煤礦井下給煤機可視化遠程操控技術的實踐

張景萍

（晉華宮礦安監站，山西 大同 037003）

晉華宮礦1956年建成投產，現主要開采12-2號、12-3號煤層，煤流系統較長。受礦井建設初期設計所處年代的影響，井下漏煤眼給煤機操作空間狹小，操作工緊鄰給煤機進行操作，存在較大安全隱患，并且易導致操作人員聽力受損，甚至患塵肺病等疾病。受2019年多起給煤機歘煤導致人員傷亡事故的啟示，決定以3#煤倉為試驗點，對給煤機的操作系統進行改造[1-6]。

1 工程概況

晉華宮礦盤區及主煤流系統共有7個井下漏煤眼（煤倉），如圖1。3#煤倉深度20 m，煤倉直徑5 m，原煤容量500 t，使用ZWJ-1200型給煤機，位于河北二部強力皮帶與河北頭部強力皮帶之間，是重要的煤流樞紐之一。該井下煤倉操作空間狹小，人員緊鄰操作，符合改造條件。

圖1 晉華宮礦井下煤流系統圖

2 改造方案

（1）保證安全操作距離

3#煤倉給煤機操作空間狹小，首先建設給煤機遠方操作室，遠離落煤點，安裝在距給煤機出料口上風口水平間距大于20 m的較大空間處，保證通風良好，安全逃生通道暢通。操作間布置操作按鈕、信號鐘鈴、電話和監控視頻，方便給煤機操作工及時發現問題和處理問題。

在操作平臺利用40角鋼和3 mm鋼板焊接制作操作房的墻體，40角鋼上打孔，方便井下員工組裝；利用Φ12 mm圓鋼制作操作房的門栓和門把手；利用90×110礦用工字鋼制作給煤機遠方操作平臺的橫梁；利用6分鋼管和80#槽鋼制作平臺四周的護欄；利用6分鋼管和3 mm鋼板制作平臺扶梯，方便操作工上下。

（2）可視化設備的選型

因給煤機操作時需時刻觀察煤量變化，所以要實現遠程操控，必須優先選擇遠程可視化[7]。根據礦井現有設備的實際情況，攝像頭決定選用KBA166型礦用隔爆型光纖攝像儀，安裝在觀察落煤點合適位置的巷道頂板上以及電機、減速機附近；操作硐室選用XB127礦用隔爆型顯示器，用以接收和顯示落煤點、給煤機電機、減速機的實時情況；運用LJY127（A）礦用隔爆兼本安型硬盤錄像機對現場畫面進行存儲，用于重播觀看。

（3）操控系統的改造

在操作系統方面，由原來的油泵控制，變更為集中電液控，采用KXJ-120可編程控制箱，優化供電系統。KXJ-120可編程控制箱作為液壓給煤機專用電控箱，內部設置一用一備，在設備損壞及突發情況下，隨時切換到備用，保證正常生產。

液壓振動給煤機液壓站控制系統分為就地、自動兩種控制模式：

① 就地控制模式。電控柜上的旋鈕開關打到就地檔位，按動電控柜上標有【油泵1啟動】或【油泵2啟動】的按鈕，油泵工作，按動【油泵1停止】或【油泵2停止】按鈕，油泵停止工作。油泵電機只能啟動其中一臺，兩臺無法同時工作。

② 自動控制模式。電控柜上旋鈕開關打到【自動】檔位，系統默認油泵電機1自動啟動。油泵電機工作一段時間后壓力值達到壓力表設定的最高壓力10 MPa時電機自動停止，油缸動作一段時間后壓力低于壓力表設定的最小壓力5 MPa時電機自動啟動。此控制過程中，電機的啟動/停止不需要人為干預。

油泵電機的選擇：油泵電機工作時，只能啟動其中一臺，另一臺作為備用。如果油泵電機1出現故障可以通過電控柜里面的切換開關進行切換。切換開關打到【油泵1】，【油泵1】工作；切換開關打到【油泵2】，【油泵2】工作。

液壓振動給煤機遠方操作系統中各個油缸的控制分為就地、遠程兩種模式：

① 就地模式。電控柜上的旋鈕開關打到就地檔位，按動電控柜上標有【平板閘門開】按鈕，平板閘門開啟；按動電控柜上標有【平板閘門關】按鈕，平板閘門關閉。按動電控柜上標有【前擋板開】按鈕，前擋板開啟；按動電控柜上標有【前擋板關】按鈕，前擋板關閉。按動電控柜上標有【調傾角升】按鈕，振動槽體升；按動電控柜上標有【調傾角降】按鈕，振動槽體下降。

② 遠程模式。電控柜上的旋鈕開關打到遠程檔位，按動遠方按鈕盒上【平板閘門開】按鈕，平板閘門開啟；按動遠方按鈕盒上【平板閘門關】按鈕，平板閘門關閉。按動遠方按鈕盒上【前擋板開】按鈕，前擋板開啟；按動遠方按鈕盒上【前擋板關】按鈕，前擋板關閉。按動遠方按鈕盒上【調傾角升】按鈕，振動槽體升；按動遠方按鈕盒上【調傾角降】按鈕，振動槽體下降。

給煤機遠程操控流程圖如圖2。

圖2 給煤機遠程操控流程圖

3 應用效果情況

給煤機操作實現遠程操控后，優化了工作環境，降低了操作工因傳統近距離操作而受到粉塵、噪音等造成的職業傷害，重要的是極大降低了給煤機落煤點因水煤泥歘煤事故導致人員傷亡的概率，為提高給煤機操作工的人身安全系數起了重大的作用。給煤機可視化遠程操作的運用，能夠在發生事故后對現場畫面進行還原，有助于查明事故發生的原因，為針對性的解決問題提供依據。

4 結語

給煤機可視化遠程操作技術的實踐，為其他存在較大安全隱患的工作崗位實現遠程操作提供了寶貴的經驗，具有一定的推廣應用價值。