煤矿带式输送系统监测与安全保障关键技术研究与应用
30
完成单位:枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿、中国矿业大学
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-711
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
秦 岩、徐士虎、吴显辉、赵夫乾、陈海龙、赵联振、张海林、刘 博
在煤矿运输系统中,带式输送机是能量消耗的主要设备,对于长距离、高带速、大运量的带式输送机而言,其消耗的电能占煤矿生产用电量的比例会更大。带式输送机在煤矿运输系统中所扮演的角色难以替代,对于长距离、高带速、大运量带式输送机的节能技术研究已成为当下研究的热点。融合动态计量与计算机视觉技术,智能监控输送带的开停状态、瞬时流量及设备的供电情况,从而提供输送机运行效率分析信息,实现带式输送机的安全、智能、高效运行。针对固体物料计量,蒋庄煤矿采用的非接触式光波皮带秤,动态误差±0.5%,最大误差不超过±1%。为避免测量精度受外界因素的干扰、保障煤流的安全输送,项目引入AI智能识别高速摄像仪,基于计算机视觉的实时煤量估计,其计量精度能够满足主煤流带式运输系统的运量估算、变频调速及能效评估的要求,对煤流大小进行测量后,利用动态优化技术,建立基于电机动态模型的输送机能耗模型,实时控制变频器的输出频率,从而使其按照与其输送量相匹配的速度运行,以实现经济运行。
目前,带式输送机节能技术的实现主要包括两个方面,一方面引入新型、高效的设备,如选用节能型皮带或低阻力的托辊,减小带式输送机压陷阻力和托辊旋转阻力,在一定程度上能降低带式输送机能量损耗;另外可以更换新型液力耦合器,通过提升带式输送机传动效率来降低能量的损耗。然而,对于煤矿井下带式输送机来说,所处工作环境恶劣,换装新型、高效的设备会导致带式输送机设计成本的增加,而且节能效果有限。另一方面是对带式输送机控制方法进行优化,可以根据生产工艺对流程进行优化控制,也可以根据运输量对功率进行优化控制,还可以根据填充率对速度进行优化控制。
蒋庄煤矿根据本矿井下带式输送机的现状,应用计算机监控、自动控制、智能监控、物联网等技术,针对实现大型带式输送机安全经济运行的关键技术,进行了研究开发,实现了对原煤主运输带式输送机的远程集中控制、状态调控、节能优化运行和实时故障诊断。