉換成以太網光信號輸出；C型采用低照度數碼攝像機，主要用于低照度環境，也可采用數碼像機成像，轉換成以太網光信號輸出，對外提供兩路以太網光口。在本系統中，主要是選用C型，該攝像儀可在無破壞絕緣的魔蝕性氣體的環境中使用。攝像儀為圓柱狀防爆簡式結構，下方有實裝架，前面是中間帶觀察窗的蓋板，前蓋板可打開，方便對觀察窗玻璃進行維護；后面是帶喇叭嘴的蓋板，電纜可從喇叭嘴穿過并鎖緊，后蓋板也可打開，方便接線與對內部元器件的維護。

4 實踐應用分析

KHP328 型礦用帶式輸送機綜合保護裝置及配套的礦用視頻監控系統已在同煤集團各煤礦帶式輸送機上得到了廣泛的應用。當前共累計推廣應用8套，配套的帶式輸送機項目有挖金灣虎龍溝煤業公司 DTL120/180/4 ×800 型 帶 式 輸 送 機 和DSJ140/300/3×630 型順槽可伸縮帶式輸送機、馬脊梁礦DTL120/180/4×800 型主斜并帶式輸送機等。KHP328 型保護裝置和礦用視頻監控系統應用在上述帶式輸送機運行過程中，各類保護傳感器均工作正常，動作靈敏、可靠，為保障煤礦高產高效安全開采起到了積極的作用。