平煤股份八矿储装运系统堆煤保护技术改进的探索
王向阳
（中国平煤神马集团公司八矿，河南平顶山467000）
0引言
煤矿在原煤运输过程中，经常发生皮带机头堆煤现象。保护皮带用的电极式堆煤传感器因堆煤频繁动作保护，从而对自身各个电子元件产生损害，最终造成堆煤传感器损坏。现实工作中发现堆煤传感器线路板损坏后一般采用整体更换的方法进行处理，且更换下来的堆煤传感器一般作为废品处理，造成材料极大浪费，提高了生产成本；另外，由于煤矿生产条件特别是井下生产特别恶劣，根据要求需要喷雾降尘或洒水灭尘，在洒水灭尘或喷雾降尘过程中极易将水珠喷洒在堆煤传感器本体（图一）上，因电极式堆煤传感器自身的动作高度灵敏性，会造成堆煤保护误动停车现象；特别是当进入冬季，当原煤由井下运至地面后，原煤中含有水分且由于冷热交替，会在皮带卸载滚筒处造成水汽聚集，水珠在堆煤传感器本体上附着，造成电极式堆煤传感器接地电阻过小，从而堆煤传感器动作停车甚至因堆煤信号一直显示而不能正常开车现象。因此从降低生产成本、保证有效生产时间方面来说，对堆煤保护进行技术改迫在眉睫。
1改进的背景
随着科技技术的不断提高，煤矿在生产中逐步采用先进的综合自动化控制技术，各种与综合自动化相配套的保护也得到推广使用，如：堆煤传感器、纵向撕裂传感器、温度保护、超温洒水等。
1.1电极式堆煤传感器工作原理
矿用电极式堆煤传感器为矿用堆煤传感器为矿用本质安全型电气设备,适用于煤矿有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，因其动作灵敏可靠，在原煤生产中得到广泛应用，其工作原理为皮带机正常运转时，溜煤筒过煤不顺畅造成积煤时，堆煤传感器的电极接触煤堆，在煤电阻小于1.5M±500K的情况下,传感器内线路导通，常开点闭合，给自动化控制设备PLC发出信号，PLC发出故障停机指令,皮带停机从而保护皮带。
1.2平煤股份八矿储装运系统堆煤传感器使用现状
平煤股份八矿储装运系统现有各类设备42部，其中胶带运输机31部。主要担负全矿原煤运输系统的筛选、破碎、分装、落地和返煤任务，2008年经综合自动化改造后，现已实现自动化集控开车，现在共投入堆煤保护装置34个。
八矿储装运系统皮带堆煤保护采用GUJ20型电极式堆煤传感器（图1），该传感器由传感器外壳和内部线路板两部分组成。外壳侧面喇叭嘴接一根4芯信号线，为传感器提供24V供电电源及常开点接线，外壳下端安装探极接线。
1.3堆煤传感器改进的原理及方法
1.3.1更换电子元件改进
在原煤运输过程中经常发生由于杂物或大块矸石卡堵溜煤筒，造成皮带机头堆煤现象。保护皮带用的电极式堆煤传感器因堆煤频繁动作保护，从而对自身各个电子元件产生损害，最终造成堆煤传感器损坏。现实工作中发现堆煤传感器线路板损坏后一般采用整体更换的方法进行处理，且更换下来的堆煤传感器一般作为废品处理。我们经过长期研究发现该型堆煤传感器损坏主要集中在线路板的LM358P集成块部分（图２箭头所指部分），其余部分则表现完好。我们尝试将损坏的堆煤传感器线路板的LM358P集成块用热风枪去除，在已去除LM358P集成块的线路板上焊接LM358P集成块的专用支座，再将新的LM358P集成块插入专用支座（图３），经加电测试该线路板能正常使用。
2013年以来我矿经营形势困难，材料费紧张，领取备件困难且周期长，备品备件不多且不能满足日常维护需要，经对损坏的堆煤保护线路板加装LM358P集成块支座、更换新的集成块后，大部分堆煤保护线路板还能继续使用，而且当一个堆煤线路板LM358P集成块损坏后只需更换一个新的集成块即可，而且更换时间由原来20分钟缩短为现在的3分钟，效率大为提高还减少浪费节约大量材料费。
1.3.2安放位置的技术改进
现实生产中堆煤传感器一般在皮带机头卸载滚筒附近悬挂防止，由于煤矿生产条件特别是井下生产特别恶劣，根据环保要求需要喷雾降尘或洒水灭尘，在喷雾降尘或洒水灭尘的过程中极易将水珠喷洒在堆煤传感器本体上（图1），因电极式堆煤传感器自身的动作高度灵敏性，会造成堆煤保护误动停车现象；另外当进入冬季，原煤运输过程中当原煤由井下运至地面后，原煤中含有水气预冷后会在皮带卸载滚筒周围造成水汽聚集，水珠在堆煤传感器本体上附着，造成电极式堆煤传感器接地电阻过小，从而堆煤传感器动作停车甚至因堆煤信号一直显示而不能正常开车现象。
鉴于以上问题，问题归结于堆煤传感器自身沾水造成误动作，因此能在生产中避免传感器沾水是关键。根据现场条件，我们经过对电极式堆煤传感器结构分析发现：电极式堆煤传感器金属外壳只是起到保护内部线路板和防爆作用，内部线路板是传感器本身的关键，如果将电极式堆煤传感器本体内的线路板从传感器壳体中取出，放置在能防水、防爆的盒子中，并按照原接线接好，这样既能防止因传感器自身淋水或有水汽造成误动作现象，另外在防爆的盒子中还能起到防爆作用。我们经现场查看发现工作现场的防爆十通接线盒内部空间较大，且还有空余接线喇叭嘴，将堆煤传感器线路板放置在十通接线盒内，我们处理方法为：①将十通接线盒内的左右两排端子上的堆煤传感器接线、堆煤传感器线路板上接线（图4）按照电源（蓝、白）、常开接线（红、绿）依次拆除；②截取一节200mm的4芯信号线按照颜色及拆除接线顺序依次连接十通接线盒内端子及堆煤传感器线路板接线；③将十通接线盒内已拆除的堆煤传感器原4芯接线扭结一起然后用1条4mm螺栓与线路板探极接线孔连接一起并紧固；④将堆煤传感器线路板用电工塑料带包扎做好绝缘并放入十通接线盒内并盖好盒子外盖；⑤将从十通接线盒向外引出的原堆煤线接线扭结在一起作为探极线放入皮带机头溜煤筒内。以上5步骤操作完毕及完成堆煤传感器放置位置的技术改造（图5），经试验并进行分析堆煤传感器完全能正常起到保护作用。
2技术改进后产生经济和社会效益分析
2.1改进后的社会效益
经技术改进后，根据数据统计后发现堆煤传感器因淋水或水汽误动作机率降低在86%以上，效果显著，而且降低现场职工处理堆煤误动作的劳动强度，提升了设备有效运转时间。
2.2改进后的经济效益
八矿煤楼储装运系统现有堆煤传感器34个，按照2014年统计计算一年更换维修的堆煤传感器在25个左右，其中经更换集成块后能继续使用的在20个左右，因此一年节约的材料费为：20个×2000元/个＝40000元。
另外，以2014年统计数据，因技术改进后煤传感器影响正常出煤时间与2013年相比减少6.2小时，每小时正常出煤400吨，每吨原煤售价350元计算，将挽回损失：6.2小时×400吨/时×350元/吨＝868000元.
一个LM358P集成块及专用支座价格在1.5元，20个堆煤传感器修理成本为：1.5元×20个＝30元。
因此经技术改进后的堆煤传感器2014年创造经济效益为：40000元＋868000元－30元＝907970元.
从以上可以看出经改进后堆煤传感器产生的经济和社会效益显著，并具有很好的推广价值。
［责任编辑：曹明明］