礦井提升是井下生產系統和地面工業廣場連接的樞紐，是礦山運輸的咽喉，在礦山生產中占有重要地位，如何提高提升設備在運行過程中的安全性、可靠性、高效性顯得明顯，針對超化煤礦主井裝卸載系統必須滿足礦井日益增長的要求，成為制約礦井生產的“瓶頸”因此，對該裝卸載系統進行優化配置和改造勢在必行．
2、系統優化配置及改造項目
2.1 KJ318礦用帶式輸送機用稱重系統
KJ318礦用帶式輸送機用稱重系統使用調制解調器技術將隔爆型稱重傳感器、隔爆型信號放大器有機的結合起來，其通訊距離可達30Km.可向企業提供系統的各種數據及報表，并可實現在局域網上共享，便于領導隨時掌握生產情況。
2.1.1系統功能及特點
負荷、班產量、瞬時流量、皮帶開停等多圖表顯示；
豐富靈活的報表功能，可對班產量、日、月產量進行多種統計查詢處理；
生產效益分析功能，獨有的防作弊及作弊報警功能；
操作人員在監控機房即可完成對井下設備的日常標校及狀況管理：
具有分級管理密碼，可防止他人隨意改動參數；
零點自動調校功能，保證系統計量精度長期穩定性高；
通訊線路采用原礦井電話線，減少企業投資：
專用電源模塊超寬范圍供電：AC85V-265V．適應惡劣的電網環境；
可實現網絡連接，局域網上數據共享，便于領導了解生產信息：
2.1.2結構特征與工作原理
(1) 系統結構
系統結構如圖l所示。
a)地面中心站主機采用工控機，監控計算機要求配置兩臺：其中一臺為工作主機，一臺為備用主機，還有KJJ42通信傳輸接口、避雷器：
b)井下有FBX礦用隔爆型信號放大器、GZDO. 25L礦用隔爆型稱重傳感器、KJA101安全隔離器等組成。
c)傳輸介質：礦用通信傳輸電纜：
地面中心站到安全隔離器之間、安全隔離器到信號放大器之間以及信號放大器到傳感器均使用MHYVR2×7/0. 52礦用通信傳輸電纜(分布電容≤0.06 u F/Km;分布電感≤0. 8mH/Km;分布電阻≤12.8 Q/Km)系統中井下設備所使用的電纜應具有阻燃性，并取得礦用產品安全標志證書：
d)承載器：承載器由稱重橋架和稱重傳感器組成。
KJ318的稱架為全懸浮式結構。
全懸浮式稱架裝有4組稱重托輥，采用4只稱重傳感器，無耳軸支點和運動部件，免維護，精度最高。如圖2
其特點為：
高強度矩形管，剛性好，自重小，不變形，穩定性好：
單元組件結構，現場安裝方便、快捷；
偏載影響小，計量精度最高：
無運動磨損部件，維護量小。
(2)工作原理
a)計量原理：計量系統是通過固定在運輸機支架上的兩對耳軸支承起稱重橋架上的四組稱重托輥承接皮帶載荷的壓力，使稱重傳感器產生一個正比于載荷的電壓信號的特性而制成的。
當傳送帶瞬時速度為Vi;此時傳送帶上瞬時載荷為Fi時，那么傳送帶在第i時刻的瞬時流量即為Wi=FiVi設△t時間周期內采樣n次
b) 放大器引入稱重傳感器輸出的0～30mv電壓信號，經內設的壓頻傳感器放大濾波后又經V/F轉換成頻率信號，經光電耦合隔離后進放大器內的下位機。
c) 放大器又引入開停（速度）信號經光電耦合隔離后也進放大器內的下位機。
d) 放大器內的下位機將引入的稱重信號及開停信號處理、運算得出流量、累計量等，然后以電流環形式傳給安全隔離器。
e) 安全隔離器從從放大器通訊得到數據，上位工控機（計算機）通過通信傳輸接口以巡檢RTU方式分別對隔離器請求數據。隔離器接收到上位機請求后以電流環脈沖方式傳給上位機系統。
f) 計算機（上位機）
上位機系統通過工業組態軟件以直觀方式將各種數據顯示出來。上位機系統軟件設計通過鍵盤或鼠標完成對下位機各種操作，修改各種運行參數設置。系統的運行結果數據以“組態王”數據庫文件的形式存于計算機硬盤中。
2.2技術特征
主要技術指標
(1)基本參數
a) Qmax≤1500t/h:
b)最小流量：35% Qmax;
c)皮帶寬度：300～2000mm:
d)準確度等級（見表2）：
e)供電電源： 井下AC127V 50Hz;井上AC220V 50Hz;
f) 通訊方式：主從式、半雙工；
g)信號傳輸：基帶傳輸：
h)傳輸距離：KJJ42通信傳輸接口到KJA101安全隔離器之間≤10Km;安全隔離器到信號放大器之間：≤60m;信號放大器到稱重傳感器之間：≤60m;
i)傳輸速率：1200bps;
j)誤碼率：信號傳輸誤碼率≤10-6;
k)傳輸信號工作電壓峰值：≤6V;
m)傳輸信號工作電流峰值：不大于150mA:
n)系統最大巡檢周期：不大于30s;
o)畫面響應時間：≤5s;
4．信號處理功能
a)系統具有壓力模擬量和皮帶開停開關量采集及轉換處理成數字信號功能：
b)系統具有以時間為索引的存儲和查詢功能。
2.3軟件
操作系統采用WindowsXp，系統軟件使用穩定可靠的組態王工業控制軟件，軟件具有操作權限管理功能，可實時顯示流量、累計、速度等參數，并可生成各種報表。
(1)計算機界面顯示
a)動態參數顯示：監測點號、信號、速度、零點、負荷、流量、累計量；
b)靜態參數顯示：參數、物料名稱、恒速數值、人工零點、流量限值、測零時間、空態界限：
c)產量監視參數顯示：
d)流量曲線參數顯示。
(2)報表顯示查詢及打印
a)具有班、日、月報表顯示、查詢及打印功能；
b)具有班產量、日產量、月產量查詢功能。
(3)防作弊報警功能
a)具有恒流量報警功能；
b)具有空載報警功能；
c)具有流量超限報警功能。
(4) 校零功能
兼有手動或自動校零功能
(5)顯示功能
當通訊線路發生故障時，具有顯示功能
(6)清零功能
a)具有累計量清零功能；
b)具有班產量清零功能。
2.4維護
(1)要定期經常清除皮帶表面粘結的物料，保持清潔。必要時搞好經常性的測零工作
(2)稱重托輥應每年潤滑1-2次，潤滑后應重新校零。
(3)皮帶中心必須調整到與稱重托輥中心對齊。
(4)皮帶應經常處于恒定的拉緊狀態。
(5)皮帶不可超載，嚴重時可導致皮帶秤永久性損壞。
(6)需檢查各設備內部接線時必須斷開電源再打開蓋，同時注意不要碰傷隔爆面，并在隔爆面上涂204-1防銹油。
2.5系統的優點
(1)不受物料的物理性質的影響，抗腐蝕性強。
(2)動態測量精度高，性能穩定，工作可靠，零點漂移小，具有較好的長期穩定性。
(3)可以在高粉塵、露天等惡劣環境條件下工作。
(4)輸送不同物料時，不需要重新標定。
(5)受皮帶的張力、振動、慣性、張緊輪不同軸等因素的影響。
(6)有通訊接口，可直接上傳原煤產量。
3、KJD101#自動裝卸載系統
KJD10主井自動裝卸載系統設備主要包括裝載控制系統，卸載控制系統，以及信號系統，裝載控制系統在裝載站、控制煤的自動定量裝載，箕斗裝載完成后絞車房出準備就緒信號，卸載控制系統安裝于卸載站，控制煤從箕斗自動定量裝載，箕斗裝載完成后絞車房發出準備就緒信號，卸載控制系統安裝于卸載站，控制煤從箕斗自動載到卸載站煤倉，卸載完成后綜合裝載就緒信號向絞車發出可以提升信號，信號系統包括：自動提升信號、手動提升信號及同絞車配接的相應接口。
(1)卸載站操作說明
卸載站設有檢修，手動聯鎖及自動三種操作模式，當前操作模式有指示燈給以指示。
檢修狀態僅在對閥油缸進行測試時才能使用。在這種檢修模式下只有箕斗到位，無論操作順序先后都可進行，所以存在危險性，檢修模式的選擇開關的鑰匙由維修工保存，在維修時方便選擇檢修模式。
手動聯鎖模式是自動模式的輔助模式，在此模式下只有箕斗到位，并且抱閘死時，舌板才能伸出，舌板伸出后才能打開箕斗門，關閉箕斗門后才能收回舌板，這些動作由操作盤上的按轉開關操作，一般在自動卸煤無法進行時由人工干預選用手動聯鎖模式將煤卸出，卸完煤后，PLC綜合裝載站準備就緒后，手動向絞車房發出可以提升信號，在自動模式時無需人工發信號。
自動模式應是常用的模式，在此模式時PLC自動控制卸煤過程，正如人工操作一樣，箕斗到位并且抱閘后，首先伸出舌板，然后打開箕斗門，煤卸完后關閉，收回舌板，為保證箕斗內的原煤確實已卸載完，系統每個動作都要有時間監視功能，比如發出伸出舌板指令后，如果十五秒還檢測不到舌板已伸出反饋信號，PLC認為有故障發生，自動卸煤過程將被中斷，并且舌板伸出指示燈也閃爍指示該步動作有故障發生。
另外，在卸載站有滿倉檢測傳感器，當煤倉滿煤時此信號將被檢測到并中斷卸載過程，并發出警告，提醒卸載站工作人員手動中止卸載過程。本系統操作面板為雙套，互為備用。通過操作面板上的薄膜開關互相切換，卸載站去閥的線分為兩組，分別去閥站的上組閥和下組閥，互為備用。通過操作盤上薄膜開關進行選擇，以便在閥出現故障時進行切換并及時修理，當然在閥組切換時需打開與關閉相應的壓力管道，自動狀態時，井口卸載站將自動向絞車發信號15秒后絞車若不啟動將發第二次開車信號直至開車為止。本系統不允許經常通斷電，斷電后箕斗空與滿的狀態會不準確，如果箕斗實際為空，但PLC內部識別為、滿時，需做一次空卸載過程。
(2)裝載站操作說明
裝載站設有操作模式選擇，分別是檢修、手動聯鎖及自動，當前操作模式有指示燈給以指示。
檢修操作僅是在對閥、汽缸、給煤機、皮帶機進行測試才能使用，在這種模式時無論箕斗在任何位置，無論操作順序先后都可進行，所以存在危險性，檢修模式的選擇開關的鑰匙由維修工保存，在維修時方便選擇檢修模式。
手動聯鎖模式是自動模式的輔助模式，在此模式下只有箕斗到位，并且抱閘后．定量斗門才能打開打開定量箕斗門且關到位后，移動分配器只有當箕斗離位，對應的定量箕斗不滿時，才開皮帶機，皮帶機開后才能開給煤機，定量斗滿時有自動停機功能。這些動作由操作盤上的按轉開關控制，一般在自動裝煤無法進行時由人工選用手動聯鎖模式將煤裝滿定量斗，然后打開定量斗門，將煤裝于箕斗內，完成裝煤過程，就緒后信號發送按鈕，PLC將就緒信號傳送到絞車房，以便最終絞車發出可以提升信號，在自動模式時無需人工發信號。
自動模式是最常用的模式，在此模式時PLC自動控制裝煤過程，箕斗到位并且抱閘后，操作自動模式開關，自動裝煤模式被啟動。當定量斗煤卸空時，定量斗閘門關到位后，發提升信號，同時移動分配閘門至相應位置，只有當提升信號發出且箕斗離開位置時，啟動皮帶機，經延時后啟動給煤機，該定量斗裝滿后，停給煤機，停皮帶機，經延時皮帶機停穩后，再移至下一個工作周期，自動狀態時，信號將自動送至車房，15秒后若絞車沒有啟動，將自動發第二次信號直至絞車啟動為止。裝載站每步動作都有時間監視，在PLC發出指令一定時間后檢測不到返回信號，將中斷裝煤并發出故障信息，而且自動裝煤過程為分步完成，有一步動作完不成，便無法進行后面的動作。
(3)井口操作說明
井口檢修盤用于上下罐籠時進行打點以控制絞車的上、下及停車，故只有井口打到檢修，井口點才直接打點進絞車房，進行井筒檢修時可帶罐籠電話以便在井筒中與絞車房進行聯系。
(4)絞車房操作說明
絞車房信號柜上設有提人、提煤轉換開關。配置電腦，絞車房裝載系統控制界面（如圖所示）
(5)安全回路，當系統有緊急情況時，只有卸載站或卸載站按急停按鈕，本裝置顯示安全回路便吸合，并進入絞車控制系統。
(6)信號回路，只有收到井口卸載站，準備完畢的開車信號，同井底裝載站準備完畢的信號，且信號一致時，信號回路閉合允許開車．
(7)絞車操作臺打到手動、自動時，由井底向煤樓傳提煤信號，在由煤樓傳送到絞車房，進行提煤。
(8)在井底、煤樓、絞車房內安裝了直撥電話，給整個裝卸載系統提供一個更方便的通信平臺。
(9)該系統設有通訊接口，為我礦綜合自動化的投入奠定了基礎。相關的數據資料可直接傳送至綜合自動化中心，便于實時觀察原煤裝卸載系統和統計原煤產量。
(10)定量斗改造
箕斗裝載設備采用預先定量的裝載方式，其灑煤量大大降低，保證我礦提升工作的正常化高效化，我礦在未改造之前，由于定量斗的容積不能使箕斗裝滿，必須二次裝煤才能將箕斗裝滿，降低了裝煤效率。經定量斗改造后，直接增加了定量斗的容量近1.7噸，而且當箕斗到位時，可直接裝煤，還大大提高了定量斗裝煤的效率，提高了整個原煤生產系統的效率．
3、結語
超化煤礦經優化配置和改造后，整個裝卸載系統大大提高了提升的系統的效率，為提升工作節約了時間，且采用PLC控制系統，為礦井的綜合自動化系統的安裝奠定了基礎。這些優化配置和改造有力的保證了全礦的高產高效，不僅提高了設備安全可靠運行，也取得了重大的經濟效益．
