乳化泵站动态远程无人值守技术研究与应用

乳化泵站动态远程无人值守技术研究与应用

朱振伟,朱奕秋,梁振,董振

新汶矿业集团有限责公司 翟镇煤矿

摘  要：随着开采技术的不断发展和新旧动能转换的应用，利用新思想新技术新设备的投入与使用，从而不断实现矿井“人性化、智能化、无人化”的发展趋势。我矿当前小块段采煤工作面较多，搬家、撤除、改系统等工作较为频繁，职工的出勤及劳动强度对生产任务的完成起到很大影响，为合理优化人力资源配置，减少职工劳动强度，我矿率先在采煤工作面实现泵站无人化值守。利用微电脑自动控制器控制1#、2#乳化泵交替使用和水箱加水等工作。建立了较为完善的远程监控系统，实时掌握泵站运行状态。通过实施泵站无人值守，减少了岗位工种的投入，人员充实到采煤工作面，即提高了生产效率又杜绝了人员的投入浪费。

关键词：智能化、无人化、泵站无人值守、提高效率、减少人员投入

我矿根据矿井的生产条件，不断优化采煤工艺。当前小块段采煤工作面较多，搬家、撤除、改系统等工作较为频繁，职工的出勤及劳动强度对生产任务的完成起到很大影响，为合理优化人力资源配置，减少职工劳动强度，我矿率先在采煤工作面实现泵站无人化值守。通过对设备的改进和综合利用，减少岗位工的投入，从而降低采煤成本和提高生产效率。

我矿率先在31108E、6408E采煤工作面实行泵站无人化值守的研究与应用。通过对两个工作面的推行与使用，不断优化在运行中存在的不足，目前已成熟运用于各个采区工作面。具体操作已纳入采煤作业规程管理，目前暂无客观制约影响。

该项目实现“泵站无人值守”和“主备泵高低压配置”，既减少了人工投入，又降低了电耗成本投入，主要优化方面如下：（1）对泵站进行自动化改造。实现远程集控。在溜头处语音信号打1个点使信号长响3秒后乳化泵自动停止，打2个点恢复正常开启，溜头处控制乳化泵的开停，取消泵站司机，减少了辅助岗位工。二是自动停止，实现自我保护功能。当压力上升到高压报警（高压报警指针可调到35MPa）或压力降到20MPa时（低位指针可调到20MPa）时，正常指针与高压报警指针（低压指针）接触，回路连通，信号长响3秒后急停装置常闭点断开，乳化泵控制开关停电。三是实现主备泵交替使用。在开关的控制回路上增加1台微电脑控制器（可设定开启时间为2小时一次，时间可随意调整），来控制127V中间继电器，当127V中间继电器常闭时，1#乳化泵正常工作，2小时后，127V中间继电器常闭断开、常开闭合时，2#乳化泵正常工作。四是实现水箱自动加水。利用浮球装置，当液位低时，浮球下沉，进水口处球阀开启，实现自动加水；当液位高时，浮球上升到一定高度，使球阀堵住进水口，实现自动停止加水。（2）主备泵高低压配置优化。一是优化采煤工作面乳化液供液配置，将两台BRW－315/31.5 型乳化泵的主备配置模式，更换为BRW－315/31.5 型乳化泵为主泵、BRW－80/31.5型乳化泵为备用泵，实现主备泵高低压配置，减少电耗。二是对供液系统进行优化，增加进回液管路直径，采用Φ52的供液管路，减少进回液阻力，提高供液效果；三是应用中继回液箱、回液泵，增加回液流量和供液距离，实现区域集中供液；四是优化供液时间配置，在交接班、班中检修、大班检修期间用液较少时，采用BRW－80/31.5型泵站降低电耗。

1  工作原理

（1）利用127V电源接入急停装置常闭点，急停装置输出一端接入语音信号内，利用语音信号打点时长响，接入电接点压力表内高压、低压和公用点。在电接点压力表可设置压力的高低控制乳化泵超压或低压时自动停止。主要是通过语音信号打点控制急停装置常闭点来控制乳化泵的开停。

（2）乳化泵超压时自动停止。当卸载阀不卸载等情况，压力上升到高压报警时，正常指针与高压报警指针接触，回路连通，信号长响3秒后急停装置常闭点断开，乳化泵控制开关停电。

（3）乳化泵低压时自动停止。当工作面及沿途的管路有泄漏或乳化泵卸载，压力降到20MPa时（低位指针可调到20MPa），正常指针与低压指针接通，信号长响3秒后急停装置常闭点断开，乳化泵控制开关停电。

（4）乳化泵自动切换是通过可调定时器。即：在开关的控制回路上增加1台微电脑控制器（可设定开启时间为2小时一次，时间可随意调整），来控制127V中间继电器，当127V中间继电器常闭时，1#乳化泵正常工作，2小时后，127V中间继电器常闭断开、常开闭合时，2#乳化泵正常工作；以此实现1#乳化泵与2#乳化泵交替使用。

（5）水箱自动加水装置。利用浮球装置，当液位低时，浮球下沉，进水口处球阀开启，实现自动加水；当液位高时，浮球上升到一定高度，使球阀堵住进水口，实现自动停止加水。正常检修支架、更换管路时，在溜头处语音信号打1个点使信号长响3秒后乳化泵自动停止，检修完毕后，打2个点恢复正常开启。

（6）针对不同电价，低谷运行乳化泵，峰谷停止乳化泵2小时，减少电费消耗。

（7）原理图：

2技术创新点

1.用无人化职守代替原有泵站司机看泵加水，利用远程控制乳化泵开启停止，水箱加水。

2.过微电脑控制实现1#、2#乳化泵交替使用，避免单台乳化泵长时间使用。优化采煤工作面乳化液供液配置，将两台BRW－315/31.5 型乳化泵的主备配置模式，更换为BRW－315/31.5 型乳化泵为主泵、BRW－80/31.5型乳化泵为备用泵，实现主备泵高低压配置，减少电耗。

3.用排水装置实现水箱自动加水，水箱浮球的位置低或高时，自动加水或停止。

4.乳化泵压力出现问题时，能够及时报警，显示压力问题方便维修。

5.压报警指针调整到32Mpa，低压调整到20Mpa。（正常指针接触到高压指针或低压指针，乳化泵自动停止。）

6.常检修支架或更换工作面管路时，通过远程控制停止启动馈电开关来控制乳化泵的开启。

7.通过实行泵站无人值守，采用科技化管理代替人员操作。避免了安全事故的发生，更加有利于安全管理。

8.泵站无人值守投入费用少，自主改革创新，充分利用工作面现有的设备进行循环使用，实现泵站无人值守。避免了一次性购买整套设备的投入。

8.通过实行泵站无人值守，减少泵站司机的投入增加工作面人员的投入，合理优化了人员的使用分配，提高了生产效率。

9.泵站无人值守的实施和应用，有力的推动了现代化矿井的进程，为实现无人化工作面生产迈向了坚实的一步。

10.该方案适合在相同条件下矿井进行推广应用。

3经济效益

1.实现了泵站无人值守，减少了辅助岗位工，按照泵工月平均工资6000元计算，每个工作面配3名泵工，按全矿4个面（3个回采面1个安撤面）计算，全年累计效益约90万元；

2.采用BRW－80/31.5型乳化泵与BRW－315/31.5型相比，每小时节约用电145度，每天三班交接班时间2小时，大班集中检修时间2小时，三班满仓等非正常时间2小时，每个工作面日节约用电870度，按“主、备、配、充”每天同时6个工作面生产计算，日节约用电5220度，按工业用电0.7元/度计算，降低电费投入3654元/天，按年生产330天计算，每年可减少电费投入120.58万元。

3.通过电接点液压系统控制装置，减少乳化液浪费，每各工作面年可节约用量近200方，4个工作面年可节约用量800方，按180元/方计算，年可节约投入12万元，项目实施后预计年降低矿井生产投入132.6万元。

综上所述经改造后，可实现经济效益90+120.58+132.6=340万元。