近年来,矿井生产作业的智能化水平不断提高,得益于各类现代化设施的应用,构建强有力的生产保障系统,满足生产及控制的需求。基于智能化生产管理背景,做好各个系统运行的分析,针对存在的弊端与风险采取优化措施,提升皮带集中运输动力系统运行效益水平,具有现实意义。
1 矿井皮带集中运输的安全管理要求
从矿井皮带运输管理的角度分析,关键在于状态监测与事故预警,及时排出潜在的隐患与问题,保障作业的安全性和高效性。构建的矿井皮带集中运输动力系统,主要作用为控制与动能提供,发挥着重要的作用。对于此部分进行优化,关键点在于精准的提升,防范运输事故的发生。实践中要坚持具体问题具体分析的原则,针对采购把关不当和安装问题以及运行管理风险等,采取有效防范与应对措施,消除潜在的运输风险,保障皮带集中运输的效益。
2 矿井皮带集中运输动力系统弊端与风险分析
2.1 基于液力耦合器的集中运输的问题
使用的设备包括交流双电机和减速器以及液力耦合器等,通过集中组合利用普通隔爆防爆型开关,实现停电与送电控制,借助电机提供动力,使用减速机减速,利用液力耦合器软启动,并且配置弹性可移式联轴器。因为耦合器软启动无法按照力学特点,按照一定的曲线启动,使得减速机负荷侧冲击载荷很大,且配置的弹性可移式联轴器使用寿命短,系统的电机也会受到荷载冲击影响。除此之外,需要不定期更换液力耦合器;电气控制的智能化水平不高;设备运行维护频繁。
2.2 基于晶闸管软启开启开关的集中运输问题
采取的集中运输模式,需配置2-3个交流电机和减速器以及连接装置等。构建时配置PLC控制机当做智能控制机,主要应用于控制晶闸管软启开关开启与停止;使用的是交流电机,为皮带运输提供动力;使用减速机进行减速;使用连接装置进行连接。配置的晶闸管软启开关,采用的是控制串接在电源和被控电机间的三相反并联晶闸管的导通角,促使电机的端子电压可以从预设参数增加到额定电压值,采取控制电压的方式调节电动机的输出扭矩,达到软启动与停止等目的,有效控制电机的控制设备。配置的电机设备,其扭矩和电压的二次方有关,不过非线形关系,因此会给减速机负荷侧带来载荷冲击影响。从缺陷与隐患角度分析,受荷载冲击影响较大,连接件的使用寿命不长,并且电机也会承受载荷冲击。除此之外,配置的设备数量很多,需配置专业的电力人员维护,维护成本很高。
2.3 基于变频器控制直流启动的模式问题
从集中运输控制的角度分析,配置了2-3个直流电机和减速器以及连接装置等。实际应用中利用普通隔爆防爆开关,当做停送电开关;配置PLC控制机当做智能控制机;利用滤波器和在波器等提供所需的电力;利用直流电机提供所需的动力;利用减速机减速;借助连接装置实现连接。使用变频器装置提供所需的变频直流电,满足特定的需求,配置直流电机可以根据特定的需求提供动力,输入力矩达到启动负载的要求。从风险角度分析,负载给电机和减速机以及连接装置造成的冲击很小。与此同时,机械设备冲击载荷很小,机械设备的使用期限很长,且维修成本不高。不过由于电力动力源需要依靠滤波器和载波器提供,借助变频控制提供直流电,因此需要建设专用变电所,同时和井下交流电保持适宜的距离,以此避免安全事故的发生,但维护成本很高。
2.4 基于CST系统控制的模式问题
此模式的设备,主要为交流电机和CST减速软启一体机以及连接装置等。根据皮带集中运输的需求,配置再启动电机和冷却电机以及油压电机等。从系统运行的原理分析,电机全速空载启动,能够将动力传送给可控减速机;配置的减速机,可以将油压系统传递的油压作用于内部链接结构,促使输出依据油压的变化输出直到油压恒定,也就是输出功率与电机输出功率相等。电气控制选择的是PLC智能控制方面,可以连接很多保护闭锁装置,并且自带有备用启动电机,若遇到运行故障则能够迅速切换,整体的安全运行系数很高[1]。
3 矿井皮带集中运输动力系统弊端与风险的应对处理
3.1 优化集中运输动力系统
从矿井皮带集中运输系统构建的角度分析,可选择的动力系统很多。不同的模式优缺点差异,需结合矿井的具体情况选择适宜的模式。对动力系统要进行优化,增设备用动力设备,以此保障皮带设备可以稳定运行。将无法修复的动力设备替换下来,避免造成工作停止。一般来说,可选择的增设方案如下:1)双电机驱动方案。除了增加双电机设备用于驱动外,还配置1个备用驱动设备,采用相同的连接方式。备用设备日常不运行,去除和负载间机械连接的装置,若投入运行则加上机械连接装置,通电便可以使用。2)三电机驱动。增加三个电机设备用于驱动,同时配置1个备用驱动设备。其中,备用设备与其他设备的电气连接方式相同,不过启动顺序差异,去除与负载间机械连接的装置,当投入运行时则加上装置,利用PLC控制切换[2]。
3.2 优化软启动系统
上述分析中提到负载会给设备造成很大冲击,优化软启动系统的性能,减少瞬间峰值给电气设备造成的冲击,可增加电气设备与机械设备的使用时间,控制系统运行成本。一般来说,软启动系统的方法如下:1)基于晶闸管原理软启的电气系统;2)变频器控制的直流软启;3)CST可控启动器软启。结合实际情况选择适宜的方案,降低整体冲击。
3.3 做好安全防护与运行管理
对矿井皮带集中运输动力系统运行情况,做好全面梳理与分析,明确安全风险点,采取有效的安全防护措施,实施严格控制措施,切实保障系统运行的安全性与稳定性[3]。例如,对关键位置与技术节点设置安全保护装置,达到设备自我监控的效果。若进入保护装置动作模式,那么设备会停止运行,当故障消除后可以自动恢复,具备设备自我检测功能与自我保护功能。日常的运行管理方面,对矿井皮带集中运输动力系统实施全面精细化运行管理,消除潜在的隐患与风险,切实保障系统的性能在线,避免出现隐患与问题,保障矿井生产作业的安全与效益[4]。
4 结语:
综上所述,矿井皮带集中运输动力系统运行的弊端与风险,大致可以分为设备使用寿命和维护成本等,需结合具体问题,采取优化与应对措施。通过优化集中运输系统,升级动力设备与其他装置,使用成熟的软启动系统,达到弊端与风险防范的目的,促使矿井皮带集中运输动力系统稳定运行,创造更多的效益。
参考文献:
[1]李琦.简析煤矿井下辅助运输的现状与发展趋势[J].当代化工研究,2021(13):13-14.
[2]闫根智.龙山煤业安全风险辨识评估及风险管控措施[J].山东煤炭科技,2021,39(03):192-195.
[3]孟天府.TBM技术在复杂矿井施工中风险分析及对策[J].能源技术与管理,2021,46(01):146-148.
[4]王道元. 煤矿安全风险智能管控与信息决策分析系统[D].安徽理工大学,2020.