矿用带式输送机综合保护控制装置

矿用带式输送机综合保护控制装置是一种集成了多种保护、监测、控制与通信功能于一体的自动化系统，是现代化矿井特别是煤矿安全生产中不可或缺的关键设备。它的核心目的是确保带式输送机（俗称“皮带机”）安全、可靠、高效、连续地运行，防止事故发生，保障人身和设备安全。

一、核心功能

1、速度保护

作用：监测皮带实际运行速度。当驱动滚筒转动而皮带速度过低（如打滑）或过高（如飞车）时，自动报警并停机。

传感器：通常使用接近开关或速度传感器（如霍尔效应传感器、编码器）安装在从动滚筒上。

2、跑偏保护

作用：监测皮带在运行中的横向偏移。当皮带跑偏超过允许范围时，发出报警或停机信号，防止皮带撕裂、磨损甚至脱轨。

传感器：行程开关或成对使用的光电/红外传感器，安装在皮带两侧。

3、堆煤保护

作用：监测机头、转载点等位置的煤位。当发生堆煤堵塞时，立即停机，防止事故扩大。

传感器：碳极式/电极式传感器（利用煤的导电性）、摆臂式行程开关或超声波/射频导纳物位计。

4、烟雾保护

作用：监测皮带机沿线因摩擦过热产生的烟雾（火灾早期征兆）。检测到烟雾时，立即报警并停机，同时可联动洒水灭火装置。

传感器：离子式或光电式烟雾传感器。

5、超温保护

作用：实时监测皮带机驱动滚筒、改向滚筒等关键部位的轴承温度，以及液压耦合器的油温。温度超过设定阈值时报警或停机。

传感器：PT100铂热电阻或热电偶。

6、撕裂保护

作用：检测皮带纵向撕裂事故。一旦发生撕裂，立即停机，将损失降低。

传感器：漏料检测型，在皮带下方安装挡料板或感应线圈，撕裂后漏料触发。纵向探测型：沿皮带全长布置感应线或光纤，断裂即触发。

7、沿线急停保护

作用：在皮带机全线每隔一定距离（通常30-50米）安装急停开关。任何位置出现紧急情况，人员均可拉动拉绳，使开关动作，实现紧急停机。

传感器：机械式双向拉绳开关。

8、张力下降与断带保护

作用：监测皮带张紧装置的张力，张力过低时报警。对于长距离大倾角皮带机，还需配备断带抓捕器，该装置可由综合保护系统触发。

9、其他扩展功能

语音对讲与广播：实现控制中心与沿线人员的通信。

电机综合保护：集成对驱动电机的过流、过载、缺相、短路等电气保护。

洒水降尘控制：联动自动洒水装置，在转载点等产尘点进行喷雾降尘。

二、系统组成

1、主控核心：通常安装在机头驱动部附近，采用矿用隔爆兼本安型设计。内部包含PLC（可编程逻辑控制器）或专用单片机控制器，它是系统的大脑，负责处理所有传感器信号、执行逻辑判断、发出控制指令。配备显示模块（如液晶触摸屏），用于显示运行状态、参数、故障类型及位置。提供控制接口，用于启停皮带、闭锁、复位等操作。

2、传感与执行单元（遍布全线）：各类传感器，如上文所述的速度、跑偏、堆煤等传感器。执行机构，如控制洒水电磁阀的装置。这些设备多为矿用本安型设计，保证在危险环境下不会产生电火花。

3、通信网络：连接主控核心与所有远端传感器/执行器。传统系统采用四芯电缆（电源2芯，信号2芯）实现“一对一”或总线式通信。现代先进系统越来越多地采用工业以太网或CAN总线、PROFIBUS等现场总线技术，实现高速、可靠的数据传输和设备互联。

三、重要性及优势

1、本质安全：降低皮带机运行中可能引发的火灾、撕裂、堵塞等重大事故风险，是煤矿安全生产的强制性要求。

2、提高可靠性：实时监控设备状态，实现预测性维护，减少意外停机时间，保障连续生产。

3、减少损失：快速检测和响应故障，防止故障扩大化，减少昂贵的皮带和设备损坏。

4、提升自动化水平：作为矿井运输系统自动化、智能化的核心，可与地面调度中心联网，实现远程监控、集中控制和无人值守。

5、降低人力成本：减少沿线巡检人员的数量和工作强度。

四、技术发展趋势

1、智能化与预测性维护：利用AI算法和大数据分析，对振动、温度、电流等数据进行深度挖掘，提前预测轴承损坏、齿轮磨损等故障，变“事后处理”为“事前预防”。

2、融合感知与机器视觉：使用高清摄像头+AI图像识别技术，实现更精准的跑偏、撕裂、大块异物、人员违规穿越等识别，功能远超传统开关量传感器。

3、数字孪生：构建皮带运输系统的虚拟模型，实时映射物理实体的运行状态，用于仿真、优化和故障诊断。

4、无线化与云平台：采用5G、Wi-Fi 6等无线技术替代部分电缆，简化安装和维护。将数据上传至云平台，实现跨地域、多矿区的集中化管理和专家远程诊断。

矿用带式输送机综合保护控制装置已从单一、机械式保护，发展成为一套集感知、控制、执行、通信、诊断于一体的复杂智能系统。它不仅是保障安全运行的“守护神”，也是迈向矿山智能化、建设“智慧矿山”的关键基础设施。