核子秤的準(zhǔn)確性及其在東曲煤礦生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用論文
摘 要：介紹了核子秤計(jì)量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)在煤礦中的使用情況，以及東曲礦根據(jù)自身特點(diǎn)拓展了核子秤在生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視等方面的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：核子秤；計(jì)量；統(tǒng)計(jì)；監(jiān)視
核子秤作為一種非接觸式的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計(jì)量器具，已廣泛應(yīng)用在散裝物料的動(dòng)態(tài)計(jì)量中。在煤炭行業(yè)，核子秤主要用于煤炭井下、井上的原煤計(jì)量，選煤廠的各類(lèi)煤種配比等。東曲煤礦根據(jù)自身的特點(diǎn)進(jìn)一步拓展了核子秤在生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)及對(duì)輸送帶運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視等方面的應(yīng)用。
1 問(wèn)題的提出
煤礦對(duì)各區(qū)隊(duì)、班組進(jìn)行細(xì)化管理后，對(duì)井下工人的考核在原有的產(chǎn)量指標(biāo)基礎(chǔ)上增加了人員工效、噸煤電能消耗比等相對(duì)指標(biāo)。在這些指標(biāo)的獲得方面或多或少的存在著一些缺陷。
原煤產(chǎn)量的計(jì)量主要是通過(guò)人工收產(chǎn)的方法，由于井下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，不但煤層厚度變化大，而且存在斷層、褶曲等構(gòu)造，工作面原煤產(chǎn)量計(jì)量方法不統(tǒng)一，所以計(jì)量存在著很多不準(zhǔn)確的因素，從而造成了各區(qū)隊(duì)、班組之間、查收人員同區(qū)隊(duì)之間的矛盾。為了解決井下的計(jì)量工作，很多礦井曾經(jīng)嘗試的使用過(guò)電子輸送帶秤，來(lái)解決井下原煤產(chǎn)量的計(jì)算，但由于煤礦井下及帶式輸送機(jī)具有其自身特點(diǎn)：環(huán)境條件惡劣、防爆要求高、運(yùn)行空間粉塵、濕度影響、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)等，造成了電子輸送帶秤不具備在井下工作的應(yīng)有條件。
原煤產(chǎn)量的計(jì)量不準(zhǔn)確，就造成了各區(qū)隊(duì)及班組的人員工效的不準(zhǔn)確。所有的數(shù)據(jù)由人工記錄，手工或輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。人工記錄的數(shù)據(jù)比較凌亂，且沒(méi)有一個(gè)比較規(guī)范的統(tǒng)計(jì)方法和相應(yīng)的處理軟件，更加大了數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性和不合理性。礦井的運(yùn)輸系統(tǒng)以帶式輸送機(jī)為主，由于其用電功率大，帶式輸送機(jī)的耗能一般較大，輸送帶的空轉(zhuǎn)造成了大量的電能損耗，無(wú)形中增加了原煤的生產(chǎn)成本。及時(shí)的對(duì)井下帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和計(jì)量十分必要，卻苦于沒(méi)有好的監(jiān)視方法。在輸送帶運(yùn)輸線上安裝攝像頭，成本較高，且需要有責(zé)任心的人24 h負(fù)責(zé)不斷地監(jiān)視，不易準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)空輸送帶運(yùn)行情況，無(wú)法記錄下輸送帶的空轉(zhuǎn)時(shí)段和時(shí)間且不具備計(jì)量功能�，F(xiàn)場(chǎng)條件惡劣，不符合煤礦計(jì)量、統(tǒng)計(jì)的需求。
2 核子秤計(jì)量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)
21 系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)由一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和井下現(xiàn)場(chǎng)的核子秤傳感器組組成，通過(guò)網(wǎng)卡連接到企業(yè)局域網(wǎng)，如圖1所示。
22 核子秤物料計(jì)量與累計(jì)
放射源穩(wěn)定地放射出γ射線，在核子秤所在的平面內(nèi)呈扇形照射。物料從支架中經(jīng)過(guò)時(shí)，吸收一部分γ射線，其余γ射線則穿透物料，照射在γ射線探測(cè)器上，因此，γ射線探測(cè)器輸出信號(hào)的大小，可以實(shí)時(shí)的反映出輸送機(jī)運(yùn)送物料的多少。負(fù)載信號(hào)通過(guò)分站和主站傳輸?shù)焦た貦C(jī)上，通過(guò)相應(yīng)的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理完成相應(yīng)的功能。
物料累計(jì)質(zhì)量W為W=∫Pdt =∑nj=1FjVjΔtj式中 Δtj———采樣周期；Fj———輸送機(jī)在第j個(gè)采樣點(diǎn)處的瞬時(shí)負(fù)荷；Vj———輸送機(jī)在第j個(gè)采樣點(diǎn)處的瞬時(shí)速度；n———采樣次數(shù)。
23 核子秤計(jì)量準(zhǔn)確
該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了煤礦計(jì)量手段的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。由于完全實(shí)現(xiàn)了由機(jī)器進(jìn)行計(jì)量，取消了人為因素對(duì)計(jì)量工作的干擾，提高了計(jì)量的科學(xué)性。該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)累計(jì)計(jì)量的精度可達(dá)到1%，核子秤在安裝過(guò)程中的標(biāo)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
3 核子秤計(jì)量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)在東曲煤礦應(yīng)用的拓展
31 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能
系統(tǒng)除了可以同時(shí)實(shí)時(shí)顯示出：輸送帶空載、瞬時(shí)流量、班產(chǎn)量、日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年產(chǎn)量和總累積量；還且通過(guò)編制的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，對(duì)以往的各種產(chǎn)量數(shù)據(jù)可隨時(shí)調(diào)用、查詢和打印，具有按照給定條件下的統(tǒng)計(jì)查詢和排序功能。
32 多種方式的信息輸出
系統(tǒng)除了可以用數(shù)字動(dòng)態(tài)地顯示出瞬時(shí)流量、各種累計(jì)量，使用動(dòng)畫(huà)顯示輸送帶的`運(yùn)行情況，還可以圖表或打印報(bào)表等方式實(shí)時(shí)地反映出當(dāng)前的瞬時(shí)流量或以前任意一個(gè)班組、天、月、年的產(chǎn)量及總累計(jì)量。并可通過(guò)曲線的方式顯示一天或一段時(shí)間的瞬時(shí)流量的走向。圖2為某臺(tái)核子秤在9∶00~19∶00的瞬時(shí)流量的曲線。
33 輸送帶空載的監(jiān)視功能
為了解決井下帶式輸送機(jī)的監(jiān)視問(wèn)題，東曲煤礦在核子秤計(jì)量功能的基礎(chǔ)上增加了對(duì)輸送帶空載的監(jiān)視功能。當(dāng)輸送帶開(kāi)始運(yùn)行后，開(kāi)停信號(hào)通過(guò)速度轉(zhuǎn)換盒傳輸?shù)胶俗映酉到y(tǒng)，系統(tǒng)開(kāi)始記錄輸送帶上煤炭的瞬時(shí)流量。當(dāng)瞬時(shí)流量為“零”時(shí)，即輸送帶為空載運(yùn)行；一直到瞬時(shí)流量大于“零”為止，記錄下這2個(gè)時(shí)刻，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成空載時(shí)刻和時(shí)間的記錄。這樣就實(shí)現(xiàn)了輸送帶空載的實(shí)時(shí)監(jiān)視功能。可在任何時(shí)候查詢到某班在某天的空載時(shí)刻和時(shí)間，也可把各班在一年中累積空載時(shí)間進(jìn)行排序。所以，該系統(tǒng)可代替工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)的功能。
34 網(wǎng)絡(luò)功能
東曲煤礦在原有的核子秤單機(jī)操作的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)功能。通過(guò)現(xiàn)有的礦用局域網(wǎng)，可對(duì)瞬時(shí)流量、日、月、年產(chǎn)量等進(jìn)行實(shí)時(shí)瀏覽，也可根據(jù)條件進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的查詢，礦領(lǐng)導(dǎo)可以及時(shí)地了解和分析各區(qū)隊(duì)、班組的生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息化，為高產(chǎn)、高效提供了有效的手段。
35 其它輔助功能
�、僮栽\斷功能：當(dāng)核子秤系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)地報(bào)警，并顯示出故障原因和故障位置；②防作弊功能：當(dāng)人為干涉計(jì)量值時(shí)，會(huì)使瞬時(shí)流量保持在一定的值，由于輸送帶上原煤的流動(dòng)是變化的，所以系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警；③防過(guò)載保護(hù)功能：當(dāng)輸送帶的負(fù)載超過(guò)一定的值（可根據(jù)各個(gè)輸送帶的特點(diǎn)，自行設(shè)定），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。
4 系統(tǒng)對(duì)煤礦生產(chǎn)管理的影響
41 完善了煤礦原煤產(chǎn)量的計(jì)量手段
KSH核子秤系統(tǒng)利用物料（煤炭）對(duì)γ射線的吸收原理，對(duì)物料（煤炭）進(jìn)行非接觸式在線計(jì)量，適用于礦井對(duì)原煤這樣固體、散裝物料的計(jì)量。秤體部分與輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部分及物料不接觸，探測(cè)器無(wú)磨損，因此安裝維護(hù)比較方便，能適應(yīng)井下設(shè)備移動(dòng)的特點(diǎn)，符合井下防爆的基本要求。具有其它計(jì)量手段和方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
42 提高了工作效率
核子秤的統(tǒng)計(jì)功能，對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。避免了人工統(tǒng)計(jì)的各種因素影響，提高了效率，可長(zhǎng)期地保存和備份，并可隨時(shí)打印出各種報(bào)表。由于可以通過(guò)核子秤生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)的對(duì)皮帶的空載進(jìn)行監(jiān)視，有利于提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率，減少不必要的能耗。
43 核子秤系統(tǒng)對(duì)煤礦原煤產(chǎn)量的影響
核子秤生產(chǎn)管理系統(tǒng)的使用，取消了拉進(jìn)尺的計(jì)量方法，也改變了各班只要進(jìn)度，不要浮煤的觀念。在計(jì)量工作中沒(méi)有了人為因素，解決了人為造成的多種矛盾，提高了各區(qū)隊(duì)生產(chǎn)積極性，每班人員主動(dòng)積極清理工作面、溜子兩邊的浮煤，提高了生產(chǎn)效率和原煤采出率，降低了原煤的生產(chǎn)成本，提高了整體的經(jīng)濟(jì)效益。
煤礦可利用以上產(chǎn)量、輸送帶空載等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)開(kāi)展原煤生產(chǎn)的競(jìng)賽活動(dòng)，促進(jìn)各區(qū)隊(duì)、班組之間的競(jìng)爭(zhēng)，既提高了創(chuàng)建高產(chǎn)、高效班組的積極性，也促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。
44 原煤生產(chǎn)成本的降低
原來(lái)三班的人工收產(chǎn)人員8名，安裝調(diào)試完KSH核子秤系統(tǒng)后，將其安排到其他崗位，原來(lái)的工資費(fèi)用在1萬(wàn)元/ （a人）左右，僅此一項(xiàng)就為東曲煤礦的原煤生產(chǎn)成本降低了8萬(wàn)元/a。
5 結(jié)語(yǔ)
�。�1）核子秤計(jì)量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠滿足井下環(huán)境對(duì)設(shè)備的各種要求。
�。�2）核子秤計(jì)量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)的使用能夠?qū)γ旱V，特別是對(duì)綜采和放頂煤工作面的生產(chǎn)效率的提高有著積極的作用。也有利于減人提效和降低能耗。
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