主井煤流系統各轉載點自動噴霧系統的設計與應用

1、主井煤流系統各轉載點自動噴霧系統的 設計與應用劉相楠王明欽陳虎宋茂立兗州煤業(yè)股份有限公司東灘煤礦摘要:本系統通過采用西門子plc和變頻控制技術，充分發(fā)揮提升機數字化控制技術 的優(yōu)勢，在主煤流系統各轉載點設計和應用了一套自動化噴霧系統，以達到降 低現場粉塵濃度，改善現場環(huán)境目的。關鍵詞：主煤流系統;plc與變頻技術;噴霧;降塵;作者簡介：劉相楠（1979-），研究生，高級工程師。現在兗州煤業(yè)股份有限公 司東灘煤礦從事機電管理工作，擔任運轉工區(qū)區(qū)長職務。收稿日期：2017-7-19design and application of automatic spraying system for eac

2、h reprint point in main shaft coal flow systemliu xiangnan wang mingqin chen hu song maoliyanzhou coal mining co., ltd. dong tan coal mine;abstract：the sys tem adop ts si erne ns plc and frequency conversion cont rol t echnology to give full play to the advantages of the digital control technology o

3、f the hoist，designs and applies an automatic spray system in the main coal flow system, in order to reduce the dust concentration and improve the site environment.keyword：main coal flow system; plc and frequency conversion technology; spray; dust;received： 2017-7-191概述東灘煤礦主井煤流系統擔負著礦井原煤提升的重要任務，在主井提升系

4、統卸載 站、裝載幣同室煤流各轉載點，都會產牛大量的煤塵，這些煤塵有的浮游于作業(yè)環(huán) 境中隨風流流動，有的受重力作用形成積塵，不但會污染生產環(huán)境，降低設備 使用性能，增加設備故障率，影響設備使用壽命，還會對人體健康直接或間接 產生危害，情節(jié)嚴重的還會發(fā)生爆炸，給礦井安全生產帶來危害。為進一步加強 粉塵防治工作、促進無塵化礦井建設和職工職業(yè)健康工作，我們通過采用plc 和變頻技術，充分發(fā)揮提升機數字化控制技術的優(yōu)勢，分別在主井卸載區(qū)域和 主井裝載嗣室各轉載點研究設計一套自動化噴霧系統。通過該降塵系統的設計與 應用，達到降低主井提升系統各轉載點煤塵濃度目的，凈化現場空氣質量，保 證職工人身安全和身體健

5、康。2系統設計2.1系統方案研究通過研究主井2臺提升機及主井裝載皮帶系統運行特點，分析提升系統控制程 序，在主井卸載站設計一套變頻控制自動噴霧裝置，該裝置在箕斗卸煤期間自 動全頻運行，箕斗離開后，自動降頻低速運行;在主井裝載嗣室各轉載點設計一 套手/自動噴霧裝置，該裝置可根據皮帶、配煤車、給煤機啟停而自動工作以達 到降低各轉載點粉塵濃度，保證現場空氣質量的目的，保證職工人身安全和身 體健康。2. 2技術方案研究與應用2. 2. 1卸載站東灘礦主井井塔三層東西兩側各設容量為100t的受煤倉，分別接受2部提升機 箕斗（同側裝卸）提升上井的原煤。本次通過在主井三層卸載站安裝一套vfd-f 型小功率變

6、頻器（臺達）、電機、水箱、電磁閥及相關配水管路。主井塔三層卸 載站噴霧裝置安裝示意圖如圖1所示。>立柱受煤倉去井塔各層層漿房首先根據提升機運行特點，通過修改提升控制程序，當箕斗到達卸載區(qū)打開箕 斗扇形門卸煤時，灑水噴霧裝置自動開啟；卸煤完成后，噴霧裝置自動關閉。根 據對提升機在接近卸載區(qū)域的速度和噴霧裝置形成水幕的吋間（噴霧開啟后， 往往延時05ls）計算，提升機到達井口 30m位置時，是開啟灑水電磁閥的最 佳時間，此時，主井十層plc輸出箕斗到位信號，灑水電磁閥自動開啟灑水。經 過一段時間對提升機卸煤過程的觀察和研究，發(fā)現自灑水電磁閥開啟25s后， 箕斗內裝煤可完全卸空，且卸載區(qū)域基木

7、無揚塵，因此，命令電磁閥開啟25s 自動關閉，完成整個自動灑水噴霧工作。卸載站自動灑水降塵系統流程圖如圖2 所示。ii升機箕斗提升機旦動in工作y工作転不圖2卸載站自動灑水降塵系統流程圖下載原圖其次是設置變頻器控制參數，控制噴霧變頻泵電機啟動參數（見表1）,利用箕 斗卸載區(qū)域信號，設計箕斗到達卸載區(qū)域后，通過箕斗區(qū)域信號作為變頻器多段速指令1投入條件，自動調節(jié)變頻器頻率至工頻50hz,噴霧自動開啟，箕斗 離開卸載區(qū)域后，變頻器頻率自動降至20hz,變頻器處于低頻工作，達到節(jié)能 和降低煤塵濃度的目的。vfd-f型變頻器外部接線圖如圖3所示。表1 vfd-f型變頻器參數設置下載原表序號操作方式參數

8、原參數調整后參數1pro grata06-1500102prog/data02-000000頻:'3m odef5011 z2011 z設4pro grata00-04用5prog/data01-0060506prograta01-0160507pro grata01-024403808pr0g4)ata01-230000力9prograta02-01000110pro grata05-00005011 z11pr0g4)ata07-01#13a12pro grata07-02100%11.1/1313prog/data01-09101014prog/data01-0910102. 2

9、. 2裝載站rb1rc1r/l1s/l2t/l3r£賽景愛番翼聘路offvfd-frb1心*2/81 b2 u/t1 <vzt2 iw/t3ra1反屮停止外部異常 多段連指令1'多段速指令3/多段連指令4/出應股宦址ift_1菇止如叛湮1/2數宇值螃握同端子以上信號不可直接加入ttmib dcm24 v r fwd 5 rev irc1圖3 vfd-f型變頻器外部接線圖 下載原圖 東灘礦裝載站布置有2條膠帶輸送機和3個主煤倉，2條皮帶平行布置，井底煤 倉下口各設有2臺k-4型往復式給煤機，并通過2臺裝載膠帶輸送機（b二1000mm、v=3. 4m/s）送往井筒東西兩側的

10、裝載嗣室2個定量箕斗裝載設備， 以完成煤流系統皮帶運輸。圖4裝載站自動噴霧系統流程圖下載原圖圖5裝載站自動噴霧裝置布置圖下載原圖主井裝載噴霧用水來自于井下管道供水，利用系統管道壓力提供噴霧用水壓， 噴霧噴頭分別布置在皮帶機頭、配煤車、各給煤機轉載點處，每個噴霧點配置專 用電動球閥和配水管路。根據裝載皮帶及給煤機運行特點，當皮帶開及給煤機開 啟時，皮帶機頭噴霧和配煤車噴霧自動開啟，當某一個煤倉給煤機開啟時，安 裝在給煤機溜槽口的噴霧自動開啟，實現噴霧裝置自動開、關，達到降低裝載粉 塵濃度目的。裝載站自動噴霧系統流程圖、裝載站自動噴霧裝置布置圖如圖4、 圖5所示。2. 3關鍵技術及創(chuàng)新點(1) 本

11、系統采用西門子plc及變頻器技術，通過提升機plc區(qū)域信號，觸發(fā)變頻 器控制，在提升機主控系統與變頻器協同配合下，完成主井卸載站定自動化噴 霧，達到主井塔及卸載站降塵的目的。(2) 根據主井卸載及裝載站設備運行特點，重新編制plc控制程序，設置各轉 載點電動球閥邏輯動作，實現各轉載點自動化噴霧。(3) 裝載站各轉載點實行手/自動噴霧裝置，為每個電動球閥分別配置一套手動 噴霧裝載，確保有故障吋，可通過手動噴霧方式降低現場粉塵濃度。3試驗及應用效果該自動灑水系統投入使用至今，顯著降低了主井塔及裝載環(huán)境中粉塵含量，大 大改善了現場操作人員的工作環(huán)境，同時，減少了設備積塵帶來的諸如失爆等 一系列安全隱

12、患，使礦井提升安全運行壓力和隱患得到有效緩解和消除。4效益及推廣應用前景仃)未安裝灑水降塵裝置前，主井塔粉塵含量為150200mg/m,安設該裝置后， 環(huán)境中的粉塵含量明顯下降，粉塵含量僅為50100mg/m通過自動灑水降塵裝置 的顯著降塵效果，使空氣屮的粉塵含量減少，降低了職工誘發(fā)塵肺病等相關職 業(yè)病危害的幾率。經過一段時間運行，經濟社會效益顯著，具備在同等工況下運 用的條件。(2) 該項目的研究與應用降低了主井塔內部粉塵濃度，減少了提升機對主電機、 可控硅整流柜、控制柜等精密設備儀器的損傷，降低設備故障率，延長設備使用 壽命，具有較高的經濟效益。(3) 本設計與應用進一步提高礦井綜合防塵能力，凈化現場空氣質量，改善主 井