水井湾立井排矸场自动化控制系统研究
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【摘 要】介绍了水井湾立井排矸场自动化方案实施、系统构成。此系统的实际使用，有效提高了排矸场运输的连续性，减少了操作人员，降低了劳动强度，实现运输系统各环节实时监控以及自动化控制。
【关键字】立井排矸场；轨道系统；自动化；减人提效
1 前言
渝阳煤矿水井湾排矸立井经过提速改造，由原来排矸量35万/年增加到55万/年，基本上满足了矿井生产排矸量的需要。但是排矸场排矸能力远远满足不了排矸的需要，主要表现在地面轨道运输系统环节多、连续化较差，操作难度大，劳动强度高。
为了满足矿井生产的需要，提高排矸系统连续性、可靠性以及安全性，提高自动化控制水平迫在眉睫。本次对水井湾排矸场运输系统实施自动化控制，减少了操作人员，优化了运输系统，提高了系统的可靠性与安全性，对渝阳煤矿排矸连续化运输意义非常重大。
2 水井湾排矸场轨道运输系统原状
水井湾地面排矸场是一个闭环轨道运输系统，轨道运输过程由3个滑行段、手动翻笼翻矸、推车机上行推车和操车组成。
工作流程为罐笼提升重车出罐自动滑行段1（11‰，40m）进手动翻笼推车手动翻矸空车出翻笼自动滑行段2（9‰，45m）推车机上行推车（30‰，105m）自动滑行段3（9‰，50m）操车进入罐笼。
其中，重车进入自动滑行段、推车进入手动翻笼、翻矸、推车机上行推空车和操车这些环节都由员工现场操作完成。完成这些环节总共需要现场操作员工7人/班（不包括信号工），其中进罐程操作需要2人/班，出罐笼摘钩操作需要1人/班，翻笼处操作需要2人、上行推车操作需要2人/班。
手动翻笼以及推车现场操作，人员操作时存在误操作，随意性较大，容易损坏设备，设备维修量增加；同时现场操作人员较多，产生事故的几率提高。对手动翻笼以及手动操车系统进行自动化改造，集中监控，可以有效的提高排矸系统连续化。
3 水井湾排矸场轨道运输系统自动化控制方案的实施
本次水井湾地面轨道运输系统自动化改造的主体思想是首先实现各个环节的自动化改造，然后实现远程监控与集中调度。即对手动翻笼以及推车机系统进行改造，实现现有环节的自动化，然后增设视频，利用监控室的工业电视对现场各个环节进行集中监控。本系统的实施方案主要包括两个部分，分别为：
第一部分：水井湾地面轨道运输自动化系统。此系统主要包括翻笼的自动化控制以及推车机的自动化控制，其中这两部分有包含了就地控制和远方控制。
第二部分：水井湾地面轨道运输远程监控系统。在现场安装3台工业电视，13台摄像机以及配套设施，利用缆线传到控制室、井口配电房等地点的工业电视上。
3.1 轨道运输系统自动化控制方案实施
轨道自动化控制系统实施需要保留原系统中3个滑行段和操车系统，将罐笼翻矸、空车上行推车段改为自动化控制，远程操作，增加重车进翻笼的自动推车系统。
其中这两部分又分为就地控制系统和远方控制系统。就地操作设在每台推车机和电翻笼处；远方操作设在绞车房的司机操作室，由副司机通过工业电视进行远程监控。正常情况下，推车系统和翻笼系统自动控制，不需人员操作。故障时，推车系统和翻笼系统由人工现场就地操作。地面轨道运输自动化系统方案如图示：
对手动翻笼控制系统进行自动化改造，具体控制过程为：当有重车时，翻笼推车机自动将重车推到翻笼里，当矿车到位后，前后阻车器将会自动闭合，轨道传感器探测到矿车到位，磁控开关探测到阻车器阻到位，给PLC发出控制信号，PLC接收到信号后，立即对翻笼减速箱的闸电机实现控制，减速箱的常闭闸打开，常开闸闭合，翻笼开始运转，运转到位后，磁控开关探测到翻笼翻到位，给PLC发出控制信号，PLC接收到信号后，控制减速箱闸电机，闸电机停止运转，常闭闸闭合，常开闸打开，翻笼自动停车。在上述控制过程中如遇矿车不到位或者是阻车器未闭合到位，翻笼将拒绝翻矸。
为了实现此过程，在翻笼不同部位安设传感器共计5个：即在进出翻笼的轨道上各安装1个红外线传感器，作为矿车到位控制与到位检测；进、出阻车器的轴尾端各安装1个磁控开关，作为阻车器到位控制与到位检测；在翻笼进车侧面安装1个磁控开关，作为翻笼到位停车控制。
3.1.2 推车机自动控制系统
当从翻笼的空车到达推车机起点前方32米位置时，轨道传感器动作，通过可编程控制器控制液压站，液压站自动启动，推车装置自动向前推动16个矿车，当矿车到达终点时，磁控开关动作，通过可编程控制器的控制，推车装置自动停止，延时0.5秒后，然后自动返回，到达起点后，磁控开关动作，通过可编程控制器的控制，推车装置、液压站自动停止。
为了实现推车机的自动推车，在推车机轨道处必须安设5个传感器：即在推车机起点位置安装1个磁控开关，作为推车装置、液压站自动停车用；推车机起点位置安装1个红外线传感器，作为矿车计数用；在推车机的推车终点安装1个传感器，作为推车机停车和推车机自动返回控制。
通过上述对翻笼、推车机系统的自动化改造，完成了地面运矸系统从翻笼到立井进罐的自动化控制。