通过在该矿井下七个主要运输巷道及采区运输巷道的安装试用,均取得了较好的使用效果,并且在枣庄矿业(集团)有限责任公司所属各个煤矿进行推广应用。迄今为止,高庄煤矿的井下运输安全设施气动化改造已经达到95%以上。
煤矿地面空气压缩机自动控制技术的应用矿井地面及井下空气压缩机担负着整个矿井的井下掘进及修护用风。位于山东省济宁市任城区的山东淄博矿业(集团)公司唐口煤矿,原压缩空气供气系统运行的温度、压力、流量、电动机电流等参数主要依靠人力监控,系统运行可靠性低、安全性能不好,而且维护量大。通过对空气压缩机组的集散控制改造,利用力控组态软件实现了对空压机的电压、电流、温度等信息的实时监测,不仅消除以上弊端,达到空气压缩机组的集中控制、工况在线监测、变频节能为一体的综合效果,有效地避免机电事故的发生,同时节省维修费用和维护工作量,还为机电设备实现集中控制积累宝贵经验,具有良好的推广应用前景。
该矿空气压缩机房所配备的主要设备为离心式空气压缩机、冷冻式空气干燥器等,通过储气罐、连接管道和阀门等组成压缩空气供气系统,并配套冷却系统、仪表空气系统,计算机检测系统,为生产一线提供不同压力、不同负荷的气源。在此前提下确保合格的供气品质,满足稳定的气源压力,自动调节供气流量等是空气压缩机站自动控制的基本任务。唐口煤矿的7台空气压缩机皆为离心式,单台空气压缩机分三级压缩,电动机带动叶轮不停旋转,空气经滤网过滤之后进人一级压缩腔,空气由于离心力的作用被甩向一级压缩腔壁,经腔壁孔进人二级压缩腔。空气在一级、二级、三级压缩腔中压缩之后压力不断升高,由三级压缩腔流人储气罐,供矿井风钻设备采矿用。每级压缩腔中都安装有温度、压力、振动信号传感器,以及润滑油温度、压力传感器,对温度、压力、振动进行实时监测。
硬件系统。考虑到运行速度和可靠性,主机采用联想奔腾4处理机,通讯协议为标准的Modbus协议,现场控制机为英格索兰公司的单片机。由于通讯距离较长,现场数据采用RS485总线送到中控室,经ADAM转换器转换后,由RS232总线进入主机。
用三维科技有限公司的力控组态软件。用户可以方便快速地构造不同需求的数据采集与监控系统。
监控系统的功能。(a)显示功能。监控系统以图形方式显示空气压缩机的流程,动态显示当前的工况和运行状态,相应的参数显示在对应的位置上,使运行管理人员能及时了解空气压缩机的运行情况。(b)实时报警功能。监控系统对空气压缩机的振动、温度、油温、油压超过报警限值名灿板九咏I我59时,实现声音报警和指示灯闪烁报警,进行故障判断,报警记录。(C)数据库功能。监控系统建立实时数据库作为整个系统的万方数据数据处理、组织和管理的核心,记录实时过程的历史数据,用于过程存档、历史数据查询、事故分析、经验学习等。(d)工况自动切换功能。当系统压力超过用户设定压力时,设备由加载工况转为卸载工况;当系统压力小于用户设定压力84%时,设备由卸载工况转为加载工况。使得系统压力维持在一定的压力区间,确保矿井风钻设备有稳定的压力。
(e)设备远程操作与管理。用户可通过监控系统对空气压缩机进行远程启/停控制(设备的远程控制开关必须置为有效状态),数据库记录设备的累计运行时间,使长期运行的设备交替运行,避免某台设备长期运行,提高设备使用寿命。
Draw提供大量图形对象,利用这些基本图形对象以及插人外部位图组态得出空气压缩机组的总流程图画面和各台空气压缩机的画面,总流程图用不同颜色变化指示各台空气压缩机的运转、停止,以及显示几个关键监控数据点的实时值。如需看单台空气压缩机的数据,可鼠标单击切换到对应的压缩机画面。单台空气压缩机画面由下拉式菜单和流程图组成。流程图显示的是空气压缩机的设备、管道、阀门的连接情况和运行原理,当系统没有启动时,整个画面为静态。一旦系统进入运行,画面上将显示当前设备的启停和阀门开度,管道内的介质不停地流动,同时从现场检测的温度、压力、振动、润滑油温度和压力显示在对应位置,振动数据采用实时趋势曲线来表示。当有报警产生时,有声音和指示灯闪烁报警,并且弹出报警提示框和故障类型判别框,对当前报警进行确认后排除故障。
利用力控组态软件实现了对空压机的电压、电流、温度等信息的实时监测,有效地避免机电事故的发生,还节省维修费用和维护工作量。
实现空气压缩机工况的自动切换,远程操作与智能管理,使空气压缩机运转达到最优状态,延长使用寿命。
经济效益。该矿空气压缩机使用此项技术及配套监测监控装置后,有效提高空气压缩机组各部件使用效率及寿命,更加直观全面掌握设备的运行状况,使设备始终运行在最佳工况状态,每月节约电费3万元;由于简化操作、有效减少设备维护量,每月节约维修费用1.5万元;实现集中控制,减少人工费1万元;每月合计约5.5万元,全年可节约费用66万元。
社会效益。这个监控系统已在该矿投入使用,几年来的运行情况表明,此系统运行可靠、维护方便、监控过程显示直观,不但满足关键设备的监控要求,而且降低劳动强度、保证矿井生产的安全高效运行。
反井钻机液压系统的常见故障及原因反井钻井施工工艺在煤矿井下应用越来越广泛,但是反井钻井施工用的反井钻机液压系统比较复杂,液压动力源、液压控制元件、执行元件、辅助元件等比较多,故障率比较高;此外,由于各种元件和辅助装置机构以及油液大都封闭在壳体和管道中,不能够直观地了解其工作状况,因此在出现故障时往往要用较多的时间查询原因、排除故障。兖州矿业(集团)公司济宁三号煤矿总结了反井钻机在施工过程中出现的一些常见故障产生原因以及快速排除故障的方法。
⑴液压系统压力不足或者完全无压力。
油泵不排油可能是油泵转向不对、零部件磨损严重、吸油管上滤网堵塞或者油液太粘以及吸油管漏气;电动机功率不足,使油泵达不到工作