井下皮带集控系统运行检修安全技术措施.doc

井下皮带集控系统运行检修安全技术措施一、系统概况 恒源煤矿皮带集控系统以地面控制为主、井下为辅的操作方式，配有视频监控及语音广播系统，保障设备的安全运行。目前,井下皮带集控系统已实现井下9部皮带机、5部煤仓给煤机的远程控制，通过光纤进行数据传输，最终数据上传至地面集控室工控机，完成远程控制及数据显示。设备包括:序设备名称型号运量(t)主驱电压(v)主驱功率(kW)运输距离(m)平均倾角()1中央配煤皮带机DTL100/63/1*306001140301302中央北乙皮带机DTL100/63/2*20050011404006805.113-385皮带机DTL100/63/2*11060066022010601.13448一部皮带机DSJ100/63/2756006601505901.51548二部皮带机DSJ100/63/2756006601507903.426二水平主暗斜井皮带机DTL100/80/2*450500600090013709.667二水平北乙一部皮带机DSJ80/40/2*406006601501405.418二水平北乙二部皮带机DTL100/63/2*11060066022010400.31963运输下山皮带机DTL100/2*40055066022068011.3序设备名称服务采区主驱电压(v)主驱功率(kW)煤仓深度(m)163煤仓带式给煤机63采区6607.524.272-600m煤仓带式给煤机63采区6607.517.003二水平煤仓带式给煤机63采区6607.517.77448煤仓带式给煤机48采区6607.520.195-385煤仓带式给煤机48采区6607.523.90二、集控技术要求(一)系统组成1.井下胶带运输视频集中控制采用计算机分布式控制系统，利用1000M工业以太环网作为通信平台，控制系统由地面监控中心，井下防爆兼本安型可编程控制器和系统线缆网络组成。2.地面控制中心由两台工业控制计算机，语音调度主机、硬盘录像系统等组成。地面两台计算机采用冗余技术，互为备用。3.井下防爆兼本安型可编程控制器，采用西门子可编程控制器为核心，分别完成信号采集及控制相关设备任务，并通过1000M工业以太环网与地面监控主站通信，以达到设备单台、设备间连锁集控。4.系统的控制方式为PLC主控站+人机界面操作屏。系统主要由控制中心、传输网络和井下控制器等组成。5.具体包含以下几部分：（1）调度监控屏；（2）皮带控制系统；（3）视频部分；（4）扩音电话系统。6.控制中心(含监控显示系统)：控制中心设置在地面指挥控制中心，通过工作站和工业电视系统、扩音电话联络系统、对皮带及相关设施进行集中控制和监视。7.现场总线+工业以太网网络结构：利用井下可编程控制器组建的现场总线网络作为井下皮带控制系统的底层网络，实现皮带及相关设备的实时控制及信号采集，利用1000M工业以太环网实现和地面调度指挥中心的控制中心工作站的连接通信，实现远程集中控制。(二)系统功能系统完成实施后，操作员可在集控室终端上监视控制运输皮带生产过程，完成对运输皮带生产及相关环节的监控任务，实现矿井皮带运输生产系统的综合自动化。具体功能如下：1.实时运行参数监测。各监控系统实时采集生产工况参数，可以采用图形、报表的形式显示系统的实时工况及目前产量、仓储等。2.实时过程控制。分析采集的参数，各系统自动完成过程控制，或由操作员操作控制。3.历史数据查询。生产实时监测数据可以可存贮于生产实时数据历史数据库中，可实现历史回显、历史趋势分析等进行综合分析。4.设备故障及模拟量超限报警。当设备故障或模拟量超限时，生产监测及管理网络同步显示故障设备名称，并可实现语音报警等功能。服务器将该故障信息存入故障信息数据库，供以后统计分析。5.具有故障自诊断功能。（1）网络故障自诊断。当网络由于发生断线、干扰等传输问题时，网络会自动侦测到，并发出报警；（2）PLC故障自诊断。PLC的扫描器和适配器发生故障时，系统会通过网络的通讯情况判断故障，并发出报警；PLC的I/O模块发生故障时，CPU会通过I/O模块的状态位侦测到故障及故障内容，系统会发出报警；（3）传感器和信号线故障诊断。模拟量的传感器或信号线发生断线故障时，PLC通过测量值判断故障并发出报警。6.多功能显示。（1）工况图显示。工况图动态显示整个系统所有皮带机、给煤机、转载皮带运行的工况，以及主要保护有关参数信息。（2）信息图显示。实时显示皮带、给煤机的开、停状态和煤仓煤位高度。如皮带开停状态、检修状态、电机功率等参数。（3）故障及保护显示。同时实时显示皮带和各种保护传感器的工作状态，显示皮带的故障类型，分站之间通信是否异常。（4）历史查询。设备开停记录、电机功率、历史趋势图查看、相关数据报表显示和历史数据查询。7.保护功能。系统能够自动实现皮带控制的多种要求外，还可以实现地面集中控制、程序流程控制、井下就地检修控制。实现自动控制时，计算机首先完成内部自检，沿线预警信号，执行开/停机及各种保护和信号的处理，系统具备故障状态下紧急停车功能。系统具有皮带低速打滑、机头堆煤，满仓，超温洒水，烟雾，滚筒超温，沿线急停和跑偏等保护。8.语音功能。如果出现事故异常，地面集控室通过语音系统给出语音报警提示信号，也可以实现开车前预警提示。9.光纤工业电视。通过视频摄像仪，采集现场图像信息，利用1000M工业以太环网传输平台上传到集控室，配合工况图可以直观方便对井下设备进行控制。10.专家决策功能。对胶带运输机运行中出现的故障或检修中发现的问题进行闭环跟踪，直到问题的到解决，保证了系统的安全稳定运行。同时通过C/S的应用程序实时读取皮带控制系统的控制数据，为统计胶带运输机运行时间和带载运行时间进行采集和统计。从而形成了胶带运输系统的设备运转率、设备可运转率、故障停机率、设备完好率的柱状图，为职能部门制定、优化巡检计划提供数据支持。(三)控制模式为了满足日常运行、检修、故障处理等需要，具备三种控制模式：就地检修控制、远程手动控制和远程自动控制。操作人员可采用不同方式控制各设备的启动和停止。1.就地检修控制当日常检修或故障处理以及特殊需要时，操作人员可在井下现场对设备进行就地控制。2.远程手动控制在这种方式下，操作人员只需在地面控制中心操作键盘或鼠标，控制井下各条皮带和给煤机的启停以及故障解除等，并且通过计算机语音系统发布开车提示命令。这种情况系统设备会根据闭锁关系响应操作人员操作。3.远程自动控制在这种方式下，操作人员只需在地面控制中心操作键盘或鼠标选择系统启停流程，可实现系统的一键顺/逆煤流启停。(四)具体要求系统采用分布式结构，在井下各设备机头处就近设立一套矿用隔爆兼本安型可编程控制主站，完成对该系统受控设备的集中控制；地面设立工程师站，双机热备，远程监测控制系统设备，实时显示系统数据，及时播报系统故障及报警点，形成历史记录，供后期查询及打印报表等。扩音电话系统按照煤流走向进行布置设计，设备主要包括网关+话机的模式。1.系统监测信号模拟量检测的数据主要有：电机功率、煤仓煤位、200kW以上电机温度、液压系统压力数据值等。数字量检测的数据主要有：皮带机启动开关接触器的状态、急停传感器的状态、跑偏传感器的状态、烟雾传感器的状态、堆煤传感器的状态、系统集控/就地/检修/工作模式。数据自动采集主要由PLC实现，PLC模拟量输入模块通过传感器连续检测设备运行状态，并通过程序设置超限报警，有效预防事故的发生事故扩大。2.系统控制信号系统可以控制皮带机电机、给煤机电机、溜煤眼气缸的开停。PLC的数字量输入模块将各种开关量信号采集到PLC中作为逻辑处理的条件和依据，控制设备的启停。3.线缆分配系统主要依托1000M工业以太环网，就近接入工业以太环网交换机，实现数据、图像等信息的传输。4系统使用软件必须为正版软件。二、地面集控操作流程及注意事项（一）皮带运输集中控制操控员资格要求：1.集控员必须经过专职培训，经考试合格后方可上岗操作。2.集控员必须严格执行，等相关制度。3.集控员必须清楚掌握集控系统包含的各部皮带输送机基本情况及集控系统所有部件运行操作程序（操控台、监视台）。4.集控操作员必须清楚各部皮带输送机所对应的设备数据正常值、视频监控地点。（二）集控员操作规程：1.集控员必须严格按照操作程序进行操作，操作过程中，必须保持精神高度集中，不得出现误操作。2.集控员接班操作前的准备工作：（1）集控员检查各项纪律是否齐全，并与上班集控员进行交接班，掌握上班运转情况、遗留问题及本班注意事项。（2）集控员进入操作台，检查控制台、监视台各个部件（显示 器、鼠标）是否正常。（3）集控员检查控制台所控制各部皮带输送机控制状态模式、参数设置、各个传感器设置是否正常。（4）集控员利用扩音系统或电话与井下现场巡检员取得联系，依此对各部皮带输送机进行就地控制、联锁远程控制试验，配合井下巡检员并对烟雾、急停、堆煤、闭锁装置等各种保护进行试验，并做好记录，无问题后，通知井下现场巡视员将皮带运输机打到远程控制状态。3.远程控制皮带输送机操作程序：（1）根据井下煤仓存煤情况，进行开停各皮带运输系统。（2）开车前，通知相应的皮带运输巷内巡检人员，利用井下电话及扩音系统警告所有人员离开皮带输送机转动部位及运输区域、进入安全区域。并通知巡检人员检查各设备是否存在问题。（3）现场巡视员检查各部设备，无问题后，并确保皮带具备运行条件，汇报集控员，集控员确认巡检人员及其他人员进入安全区域后，方可开车。（4）点击控制台面板上需要启动的皮带运输线的“启动”按钮，皮带机及给煤机正常延时运转，观察皮带机、给煤机启动情况，发现异常情况，及时点击相应的“急停”按钮，停车。通知现场巡视员到现场进行检查，排除问题后，方可再次按程序进行启动。（5）运转过程中，集控员时刻关注控制台界面中各个皮带机，给煤机运转状况及各部皮带机的煤量变化情况，发现异常情况，及时停车。并及时通知巡检员到达现场进行处理，无问题后方可正常按程序开车。（6）煤仓空仓或煤仓满后，点击控制台面板上运行皮带运输线的“停止”按钮，给煤机及皮带机正常延时停机。（三）集控操作方式1.检修模式控制主界面选择检修模式，单个设备设定启动、停止按钮，启动前，通过语音广播系统向井下皮带沿线喊话，确保皮带可安全启动。按下打点按钮，2s后，按下皮带启动按钮，皮带启动，可观察皮带反馈、电流及视频确定皮带正常启动；皮带停止，按下打点按钮，4s后按下皮带停止按钮，皮带停止，观察反馈、电流及视频图像确定皮带正常停止。2.手动模式控制主界面选择手动模式，设备间连锁，设备启动，前级设备启动正常运行后后级设备方可启动。设备停止，后级设备停止后再停止前级设备。3.自动模式控制主界面选择自动模式，选择流程一或流程二，按下一键启动按钮，根据流程实现设备间连锁启动。按下一键停止按钮，根据流程实现设备间连锁停止。4.急停通过视频发现设备出现问题，可在地面按下单条皮带停止、系统急停按钮，停止皮带运行。5.系统复位设备出现故障，恢复后按下界面单机复位或系统复位按钮，复位故障后，方可开车。6.故障查询设备出现故障后，上位机可记录故障，选择相应时间段，查询各个设备出现的故障。7.开停查询设备启动正常运行后，上位机可记录设备开停及运行时间。8.故障处理(1)上位机语音报警皮带通信故障，确定相应皮带机头的设备供电是否正常，正常，再确定光缆是否有断点，若有，需要熔接光缆。(2)皮带无法启动，需要现场打开PLC网关，确定启动命令执行后PLC的DO点是否点亮及相应继电器是否输出。若无，需要更换继电器确认，再次无法启动，确认现场皮带机综保是否正常。(3)应急开机，单个设备出现故障，但现场未及时处理需要开车时，上位机屏蔽相应保护。(4)设备检修时，需要检修人员和地面上位机核对保护出现故障是否一致，检查保护准确、可靠性。注意事项：1. 集控员必须清楚掌握集控系统包含的各部皮带机，掌握井下皮带运输系统。2.集控员必须时刻关注控制台界面中各个皮带机，给煤机运转状况及各部皮带机的煤量变化情况，发现异常情况，及时停车。3. 开车前，集控员要利用井下扩音系统及语音打点系统警告所有人员远离皮带机、进入安全区域。4.开车前，要与井下巡检员进行联系，确认设备无问题后方可开车。5.每班开车前，要与井下巡检人员联系，配合井下巡检员进行对皮带机各保护进行试验，确保各保护正常后方可开车。6.开车前，要进行打点开车，主运系统可以不用回点，对于与各个采煤或掘进头搭接的皮带机，必须进行回点后方可开车。与各个采煤或掘进头搭接的皮带机的转载点必须安排岗位司机，防止大块矸石、杂物进入系统。7.对出现紧急情况时，及时按“急停”按钮，通知巡检人员进行现场处理。排除问题后，方可再次按程序进行启动。8. 启动皮带机时，给煤机及皮带机要正常延时停机，禁止同时启动。9.设备启动，前级设备启动正常运行后后级设备方可启动。设备停止，后级设备停止后再停止前级设备。10.集控人员对于井下汇报的问题及人员要及时记录。（四）集控操作方式1.打开上位机控制软件IFIX，登录选择相应权限进入，显示皮带主控界面。2.对每部皮带的具体位置确定之后方可操作。3.集控员选择控制模式，检修方式时，点击相应皮带名称出现控制界面，按下打点预警，之后启动皮带，皮带运行（绿色表示有运行信号）。4.皮带启动前,集控系统提示皮带启动，地面操作人员观察皮带关键点的图像确认皮带启动正常。5.皮带出现故障，界面会弹出故障报警及音箱报出相应故障，故障确认之后复位。6.集控员要观察皮带的运行参数：温度、电流等显示是否正常。7.二水平主暗斜井皮带数据可点击导航的CST查看数据及故障。8.皮带停止，选择点击皮带名称，出现控制界面，打点预警后点击皮带停止，观察皮带运行反馈、电流及视频，确认皮带安全停止。三、井下巡查流程及注意事项（一）运行前1.应坚持对皮带的运行前检查的制度，发现问题及时采取措施进行处理，不允许让皮带机带病运行。2. 进入或离开巷道时，应及时向集控员汇报所在位置，以便于安排工作。3.运行前，巡检人员要检查机头部分，如电动机、机头主滚筒、张紧滚筒、减速器、联轴器等是否正常，设备零部件是否完整齐全。4.每班运行前，巡检人员要提前联系集控员，查看扩音信号是否完好，同时对皮带机各保护进行试验，确保各保护正常后，汇报集控人员。5.运行前，巡检员要检查串联运行的下一台皮带机的机尾部分，如滚筒、挡煤装置、清扫器、托辊、机架有无卡阻现象。 6.运行前要巡查皮带里帮是否有撒煤，发现撒煤后应及时清理干净7.检查设备运行是否存在跑、冒、滴、漏及整洁情况，各类防护设施是否完整有效控制按钮、信号等设施是否灵敏可靠，输送带接头是否完好，卡子是否折断、松动，输送带有无撕裂。（二）运行中1.皮带运行时，巡检人员要对所承包范围内的设备进行班中巡查，发现问题及时采取措施进行处理，不允许让皮带机带病运行。2. 运行中要随时检查仪器、仪表的指示数是否正确，以及皮带运行中有无异常响声和振动。3. 检查设备是否存在超负荷运行。4. 皮带运行时，发现设备缺陷，需停车消除的，应及时向值班人员反映，并与集控员联系进行停车处理。5.对于紧急情况下，需要停止运行时，利用皮带机急停装置进行停车。6. 运转中发现下列情况之一，要立即发出停机信号并与集控员联系，进行妥善处理： （1）输送带打滑、跑偏撒煤、撕裂、接头断裂、卡矸。（2）电气或机械部件温度或声音异常。（3）机头转载点出现堆煤，煤仓堵眼、满眼时。（4）超负荷运转、堆货时。 （5）电气、机械部件温度超限或声音异常时。（6）发现大木料、超长物料、大块矸石等异物时。 （7）收到紧急停车信号或危及人身安全时。7. 所有巡查中发现的隐患，都应做好记录。（三）停车后1.设备停止运转后，及时将承包范围内的卫生进行清理。清理机尾卫生时，必须将护栏闭锁打开，将皮带机停电、闭锁、挂牌。2. 现场向接班巡查员详细交待本班运转情况、出现的故障和存在问题，按规定填写好本班工作记录。对存在的问题要及时向值班汇报。注意事项：1.设备运行时，严禁身体部位接触转动部位。2. 巡查机巷期间应注意顶板和两帮支护是否存在安全隐患，存在安全隐患的地点，及时汇报调度，待隐患消除后方可进入作业。3.巡查时，到达煤仓时，观察煤仓煤量，与集控员联系，同地面显示的煤量进行较对，误差较大时，及时进行调整煤位计。4. 每班运行前，巡检人员要提前联系集控员要对皮带机各保护进行试验，确保各保护正常后，汇报集控人员，方可开车。5. 皮带运行时，严禁跨越皮带、钻皮带；清理过程中，应注意皮带机的各种保护装置。四、井下皮带机日常检修（一）检修前1.检修前，检修负责人必须向集控室汇报申请检修,集控员做好记录。2.检修前，将检修设备运行模式转为就地模式，将上位机选择系统闭锁按钮，方可进行检修,防止远程误操作启动皮带。3. 检修皮带机时，由检修人员将皮带机停电、闭锁、挂牌、专人看护。（二）检修中（1）集控室司机只对各设备状态进行监测，严禁操作任何设备。（2）检修期间如有异常情况，集控司机应及时与检修负责人联系进行处理。（3）检修时，作业高度高于1.5米时必须佩带保险带。（三）检修后1.检修工必须确保各设备处于完好状态。2. 检修后，按照停送电管理规定，进行送电，确保皮带系统供电正常。3.检修后的皮带机必须进行试运转。4.设备检修结束后必须将其设备运行模式转为远控模式。5.检修完毕后检修负责人必须向集控司机汇报检修结束。（四）皮带机巷作业安全注意事项1.检修及更换皮带机里帮供风水管路时,提前与集控员进行联系, 将皮带机停电、闭锁、挂牌、专人看护。2.其他人员需在皮带机上作业,或者皮带机里帮作业时, 提前与集控员进行联系, 将皮带机停电、闭锁、挂牌、专人看护。3.皮带机巷人员作业时，要与皮带保持安全距离，防止皮带机启动时，碰伤作业人员。五、集控事故及处理方案（一）集控失效处理方案1.地面皮带机集控无法对井下皮带进行远程控制时，需要对井下皮带起、停时，由集控司机联系井下巡检人员，然后及时汇报队值班、科值班，及时协调处理，并做好故障记录。2.皮带集控主机出现死机，此时地面无法停止集控皮带时，可以断掉交换机机柜的交换机电源或拔掉两条联锁皮带的光钎。3.在有可能发生重大事故或人员危险时，而此时地面集控司机无法控制皮带时，集控司机应联系机电科值班人员从集控室停采区变电所皮带机电机电源，同时联系井下巡检人员和集控值班人员现场处理，然后向队、科值班和矿调度汇报，并做好故障记录。4.主运输系统各皮带电机供电电源位置如下：中央配煤皮带机：一水平北乙变电所中央北乙皮带机：一水平北乙变电所-385皮带机巷：一水平北乙变电所48一部皮带机：68变电所48二部皮带机：488机联巷移变二水平主暗斜井皮带机：一水平北乙变电所二水平北乙一部皮带机：二水平中央变电所二水平北乙二部皮带机：二水平中央变电所63运输下山皮带机：62变电所（二）集控视频信号中断处理方案集控员发现皮带机工控主机画面全部出现中断现象时，集控检修工首先要判断信号中断的原因。1.集控信号中断，集控员立即与值班人员进行汇报，安排检修人员立即进行处理。2.信号中断原因及处理方案：（1）工控机原因：工控机瘫痪或无法进入系统，立即启用备用工控机进行操作。（2）网线原因：拔出皮带机系统工控机网线，重新插入，故障仍未解决，检查水晶头，必要时重新做头，如硬件网卡等问题及时更换备用工控机。（3）光纤原因：检查光纤收发器工作是否正常，有问题及时更换，检查光纤通断，光纤断裂查找故障位置，及时焊接，故障未排除期间井下安排人员看守。（4）供电电源的原因：检查供电线路是否通畅，如线路问题查找故障点进行处理，故障临时排除不了的，更换备用供电线路。（三）集控通讯中断处理方案1. 集控员发现皮带机井下集控通讯中断时，集控检修工首先要判断通讯中断的原因。2.目前井下通讯共有两条线路 (中央机头、二水平主暗斜井机头)，采用一备一用的方式，当现用线路出现问题时，通过上位机切换的备用线路。3.当出现某个语音通讯箱不通或者无声音时，查明设备是否存在问题。4.当出现某一段语音通讯箱不通或者无声音时，检查供电线路是否通畅，如线路问题查找故障点进行处理。（四）皮带机系统停车事故的处置要求1.当皮带机出现急停、堆煤等保护造成停车事故时，及时联系巡检人员进行现场处理。2.处理皮带机停车事故时，将设备运行模式转为就地模式，同时将皮带机停电、闭锁、挂牌、专人看护，然后进行处理。3.当给煤机出现大块矸石、煤块、杂物、造成煤仓蓬眼时，及时通知巡检人员进行处理。4.处理给煤机蓬眼前，将设备运行模式转为就地模式，同时将皮带机停电、闭锁、挂牌、专人看护，然后进行处理。5.待事故处理完成后，将皮带机送电，恢复成远程控制后，通知集控员进行试运行。6.进行故障排除后，集控员将集控系统进行复位后，将皮带机试运行。六、集控日常检修、维护安全技术措施（一）集控系统的日常检修、维护1. 对于集控系统的设备，必须由专职人员对集控系统设备进行检修，其他人员不得打开集控设备。2. 地面集控室在检修时间保持和各皮带机头检修人员联系，依次试验每一部的皮带保护，地面是否显示故障记录，确保保护正常投入使用。3.日常需对各皮带机头网关，PLC等电气设备进行维护，定期查看接线是否紧固。PLC控制柜、网关等设备内部要放置干燥剂，表面擦拭干净，保持表面整洁。4. 地面上位机不能随便插入U盘等外部设备，防止计算机病毒。并定期关机降温。5. 集控员要观察摄像仪图像是否清晰，摄像仪图像不清晰时,要及时联系检修人员擦拭摄像仪镜片的煤尘。6.每日对井下物位计进行校对，当误差较大时，及时进行调校。雷达物位计定期维护，除去表面堆积的煤尘、煤渣，在洒水时，防止水淋到。7.集控检修人员应对一、二水平的光缆、控制线每周巡视一遍，观察有无挤压、破损现象。8.每班对井下的通信话机进行地面通话一次，以确保井上、下通讯通畅。9.集控设备掉电后，检修人员检查是否存在过载、漏地、缺相等保护，隐患排除后，方可进行送电。（二）停送电管理规定1.非专职电气人员不得擅自操作电气设备；所有电气操作人员必须持证上岗，必须熟悉本系统所有电器设备结构性能、供电设计、设备布置。2.停电工作，必须执行“停电作业牌”制度，牌上写明“有人工作，禁止送电”并派专人看管；采取停电、瓦检、验电（附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，才能验电）、放电、闭锁、挂牌等安全措施。3.停电工作完毕后，要详细检查、清点工具，一切无误后，取下停电牌，按照操作规程顺序进行送电，确认无误后，方可正式送电，离开现场。4.送电前，必须对送电地点附近10米范围内风流中的瓦斯浓度进行检查，只有瓦斯浓度小于0.5%时，方可送电；送电时严禁一次送上，必须试送三次。5.验电时必须使用电压等级合适、耐用合格的验电器，且每日工作前必须对所用的验电器进行检验，确认无误后方可使用。6.电气设备的操作必须严格执行停送电和挂牌作业制度。七、其它未尽事宜按照煤矿安全规程及集团公司、矿有关规定执行。附图：井下皮带机集控系统图