1、礦井主皮帶運輸集中控制及語音通信一體化系統方案淄礦集團岱莊煤礦天津華寧電子有限公司一、前言隨著岱莊煤礦服務年限的增長和采區的進一步開拓布局，井下主運輸膠帶機和各采區膠帶機都需要延長或接力，并且煤流的轉載主要由采區膠帶機直接轉載到主運輸膠帶機上，這樣就形成了運輸系統線路長、崗位多、聯絡環節多等特點，勢必造成人員增加、分散，不利于安全生產和科學管理。在礦山生產領域，生產經營管理的高效性、實時性、安全性直接影響到企業的生產效益和成本控制。皮帶運輸系統的建設、管理、調度應該向著信息化、智能化、可視化、集中加分布式控制化的方向發展建立運輸系統完善的調度指揮中心勢在必行。鑒于此，根據岱莊煤礦實際使用要求，

2、達到安全可靠運行及減人增效的目的，我們采用現場總線，建立岱莊煤礦井下運輸膠帶機集中控制及語音通訊系統。該系統可以與語音廣播系統兼容，并為信息自動化平臺提供接口和數據。 二、KTC101系統簡介KTC101通訊、控制系統是我公司自主開發設計、生產的新一代產品，在各礦實際使用中，得到了廣大用戶的一致好評。作為煤礦井下通訊、控制、保護和監測一體化系統，它有以下優點：1. 多膠帶機控制：每臺控制器可同時最多控制8部皮帶，單臺控制器最長控制距離可達8公里。控制器之間實現無縫連接，最多255臺控制器的級聯使控制距離最長可以達到2040公里。2. 拉線急停：不需要單獨鋪線，只需要拉動本系統的七芯雙屏蔽雙護套

3、阻燃拉力電纜，就可在膠帶機沿線任何位置實現膠帶機急停。（選配）控制器上和地面主機上都會顯示出急停的位置。沿線同時給出急停語言報警。3. 皮帶保護：實現皮帶機頭、機尾跑偏保護、堆煤、速度、溫度、煙霧等保護。4. 語音處理：每部擴音電話上帶有通話按鈕和打點按鈕，可進行通話和打點。可實現膠帶機沿線和井上調度室之間的通話。所有報警都是中文語言報警而非單一的頻率報警。5. 與程控電話聯網：加入耦合器，可以實現沿線和程控電話之間的通話。可實現人工或自動轉接，自動掛機功能（選配）。6. 和調度室直接通話：通過光纖和環網傳輸，實現調度室和皮帶沿線的直接通話。7. 地面集控、就地控制、聯鎖：只須在地面增加一臺計

4、算機，并安裝我公司提供的組態監控軟件，就可從地面調度室對每一部膠帶機進行集中控制。從地面及各皮帶頭均可實現膠帶機的單起、單停。8. 顯示屏：控制器帶有10.4寸彩色液晶顯示器，可顯示各皮帶狀態信息。9. 故障顯示：對沿線進行檢測，一旦線路電纜出現故障，或某傳感器出現故障時，控制器和井上主機都會顯示具體的故障位置。10. 工況檢測：如用戶需要，對每部膠帶機，都可實現對電機電流的檢測，并實時顯示。當超過設定值后，進行語言過載報警。另外，可對皮帶速度、軸承及繞組溫度、煤倉煤位、瓦斯濃度、風量等模擬量進行檢測和顯示。KTC101系統的每一路輸入都可接入開關量或4-20mA、1-5V、PT100溫度電阻

5、、200-1000Hz等模擬量。11. 靈活的參數設定：所有參數（比如增加或減少傳感器、傳感器保護延時、保護后是否報警、是否停機等）都可在現場控制器上方便地設定，而不需要由廠家工程師每次通過編程進行調整。12. 電纜及接插件:該系統采用七芯雙屏蔽雙護套阻燃強拉力電纜，接插件采用鍍金處理，接插件外殼為精鑄不銹鋼，接插采用“U”型銷快速連接，達到IP67標準。二、岱莊煤礦井下運輸線流程圖2.1 煤流方向2.2 邏輯關系皮帶按逆煤流方向依次啟動，按順煤流方向依次停車。在集控方式下，當皮帶出現停車時，為防止堆煤它的后一級皮帶會自動停車。啟動皮帶時，如果前一級皮帶沒有啟動，它也無法啟動。煤倉都安裝超聲波

6、物位儀檢測煤倉煤位。當出現滿倉時，首先報警提示工作人員注意。如果倉位繼續升高，到達設置的停車值時后面所有的皮帶機會自動停車。在檢修方式下，所有皮帶可以解除聯鎖，單啟單停互不影響。三、岱莊煤礦井下皮帶集控系統配置圖3.1 配置方案根據岱莊煤礦井下現場情況，將皮帶運輸線分成3個單元。3個單元在本區域實施集中控制，按其每個控制單元分別詳細說明配置： 1號控制單元：設備名稱長度（米）功率（KW）速度（M/S）電壓等級（V）啟動方式控制方式-315東膠皮帶機10502*1602.51140直接啟動參與3300上倉皮帶機160752.51140直接啟動參與3300膠巷皮帶機12002*1322.51140

7、直接啟動參與-315膠巷1#皮帶機12002*1602.51140直接啟動參與-315膠巷2#皮帶機10002*1102.51140直接啟動參與配置描述在煤倉口安裝一臺KTC101-Z控制器，采用雙沿線控制-315東膠皮帶和3300上倉皮帶、3300膠巷皮帶、-315膠巷1#皮帶、-315膠巷2#皮帶。皮帶沿線保證每300米安裝一臺KTK101-2-A擴音電話。機頭機尾及轉載點安裝KTK101-1組合擴音電話。在-315東膠皮帶機頭、3300膠巷皮帶機頭、-315膠巷1#皮帶機頭及-315膠巷2#皮帶機頭安裝KJS101-8輸入輸出。配置圖如下：2號控制單元：設備名稱長度（米）功率（KW）速度

8、（M/S）電壓等級（V）啟動方式控制方式5326皮順皮帶機8002*752.51140直接啟動參與5300集膠皮帶機9302*1322.51140直接啟動參與給煤機5.51140直接啟動參與西翼2#皮帶機7002*752.51140直接啟動參與 配置描述在5300集膠皮帶機機頭（煤倉口），安裝一臺KTC101-Z控制器。控制器出兩條沿線，一條沿5300集膠皮帶向5326皮順皮帶機鋪設。沿線每300米安裝一臺KTK101-2-A擴音電話。機頭機尾及轉載點安裝KTK101-1組合擴音電話。另一條沿線沿煤倉向下到西翼2#皮帶機尾，安裝一臺KJS101-4輸入輸出和KTK101-1組合擴音電話。然后向

9、機頭鋪設，沿線每300米安裝一臺KTK101-2-A擴音電話直至機頭。在機頭安裝一臺KJS101-12輸入輸出。見配置圖。3號控制單元設備名稱長度（米）功率（KW）速度（M/S）電壓等級（V）啟動方式控制方式-485東膠皮帶機3502*752.51140直接啟動參與-485東集膠皮帶機8002*752.51140直接啟動參與2344聯絡巷皮帶機280752.5660直接啟動參與2344軌順皮帶機220552.5660直接啟動參與配置描述在-485東膠皮帶機頭安裝一臺KTC101-Z控制器，沿-485東膠皮帶機、-485東集膠皮帶機鋪設電纜。機頭機尾及轉載點安裝KTK101-1組合擴音電話。在-

10、485東集膠皮帶機尾安裝一臺KTK101-1，然后向2344聯絡巷皮帶機鋪設至2344軌順皮帶機機尾。在-485東集膠皮帶機頭、2344聯絡巷皮帶機頭及2344軌順機頭安裝KJS101-8輸入輸出。配置圖如下：3.2、 岱莊煤礦皮帶集控系統完成功能：1 每個控制單元里的控制器可以對單元內所有設備進行集中控制，控制方式包含：（1）集控控制方式、（2）就地控制方式、（3）檢修控制方式、（4）點動控制方式2 語言報警：（1）起、停語言報警、（2）皮帶保護語言報警、（3）傳感器故障語言報警、（4）皮帶沿線閉鎖語言報警3 皮帶開機率統計4 皮帶運行狀態彩色圖形顯示5 皮帶運行狀態文字提示6 閉鎖位置彩色

11、圖形顯示7 線路故障位置顯示8 電流檢測及顯示9 皮帶運行速度實時顯示10 低速、斷帶、打滑保護,和前一膠帶的連鎖。11 堆煤保護12 跑偏保護13 煙霧保護14 超溫保護15 沿線語音通話16 提供RS232或RS485標準通信接口四、經濟及社會效益分析經濟效益分析1、 本系統與其它同類系統相比較，相同容量相同性能的情況下節約資金40萬。2、 運行成本部分：每年節約電費統計：由于崗位分散，聯絡不暢通，輸送皮帶經常出現空轉情況。以每天累計空帶運轉1小時，雙驅動200kw輸送機空載功率按額定功率的30%計算。每部輸送機每天空載耗 200kw30%21=120kwh/天以每月21天有效工作時間計算

12、，每部輸送機輸出空耗電力 120kwh21=2520kwh/月5部輸送機每年共計空耗電力 2520125=151200kwh按0.584元/kwh計算，改造后每年可節約的電費是 1512000.584=8.83萬元每年節約托輥費用統計：岱莊煤礦3個控制單元皮帶機長度（1米皮帶）3600米，（0.8米皮帶）4200米。1米皮帶上托輥共需2400串，下托輥共需1200串。0.8米皮帶上托輥共需2800串，下托輥共需1400串。按每串托輥壽命7200小時/組計算（1米皮帶每串上托輥價格按260元，下托輥每串按160元。0.8米皮帶每串上托輥價格按165元，下托輥每串按90元。）改造前每年空轉時間 1

13、2112=252小時1米皮帶每串上托輥節約資金252/7200 2400260=2.2萬元1米皮帶每串下托輥節約資金252/72001200160=0.67萬元0.8米皮帶每串上托輥節約資金252/72002800165=1.6萬元0.8米皮帶每串下托輥節約資金252/7200140090=0.44萬元改造后每年節約托輥投入資金 共 4.9萬元實現區域皮帶機集中控制前后用人情況對比表第一個區域第二個區域第三個區域合計三班司機替休人員小計三班司機替休人員小計三班司機替休人員小計皮帶機集中控制前12315123151231545皮帶機集中控制后31431431412改造后減少輸送機工作人員33人。

14、按每人月費用4000元計算，每年可節約資金40003312=158.4萬元共計節約8.83+4.9+158.4=173.13萬元社會效益分析 本集中控制系統有利于運輸線進行各項工作的協商、安排，大大減少井下工作人員的勞動強度，提高了工作效率。集中控制功能減少了控制設備和人員，有助于減員增效。系統啟動、停車的語言報警功能，提高了設備的安全可靠性。集中控制系統可以最大限度發揮皮帶運力，提高生產水平，為岱莊煤礦的集約高效生產提供有力保證。五、配置系列明細表岱莊煤礦運輸皮帶集控及語音通訊系統由三個獨立單元組成。為了設備之間配接接口統一、協議一致， -315膠巷控制單元的磁力啟動器采用我公司生產的系列組

15、合開關。本著高性能、高性價比的標準，給出如下分項明細及價格。5326膠巷皮帶機、5300集膠皮帶機、煤倉、給煤機及西翼2#皮帶機序號名稱型號數量單位單價總價1礦用本質安全型控制器KTC101-Z-D1臺97018.7497018.74 2礦用隔爆兼本質安全型電源KDW101-D1臺35100.00 35100.00 3礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-13臺3969.81 11909.43 4礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-2-A5臺3011.58 15057.90 5礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-2-HAI1臺10044.45 10044.45 6輸入輸出KJS101

16、-41臺7939.62 7939.62 7輸入輸出KJS101-82臺12870.00 25740.00 85米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X54條1287.00 5148.00 950米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X502條2971.80 5943.60 10100米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X10025條4843.80 121095.00 11礦用本質安全型速度傳感器GSC6-SC3臺2106.00 6318.00 12礦用本質安全型跑偏傳感器GEJ-15-P12臺900.90 10810.80 13礦用本質安全型溫度傳感器GWM-40-W3臺643.50 193

17、0.50 14礦用本質安全型煙霧傳感器GQL0.1-Y3臺3861.00 11583.00 15礦用本質安全型堆煤傳感器GUD-330-D13臺1287.00 3861.00 16礦用隔爆兼本質安全型遠程控制箱KDG-127/3-43臺5616.00 16848.00 17礦用本質安全型縱撕傳感器GVY13臺2574.00 7722.00 18礦用隔爆型電磁閥DF-20/53臺1200.00 3600.00 19礦用本質安全型組合急停閉鎖開關KHJ15/18-1-IT3臺2258.10 6774.30 20電纜連接器KTK101-0422個1126.71 24787.62 21礦用本質安全型多

18、功能終端KFD1012臺5265.00 10530.00 22插座專用U型銷KTK101-1570個3.51 245.70 23通用安裝護板KTK101-169個187.20 1684.80 24電纜掛鉤KTK101-17-A700個5.85 4095.00 25電纜卡子7XKTK101-3040個5.85 234.00 264芯電纜MKVVRP-450/750-4*0.5800米11.80 9440.00 27控制器及電源箱安裝架KTC101/102-AZJ1套468.00 468.00 28遠程控制箱安裝板KDG-127/3-4-AZB3套35.10 105.30 29跑偏傳感器安裝支架G

19、EJ-15-0212套163.80 1965.60 30超聲波物位儀KGU5B-201臺29400.00 29400.00 31輸入輸出KJS101-OH1臺3404.73404.7共計490805.06-315膠巷1#、2#皮帶機、3300皮帶機、3300上倉皮帶機、-315東膠皮帶機序號名稱型號數量單位單價總價1礦用本質安全型控制器KTC101-Z-D1臺97018.7497018.74 2礦用隔爆兼本質安全型電源KDW101-D1臺35100.00 35100.00 3礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-14臺3969.81 15879.24 4礦用本質安全型組合擴音電話KTK101

20、-2-A12臺3011.58 36138.96 5礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-2-HAI2臺10044.45 20088.90 6輸入輸出KJS101-84臺12870.00 51480.00 75米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X55條1287.00 6435.00 850米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X502條2971.80 5943.60 9100米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X10044條4843.80 213127.20 10礦用本質安全型速度傳感器GSC6-SC5臺2106.00 10530.00 11礦用本質安全型跑偏傳感器GEJ-15-P20臺

21、900.90 18018.00 12礦用本質安全型溫度傳感器GWM-40-W5臺643.50 3217.50 13礦用本質安全型煙霧傳感器GQL0.1-Y5臺3861.00 19305.00 14礦用本質安全型堆煤傳感器GUD-330-D15臺1287.00 6435.00 15礦用隔爆兼本質安全型遠程控制箱KDG-127/3-45臺5616.00 28080.00 16礦用本質安全型縱撕傳感器GVY15臺2574.00 12870.00 17礦用隔爆型電磁閥DF-20/55臺1200.00 6000.00 礦用本質安全型組合急停閉鎖開關KHJ15/18-1-IT4臺2258.10 9032.

22、40 18電纜連接器KTK101-0432個1126.71 36054.72 19礦用本質安全型多功能終端KFD1012臺5265.00 10530.00 20插座專用U型銷KTK101-15120個3.51 421.20 21通用安裝護板KTK101-1618個187.20 3369.60 22電纜掛鉤KTK101-17-A1600個5.85 9360.00 23電纜卡子7XKTK101-3090個5.85 526.50 244芯電纜MKVVRP-450/750-4*0.51000米11.80 11800.00 25控制器及電源箱安裝架KTC101/102-AZJ1套468.00 468.0

23、0 26遠程控制箱安裝板KDG-127/3-4-AZB3套35.10 105.30 27跑偏傳感器安裝支架GEJ-15-0212套163.80 1965.60 28礦用隔爆兼本質安全型真空組合開關QJZ1-800/1140-2-4005臺196000.00 980000.00 29超聲波物位儀KGU5B-201臺29400.00 29400.00 30輸入輸出KJS101-OH1臺3404.73404.7共計1682105.16-484膠巷皮帶機、-485東集膠皮帶機、2344聯絡巷皮帶機、2344軌順皮帶機序號名稱型號數量單位單價總價1礦用本質安全型控制器KTC101-Z-D1臺91168.

24、7491168.74 2礦用隔爆兼本質安全型電源KDW101-D1臺31210.92 31210.92 3礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-13臺3969.81 11909.43 4礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-2-A2臺3011.58 6023.16 5礦用本質安全型組合擴音電話KTK101-2-HAI1臺10044.45 10044.45 6輸入輸出KJS101-83臺12870.00 38610.00 75米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X54條1287.00 5148.00 820米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X201條1848.60 1848.60 95

25、0米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X501條2971.80 2971.80 10100米礦用通信拉力電纜MHYBV-7-1-X10015條4843.80 72657.00 11礦用本質安全型速度傳感器GSC6-SC4臺2106.00 8424.00 12礦用本質安全型跑偏傳感器GEJ-15-P16臺900.90 14414.40 13礦用本質安全型溫度傳感器GWM-40-W4臺643.50 2574.00 14礦用本質安全型煙霧傳感器GQL0.1-Y4臺3861.00 15444.00 15礦用本質安全型堆煤傳感器GUD-330-D14臺1287.00 5148.00 16礦用隔爆兼本質安全型遠程控制箱KDG-127/3-44臺5616.00 22464.00 17礦用本質安全型縱撕傳感器GVY14臺2574.00 10296.00 18礦用隔爆型電磁閥DF-20/54臺1200.00 4800.00 19礦用本質安全型組合急停閉鎖開關KHJ15/18-1-IT3臺2258.10 6774.30 20電纜連接器KTK101-0412個1126.71 13520.52 21礦用本質安全型多功能終端KFD1011臺5265.00 5265.00 22插座專用U型銷KTK101-1550個3.51 175.50 23通用安裝護板KTK101-166個187.20 1123