浅谈综采工作面刮板运输机负荷与采煤机割煤行走速度的电控系统模型设计

李铭

(铁法煤业集团有限公司大强煤矿,辽宁调兵山 112700)

浅谈综采工作面刮板运输机负荷与采煤机割煤行走速度的电控系统模型设计

李铭

(铁法煤业集团有限公司大强煤矿,辽宁调兵山 112700)

本文简述运输机功率时时监控采集负荷动态信号,并由此信号去时时控制采煤机割煤速度,从而控制时时落煤和运输煤量,使运输机处于最佳功率状态工作,提高综采开机率,与此同时发挥设备的最大的效能,为现代化矿井的稳产高产,提供了技术保障。

割煤速度 电控系统 效率

1 实际工作状况分析

综采工作面的刮板运输机的长度主要取决于工作面的长度，随着综合机械化采煤的发展，综采工作面的长度也不断的加长，打煤机的截割深度也不断加大，这样一来对工作面刮板机的运输能力要求越来越高，目前，工作面长度达300米，采煤机截深1米以上，采高可达到7米。工作面刮板运输机最大设计长度达360米，中部槽的槽宽达到1400毫米，采用三驱动方式，功率达；3*1600KW=4800KW。

由于工作面刮板运输机的工作特点是靠滑动摩擦方式运输煤炭，其功率损耗远高于综采工作面其他设备，即使如此，在实际工作中，采煤机在大速度满载割煤时，时常发生刮板运输机超载的事情发生，导致刮板机被压住，出现此现象后，只能靠人力清理刮板机上的物料，此项工作十分消耗人的体能！最重要的是安全问题！人一但进入刮板机上，上帮煤壁的偏帮是随机发生的！

根据综采工作面刮板机的运输特性，采煤机由机头向机尾运行时，采煤机割煤的落煤点，逐渐的向刮板机机尾运行，距刮板机机头卸载点逐渐增长，刮板运输机上的煤炭运输长度也是逐渐加长，所以运输机的功耗逐渐加大。此功率消耗由两个条件产生的，一是刮板运输机的运输距离；二是采煤机的截割速度，采煤机的落煤量是正比率于采煤机行走速度。为保证刮板机正常工作，采煤机在向机尾割煤时，由其是割至机尾区域时，由其重要。

反之采煤机由机尾向头时，运输机上槽运输煤炭长有效长度逐渐缩短，其运输距离在渐渐的缩短，功耗逐渐减小，其采煤机的割煤速度可随着运输机功率来调节其割煤速度，以发挥设备的最佳效能。

图1

图2

2 运输机和采煤机功耗分析

下面图1第一个图示为采煤机等速运行割煤时，运输机功率消耗特性曲线，图1第二个图为采煤机变速运行割煤时，运输机功率消耗特性曲线。

通过特性曲线图可以看出，采煤机两种运行总的运行时间是相同的。

第一个特性曲线为：采煤机等速运行，当采煤机运行到机尾割三角煤区域时，其刮板运输机已经达到和超过了刮板机的运输能力，再加上工作面煤帮和顶板落煤及根进推刮板机铲到溜槽上的煤炭，极易导致压溜现象的发生！

第二个特性曲线图为：当达到运输机功耗接近满载时，其采煤机的牵引速度提应减速运行，使运输机上的煤量减少，从而减小运输机功耗。当向机头割煤时，在均载区和欠载区域时，采煤机的速度可加快，运输机仍然不会超载。采煤机的运行速度应根据刮板机的功率(或电流)来自动控制其截割速度。

3 设计思想与实施方案

从运输机终端开关上采辑实时信号，通过实时功率或电流信息，有效的控制采煤机行走速度，从而实现最佳功率匹配关系，实现刮板机的负荷对采煤机割煤速的控制。

具体实施方法有两种形式。

一是采集电流信号，集控开关负荷电缆上电流互感器采辑实时电流信息，经比较器进行处理，再经适配器，与其采煤机调速单元，来控制其采煤机速度。

式中：i——电流互感器采样电流

Ki——电流互感器互感变比

I——刮板机动态负何电流

二是采集功率信号，将采集信号处理后，可分别给采煤机变频调速系统，当运输机电流或功率达到某一值时，去调节采煤机变频调速系统，使其限定最大牵引速度，来调节采煤机的落煤量，从而确保运输机不会超载运行。

式中：P——刮板机电机有效瞬时功率信号

K——功率互感比例系数

U——刮板机电机相电压

I——刮板机电机电流

以上瞬时信号经采辑均以电流输出形式传送到下一级TTY进行数据协议转换，为减少传输过程中信号的衰减和损失，可采用RS485协议进行长距离传输(图2)。

4 结语

刮板机的实时电流及功率也可通过光电耦合器，经光纤通信传输到地面调度台和因特网络，实现更广的传输和监控功能，数据多方共享，实现真正意义上的现代化信息互联。

李铭(1968.2—),男,大专,1993年7月毕业于抚顺矿务局工学院电气专业,职称:工程师。