有关于矿山矿山有轨运输系统自动化制约及运用

论文导读：　自动化运输是矿山企业生存与发展的基础之一,简化运输流程、提高运输效率、降低生产成本是不断创新运输方式的根本动力。参考文献1《采矿手册》编辑委员会.采矿手册(第五卷).北京：冶金工业出版社，199

1.2李忠才矿山运输系统的自动化控制中国高新技术企业2008-02

【摘要】：本文以工程实例探讨了矿山有轨运输系统自动化控制及应用，供相关工作人员参考和借鉴。
【关键词】：矿山有轨运输系统，自动化控制，应用。

一、工程概况

始建于1962年的龙首矿，已进入全国大型有色地下矿山行列，2006年出矿首次超过150万吨大关。“十一五”期间，金川集团公司对几大矿山单位提出了更高要求，要求自产原料2008年达到800万吨，2010年达到1000万吨。这对于龙首矿这个年设计能力只有99万吨的老矿山来说难度不小。尤其是这几年，龙首矿面临采场面积日益缩小，富矿采场下降速度快，充填能力不匹配，提升运输能力紧张等不利因素龙首矿运输工序的设备更新发展速度远落后于提升工序、采掘工序和充填工序的发展速度。根据公司提高劳动生产效率、提升生产装备水平、改善劳动环境的思路，目前急需开发一套适合龙首矿特点的新型、高效、自动化程度比较高的电机车运输和自动装卸、自动扳道及全程监视系统，初步实现运输系统主要运输路段的自动化，以缓解运输工艺复杂、人工效率低、作业环境恶劣的情况。确保主流程系统生产平衡，有利于实现矿山安全生产和人员劳动保护。

二、运输系统自动控制应用探讨

作为运输主干线之一的新 1# 放矿机至新平台地表运输线路，其年运输量占全矿总运输量的 70% 以上。对这段运输线路进行自动化控制与应用的可行性研究，具有深远的现实意义。因为这段运输线路生产任务最重，使用的矿车是自卸式，最容易进行自动化改进，全程每班投入操作人员最多。通过技术改造，争取初步实现该工序操作人员从目前的 7~8 人降到 1~2人。为最终实现地表运输系统自动化的目标，为龙首矿在建的混合井地表运输提供一个良好的开端，也为龙首矿早日进入 300 万 t 特大型矿山铺平道路。

1.1 对电机车进行换代升级

1.1 电机车使用现状

目前我们使用的电机车采用串激直流电动机，其转速是随着加于其两端的外加电压的变化而变化的。工作时由控制器中的凸轮通过控制触头的接通或断开来进行起动、调速、制动和停车，工作时产生的电弧常常烧坏触头，故触头的维修量非常大；电阻调速没有缓冲时间，尤其是突然加速或减速很容易造成齿轮的冲击损坏；减速是靠闸瓦片抱车轮实现的，所以闸瓦片寿命很短，需经常更换。有级分挡调速，不能均匀调速。直流电机的转速是随负载变化的，尤其是下坡道远行时，机车速度快，容易出事故。起动时受载荷、速度等影响，对电机冲击大，且容易造成车轮打滑。由于使用电阻调速，很大一部分电能损耗在电阻上，浪费电能。

1.2 对电器控制部分改进

我们经过反复论证，决定将现有的直流电阻调速电机车换代升级为现在在中国市场上较先进的无级调速装置来进行电机调速。其优点是：
(1) 减少起动损失，提高机车运转的可靠性由于采用无级调速，保证了机车在各种不同牵引力和坡度、速度下平稳起动，避免了对电机的冲击。较好地改善粘着条件，克服了车轮在轨道打滑的弊病。提高了机车运转的可靠性，其利用率可提高 50%，相当于牵引力可增加 30%，整体性能较原来提高 2 ~ 3 倍；
(2) 减少维修工作量和延长控制元件使用寿命由于采用无级调速，控制器在运行中几乎没有磨损，备件和材料费用大幅度减少，延长元件寿命，减少故障停车时间，提高生产效率；
(3) 节约电能无级调速没有电阻损耗，且在制动时可以将惯性力部分转化为电能反馈给电网，这对节能是有一定作用的，据资料显示节电率可达 25%。据资料计算，改造后电机车单台年节约备件、材料、能源三项费用在 3 万元以上。

1.3 对机械制动部分改进

原车设计采用电气制动和机械制动两种。电气制动容易损害电气元件，且电能消耗较高，特别是在紧急快速制动时对电气损害严重，制动力矩不足，也不能及时、迅速、有效地停稳车辆。机械制动则采用手轮操作，不但制动速度远远不能满足紧急快速制动的要求，而且制动力也有一定的限制，因此机械制动常用于停车制动。我们通过调研，决定采用制动力、制动速度、制动效果都比较显著的空气制动。即在原车上加装一套空压机、储气罐、制动执行机构等，从而保证了车辆制动的迅速、有效。该机构应该具备结构简单、操作方便、安装便捷、体积小巧、维修快捷等特点。

1.2 运输系统自控研究

如前所述，新 1# 放矿机出矿量占全矿出矿量的70% 以上，而这道工序相对来讲比较简单，使用 2.7m3 自卸式矿车从新 1# 放矿机装矿后，经过 600 m 轨道运输到新平台，在卸载架通过自动卸矿装置进行自动卸矿。这道工序目前每班操作工人有7 人之多，且都在放矿、扳道、联系等环节，因此改造为自动控制意义重大。同时还可以为运输方式相同的龙首矿东扩项目中混合井地表运输提供一个借鉴。这项研究的实施，将缓解目前生产一线工作人员日趋紧张的矛盾，可将本工序人员伤亡事故降到最低限度，能有效提高劳动效率，节约人力资源。
开发电机车运输系统的自动装载、自动卸载和自动扳道等功能，是确保运输系统实现自动化的最重要步骤。目前的运输系统中自动卸载功能已经实现，是自卸式矿车通过卸载架自动卸矿的方式来实现的。自动扳道功能在目前比较大型的矿山和国家铁路线路中使用非常普遍。自动装矿功能目前还没有企业的确切使用资料，但是龙首矿新 1# 提升机采用箕斗提矿，其箕斗装矿、卸矿全部采用计算机自动化控制，对这项技术进行改造完全有可能使用在矿车自动装矿环节上。
对机车运行建立模拟运行控制图，进行全程监控和安全保护检查；要进行较大规模的直流供电系统改造，以满足新型电机车的生产需要，从而全面提高运输系统效率。开发全方位、全过程的工业电视监控和操作系统。在运输系统全程各关键部位设置安装摄像装置，利用计算机数字技术，通过敷设的光缆，对电机车运行全过程进行电视监控，从而建构一个完善、及时、全面、准确的工业电视监控系统。在此基础上通过矩阵主机 (数字硬盘录象机/ 服务器) 进行视频捕获并可录像，进行数字文件储存；并且还可以通过矩阵主机以太网接口并入龙首矿局域网，各监控计算机及相关领导和部门可以调用查看，这个可安装相应的客户端软件来实现。这样可以实现资源共享，最大限度地发挥运输系统实现自动化控制后带来的大量信息。

三、方案的难点

(1) 电机车工作实现自动控制的研究，由于国内没有现成的技术，实施过程中先进的自动控制与现场结合难度较大。
(2) 自动装载、自动卸载和自动扳道及运行模拟控制图等功能虽然国内有使用的先例，但使用的具体情况、生产实际情况、装备水平等一系列问题有待于更进一步的了解。

四、自动化控制与应用方案的预期效果

(1) 节约人力资源，提高人员劳动使用效率。
(2) 降低生产成本，减少设备备件的损耗及能源的浪费。
(3) 提高设备现代化装备水平，降低设源于：论文致谢范文www.7ctime.com
备维修量。
(4) 保证设备安全、可靠、高效运行，提高设备运行效率。
五、结语
自动化运输是矿山企业生存与发展的基础之

一、简化运输流程、提高运输效率、降低生产成本是不断创新运输方式的根本动力。

参考文献
1 《采矿手册》 编辑委员会. 采矿手册 (第五卷). 北京：冶金工业出版社，1991.
2 李忠才 矿山运输系统的自动化控制 中国高新技术企业 2008-02