充填开采系统--设计报告--2015.docVIP

开滦（集团）唐山矿业分公司 充填开采物料输送自动控制系统 设 计 说 明 书 北京大学 北京龙软科技股份有限公司 二O一五十月 目 录 1. 系统架构设计 3 1.1. 网络架构设计 3 1.2. 硬件平台功能设计 4 1.2.1. 基于T3292采区运煤和运矸现状设计 4 1.2.2. 矸石混合系统设计分析 5 1.3. 软件平台功能设计 6 1.4. WEB发布功能介绍 7 2. 系统集成设计 9 2.1. 充填响应 9 2.2. 备矸集成 9 2.3. 视频联动 10 2.4. 电子称计量 11 2.5. 矿压监测 12 2.6. 数据统计分析 13 文件状态： [ ] 草稿 [ √ ] 正式发布 当前版本： V1.1.1 完成日期： 2015-10-09 修改历史 版本 作者 修改说明 日期 评审号 变更号 V1.1.1 王立明 2015-10-09 系统架构设计 （1）升级完善唐山矿充填开采辅助管理系统，作为唐山矿充填开采的支撑平台，实现充填开采的数据集中监控。 （2）开发唐山矿充填开采辅助管理系统客户端，显示皮带秤数据、矿压信息、雷达物位计数据、矸石配比预警、配比指令。 （3）建设皮带集控系统，完成T3292采区出煤方向4条胶带机自动化控制，接入进矸方向集控箱，实现统一集中控制。 （4）WEB浏览功能 信息管理平台通过防火墙发布到办公网，可将各子系统显示的各类实时动态图形（符合要求的）转换为HTML或XML，供用户通过IE浏览。 网络架构设计 根据系统功能需求，需要在综四调度室放置电脑2台，分别运行T3292皮带控制系统和皮带秤监控系统、视频监控系统。 在混矸控制室放置电脑一台，运行唐山矿备矸响应系统客户端，显示皮带秤数据、雷达物位计数据、矸石配比预警、配比指令。 系统网络拓扑如图1-1所示： 图1-1 系统网络拓扑图 硬件平台功能设计 基于T3292采区运煤和运矸现状设计 1、改造T3292采区进矸、运煤集控系统，实现T3292工作面区域运输及转运皮带的集中控制和监测。系统控制对象有皮带电机的启停，监测对象有各皮带运煤、运矸量和皮带沿线保护传感器状态等。系统原理如图1-2所示。 图1-2 皮带集控系统设计原理图 2、系统接入八煤层矸石主运集控系统，通过采集计量数据，指导矸石来料的配比。系统提供控制要求，由混矸集控室实现矸石按比例混合。 本系统硬件共投入包括增加胶带运输监控站、皮带秤设备四套（分别加在264皮带机头、3#胶带机皮带机尾（已添加）、6#胶带机皮带机头（已添加））、煤位计2套（投料井下口矸石仓1套、214主矸石仓（已添加））、皮带沿线保护传感器等。皮带秤和雷达物位计安装位置如下图1-3所示： 图1-3 系统计量传感器设备安装位置图 隔爆兼本安型胶带运输监控分站核心采用西门子300PLC设计开发程序，实现运矸皮带的集中控制，控制器包含开关量、模拟量输入输出模块及通讯模块，实现对皮带沿线保护传感器的信号采集和对皮带电机、洒水闸阀等执行器件的控制。根据矿上工艺流程设计顺煤流停止、逆煤流启动的原则实现对皮带电机的联机控制。分站外接本安操作屏，实现采集数据、参数、运行状态的就地显示；实现故障位置、原因、类型等的就地显示。上位机软件采用组态软件开发设计，实现皮带运输远程监测和控制，实时显示各胶带机、给煤机开/停状态和矸石仓煤位高度，如胶带机开停状态、检修状态及运行速度，拖动电机电压、电流、开关时间、停机时间等参数。皮带运输远程监控作为充填开采辅助管理系统的一部分，为采区充填开采提供生产保障。 矸石混合系统设计分析 充填开采技术中，充填体的变形情况可直接反映充填效果。矸石是一种散体材料，因此没有固定的参数对其力学特性进行表征。通过一系列的压力实验进行测试，研究充填材料在受压状态下的变形情况，可以了解充填体的变形情况以及顶板的受力变形特征，掌握充填矸石的压实过程中的本构关系，为研究充填体的变形特征提供理论基础。 通过读取汇聚点上下两台皮带秤数值来确认粗细矸混料比。当混料比出现偏差时，可通过调整给料机闸板进行调整。 2.系统实现 在混矸系统控制室增加控制电脑1台，显示新增皮带秤、物位计参数，新增电脑将唐山矿充填开采系统动态系统的矸石配比分析数据实时显示，提供实时画面及声音预警，给出操作要求。 软件平台功能设计 唐山矿充填开采物料输送与计量一体化系统采用组态王软件设计开发，整体分为充填开采动态响应系统和备矸响应系统两部分。根据现场情况，充填和开采两个部分都需要大量人员工作，而每班人员数量有限，因此开采工作和充填工作分开进行，且有1个班的时间间隔。本方案设计可以满足正常早中