煤矿生产新技术、新工艺与新设备(神东煤炭集团,廖志伟,2019)

井下中央泵房
操作屏
KJD15控制站
1000M以太环网
1000M以太 网交换机
设备分布图
► 传感器：压力、
负压传感器；温
度传感器；超声
波流量、液位传
感器。
压力
► 抽真空装置：真 空泵、射流泵、 电动球阀
► 执行装置：就地 箱、电动闸阀
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负压
射流泵
水泵前轴、后轴、 电机前轴、定子、 后轴温度传感器
• 一、数字矿山简介
• 1.1数字矿山
•
就是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位
系统、激光扫描器等信息传感设备， 按约定的协议， 把任
何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信， 以实现智能
化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。数字矿山就
是“感知矿山”。
• （1）数字矿山的核心和基础仍然是互联网， 是在互联网基 础上的延伸和扩展的网络；
• （2）其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间， 进行 信息交换和通信。
• 数字矿山=“感知矿山”，就是通过各种感知、信息传输与 处理技术，实现对真实矿山整体及相关现象的可视化、数字 化及智慧化。
• 信息全面数字化：就是将矿山地理、地质、矿山建设、矿山 生产、安全管理、产品加工与运销、矿山生态等综合信息全 面数字化。
• 矿井火灾束管监测系统、 • 地测地理信息系统、 • 采矿协同设计系统、 • 输配电地理信息系统、 • 智能化矿井通防系统、 • 给排水地理信息系统、 • 综合管线管理系统、 • 安全管理系统、 • 资产管理系统、 • 矿山生产成本管理系统、 • 矿山综合管理系统等；
某矿综合自动化系统实例
这个自动化系统还未将 综采工作面设备监控系 统和综掘设备监控系统 融入进来，目前还只为 网络化的语音信号传输 和管理以及工业电视组 成。在调度指挥控制中 心可以监控煤矿井上、 下安全生产全过程，并 通过网络将其传输到煤 矿各科室和上级调度中 心。
真空泵
超声波流量、 液位传感器
井下变电所监控系统
调度中心上位机
工业以太网交换机
工业以太环网
工业以太网交换机
监测分站 EtherNet
RS485
…… 变电所综合保护单元
井下变电所
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地面变电所监控系统
调度中心上位机
工业以太网交换机
工业以太环网
工业以太网交换机
现场分站
EtherNet RS485
…… 地面变电所综合保护单元
煤矿新技术、新工艺、 新设备和新材料
讲授人：廖志伟 工程师 专业四级师 DATE：2019.07.26
团结筑梦
一、新技术、新工艺、新设备和新材料 1、现代化矿山信息集成（数字矿山） 2、采掘机械方面的新技术 3、变频技术的应用 4、ZBT系列(智能)斩波调速控制器在电机车上的
应用 5、其他“四新”技术介绍
• （2）对环境参数的监测（安全监控系统）：监测顶板矿压 、瓦斯浓度、空气温度、环境风速，在控制系统上可进行 实时数据显示，并可同步数据上传到地面。
• （3）地面综合数据显示：显示工作面设备和皮带机运输系 统设备的运行状况，沿途电话状况，环境参数情况，使矿井 调度中心操作员及时直观掌握生产状况，满足生产调度和安 全指挥要求。
• （4）语音报警：实现工作面设备和皮带机运输系统Fra Baidu bibliotek备的 启停语音报警，实现环境参数超限、设备电压、电流过载语 音报警。
• （5）采煤机定位：对采煤机在工作面位置进行监测，通过 对采煤机在工作面位置连续监测，可随时掌握工作面的生产 情况，以便合理调度生产。
• （6）皮带保护功能：可监测温度、堆煤、撕裂、速度、跑 偏、烟雾，实现开关量、模拟量的双输入和就地显示。
压风机监控系统
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压风机监控系统
压风机监控系统接入
每台空压机配置有PLC自动控制装置，具有COM通讯接口。
井下主煤流运输集控系统
安全保护系统具有胶带机打滑、堆煤、满仓、煤位、超温洒水、烟雾、 温度、沿线急停、跑偏、断带、撕裂和语音系统等多种保护和装置。
井下主煤流运输系统
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井下泵房监控系统
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地面变电所监控系统
主通风机监控系统
用PLC等作为控 制核心，并与现 场总线相结合， 对煤矿主扇风机 统一集中监控， 通过以太网与全 矿井自动化平台 无缝接入，实现 主扇风机的无人 值守。
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提升机监控系统
通过提升机配套的PLC电控系统，可以直接接入工业以太网交换机，接入 方式有两种：一是从电控系统的PLC接口（以太网、COM）上接入；二是从 控制系统的上位机接入。实现对提升机系统的全部信息的网上监测。要求 监测的主要信息：实时速度、电流曲线、电压、电流、故障、开停、电机 温度、PLC状态、开关量、模拟量、钩数、提升容器位置等。
• 动态控制矿山安全生产与运营的全过程：将感知技术、传输 技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、现代信息管理 等与现代采矿及矿物加工技术紧密相结合，构成矿山中人与 人、人与物、物与物相联的网络，动态描述、控制矿山安全 生产与运营的全过程。
• 数字矿山建设的基本内容有（21个）： • 安全监测监控系统、 • 井下人员定位和管理系统、 • 工业电视监视系统、 • 井下皮带监控系统、 • 主副井提升监控系统、 • 采区变电所监控系统、 • 主要扇风机房监测系统、 • 系统集成平台建设、 • 矿压观测与分析系统、 • 水文监测与分析系统、
• 1.4综采工作面监控系统
• 可对工作面设备运行、环境参数进行远方监测和控制、显示 ，并能对生产进行及时调度。
综采工作面监控系统构架图
耦合电源箱
综采工作面 监控系统
多功能电话机
矿用隔爆并本安型组合开关
• 综采工作面 监控系统实现：
• （1）对工作面设备的控制（矿用隔爆并本安型组合开关） ：实现对工作面破碎机、转载机、刮板输送机、采煤机等 的逆煤流启动、顺煤流停车及单控、点动逻辑闭锁；实现 对工作面设备的近端和远端启停控制，监测工作面破碎机 、转载机、刮板输送机、采煤机前后运输机等设备的工作 电流、电压、功率等数据的动态变化。
风机
地面变 电所 皮带机
变电所
移动 通讯
空压机
分站 固定 通讯
提升 洗煤
中央变 电所
主排 水泵
视频 监控
• 1.2安全监控系统
• 对井下有毒、有害气体、工作环境温度、设备开停状态等实行 监控。
• 1.3人员定位系统
• 对井下人员进行下井次数、井下停留时间、位置等信息进行监 测、总分类统计，并自动生成考勤记录表。同时也可以对地面 人员的上下班实现考勤管理。