綜采工作面乳化液配液系統(tǒng)自動(dòng)化改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

舒剛

(陽泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 五礦， 山西 陽泉 045000)

0 引言

陽泉煤業(yè)集團(tuán)五礦年生產(chǎn)能力為500萬t，井下三個(gè)綜采工作面進(jìn)行回采作業(yè)[1]。在井下生產(chǎn)過程中，其引進(jìn)的試用設(shè)備在綜采工作面無法實(shí)現(xiàn)根據(jù)液箱液位變化自動(dòng)啟停的功能，所配套的設(shè)備需要安裝光纖及配套路由器和交換機(jī)。為保證正常供液,需專人值守。通過技術(shù)改造，不僅實(shí)現(xiàn)了人工自動(dòng)啟停并簡化了系統(tǒng)，還達(dá)到了煤礦減人提效、提高經(jīng)濟(jì)效益的效果。

1 引進(jìn)設(shè)備的總體改造思路

某工作面所使用的配液系統(tǒng)由JXGSZ-70JA-4A型綜合供水凈化站、TMBZYX(4000/50)型配液箱和TMBZYXG 4000/100型供液箱組成。該系統(tǒng)原設(shè)計(jì)具備自動(dòng)配液(供液)功能，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，并未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。故此系統(tǒng)僅能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)凈化、自動(dòng)配液、遠(yuǎn)程供液的功能，無法做到自動(dòng)啟停。經(jīng)反復(fù)研究分析，該自動(dòng)配液和遠(yuǎn)距離供液系統(tǒng)通過解決從地面供液需鋪設(shè)長距離管路及維護(hù)的問題，加強(qiáng)了對工作面乳化液質(zhì)量和用量的管控[2-3]。具體設(shè)備布置如圖1所示。

需要說明的是：

1) PLC控制柜、操作臺的位置可在雙方協(xié)商后調(diào)整。

圖1 供液設(shè)備布置

2) 由于沒有噴霧泵、注水泵的相關(guān)尺寸，請礦方根據(jù)設(shè)備實(shí)際尺寸布置。

3) 布置圖中組合開關(guān)、移變等為示意圖，不表示實(shí)際尺寸。

2 自動(dòng)配液系統(tǒng)的改造內(nèi)容分析

1) 原系統(tǒng)基本具備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的條件，控制系統(tǒng)如圖2所示。但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)硬件缺少進(jìn)水電動(dòng)球閥，在水箱水位低于設(shè)定值時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)無相應(yīng)結(jié)果輸出；軟件無法有效控制電動(dòng)閥動(dòng)作。

2) 原系統(tǒng)設(shè)計(jì)通訊方式為采用光路由器與光交換機(jī)通過光纖傳輸信號，工作面泵站處通過工控電腦遠(yuǎn)程接收系統(tǒng)狀況，再通過軟件手動(dòng)或自動(dòng)發(fā)出指令控制遠(yuǎn)程配液站配送液。同時(shí)，軟件操作與配置過于復(fù)雜，工作面推進(jìn)一段距離后光纖回收需要專業(yè)設(shè)備熔接做頭,使之日常維護(hù)復(fù)雜。

圖2 控制系統(tǒng)

3 自動(dòng)配液系統(tǒng)改進(jìn)方案

1) 增加一個(gè)控制器。將電動(dòng)球閥和泵站的控制器移動(dòng)至配液站，通過增加一個(gè)控制器專門解決自動(dòng)進(jìn)水的問題。由于控制器輸出的是電信號，通過設(shè)定一定的延時(shí)時(shí)間控制電動(dòng)閥，要進(jìn)行電動(dòng)閥的開啟與關(guān)閉需增加3個(gè)繼電器進(jìn)行接口轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換線路需要自行設(shè)計(jì)，而且這種延時(shí)控制方式的可靠性不高。為提高電動(dòng)球閥的可靠性，改造線路如圖3所示。

2) 簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。從液箱控制器A1接口加接口轉(zhuǎn)換電路，傳送電信號到配液站控制器的C2接口就可達(dá)到遠(yuǎn)程控制目的；同時(shí)，連接現(xiàn)有通訊光纜內(nèi)的抗拉鋼絲與屏蔽網(wǎng)作為導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)信號傳輸，可節(jié)約光纖1 300 m[4-5]。

4 改造設(shè)備效果檢驗(yàn)

1) 實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)配液(供液)系統(tǒng)的自動(dòng)化。

(1) 乳化油箱中濃縮液液位低時(shí)，自動(dòng)抽取濃縮液到乳化油箱中，抽至指定液位后自動(dòng)停止。

(2) 水箱中凈化水位低時(shí)，自動(dòng)開始制水，水位到達(dá)指定水位后自動(dòng)停止制水。

(3) 乳化液箱中乳化液液位低時(shí)，自動(dòng)配液，液位到達(dá)指定位置后自動(dòng)停止配液。

(4) 設(shè)備車處的乳化液箱中乳化液液位低時(shí)，自動(dòng)供液，液位到達(dá)指定位置后自動(dòng)停止供液。

2) 經(jīng)過改進(jìn)，系統(tǒng)可以連續(xù)穩(wěn)定自動(dòng)運(yùn)行，配液站每天只需檢修班進(jìn)行必要的濾芯清洗和更換，以及加注乳化油，其他班次可以無人值守，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配液(供液)完全自動(dòng)化，減緩了采煤隊(duì)組的人員緊張程度。

3) 本綜采工作面通過自動(dòng)配液(供液)系統(tǒng)自動(dòng)化改造，每天節(jié)省4人次，每人每年平均工資7萬元計(jì)算，共節(jié)省28萬元。若推廣至全礦，則每年節(jié)省84萬元。節(jié)約鋪設(shè)光纖電纜線1 300 m，共計(jì)節(jié)約成本21 000元。

5 結(jié)論

隨著煤炭安全生產(chǎn)要求越來越高，煤炭市場的嚴(yán)峻現(xiàn)狀要求企業(yè)降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、減少操作人員的數(shù)量、降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度已成為實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的重要措施，而現(xiàn)場施工隊(duì)組依靠現(xiàn)有設(shè)備的革新改造及意見反饋，也是提高設(shè)備效益的重要途徑。