一、项目背景
煤矿主运输系统常由多台带式输送机组成，担负着原煤运输的重要任务，多台带式输送机一般采用逆起顺停的启停方式。因系统运输距离长，转接胶带数量多，逆煤流启动过程中，造成前级多部设备长时间空载运行，当皮带上煤量较少，皮带正常运行，使系统电能浪费严重、启动时间较长等问题。
二、功能简介
1. 系统优化
针对带式输送机逆煤流启动时，皮带空载运行时间长，电能浪费多的问题，研发本系统，以优化生产工艺、降低生产成本、提高效能，达到煤量平衡。切实解决长距离皮带运输中，系统整体启动时间较长、启动时多部设备长期空载运行、煤量少皮带正常运行的问题。
2. 实现功能
(1)实现主煤流系统就地、集中控制，岗位无人值守。
(2)根据煤流情况，实现顺逆煤流自适应启、停机。
(3)根据皮带机尾安装煤量检测仪，自动控制带速，实现煤流平衡。
(4)防止人员乘坐皮带功能，自动停机。
(5) 具有系统自检功能，实现机头、机尾、转载点及转动部位视频监控。
(6)胶带钢丝绳在线监测、激光纵撕保护自动停机功能。
(7)具有煤仓煤位与皮带运行闭锁功能，实时显示煤仓煤位，自动控制给煤机与上级皮带启停。
三、工作原理
在除最前级皮带机外的各部皮带机上安装三个有煤监测点，各有煤监测点的实时数据传到主系统控制器。三个有煤监测点作用：1#监测点监测到煤流，启动上级皮带;2#监测点监测到有煤，检查上级皮带是否启动，如已启动则正常运行，如未启动，则停本级皮带;3#监测点在系统启动初期监测2#与3#监测点之间是否有煤，如果有煤，本级皮带停车，上级皮带启动，启动完成后，本级皮带自动启动，防止堆煤。
1. 有煤监测点设置
顺煤流系统启动前先对所有辅助设备进行检测，所有辅助设备正常后，方可正常启动，否则处理故障之后启动。顺煤流系统从最后一级皮带开始启动，系统启动前，对所有有煤监测点进行检测，任一皮带任一监测点检测到有煤时，当系统启动至本级皮带时，本级皮带不启动，自动启动上级皮带，上级皮带启动完成后，启动本级皮带，本级之前皮带顺煤流启动，本级之后皮带逆煤流启动。
2. 逻辑关系
3个检测点逻辑关系如下：为保证皮带顺、逆煤流安全可靠启动运行，三个有煤监测点设置时间互锁与顺序互锁， 防止任一检测点失灵，前级皮带未开机造成皮带堆煤。即：根据实际检测点安装位置及带速，确定皮带由1#检测点运行至2#检测点，2#检测点运行至3#检测点时间，如果检测点动作时间差小于相应时间，则认为检测点之间有煤，不能安全、可靠启动，停本级皮带，启动上级皮带,上级皮带启动后，本级皮带自动启动。
启动顺序为1#-2#-3#进行，如检测点未按设定的顺序动作，则停本级皮带，启动上级皮带,上级皮带启动后，本级皮带自动启动。顺煤流启动方式下，本级皮带不受上级皮带连锁保护控制(也可以模拟上级皮带运行信号或连锁信号)，1#检测点监测到煤流后，经过特定时间(煤流由1#检测点运行至2#检测点时间)，则自动投入本级皮带与上级皮带连锁保护(取消模拟的上级皮带运行信号或连锁信号，监测真实连锁信号)，与2#检测点监测上级皮带是否运行形成双重保护，防止因上级皮带未及时启动造成堆煤。
3. 煤流平衡
如系统皮带上无煤，最后一级皮带低速运转，前级皮带均停机，检测到煤流，最后一级皮带自动加速至正常速度运转，按顺煤流启动系统。在每部皮带机尾安装煤量检测仪，根据煤量自动控制上级皮带转速，实现煤流平衡。
4. 煤仓控制
如系统中有煤仓，煤仓内安装物位仪，时时检测仓位，实现仓满自动停止上级皮带，空仓允许开机。煤仓给煤机根据上级皮带运行情况自动实现启停及调整转速，实现系统稳定、平衡运行。
四、实施方案简介
有煤监测点可选用超声波、摄像头成像及行程开关点三种方式，优缺点如下：行程开关点式检测点成本低、运行不够稳定、可靠;超声波检测点不受环境中水及煤尘等杂物影响，运行稳定可靠，成本较高;摄像头成像原理式检测点容易受环境中水和煤泥等影响，造成误动作， 价格位于行程开关式和超声波式检测点之间，可根据自身情况选用相应方式检测点。
1. 有煤监测点设置
在每级皮带合理位置安装3个有煤检测点，检测点位置按以下要求确定：1#检测点安装位置根据上级皮带启动时间及带速确定;安装位置应确保本级皮带在2#监测点检测到上级皮带未启动情况下，系统发出停车指令至本级皮带停机，2#监测点煤流不会输送到机头，根据本级皮带带速及停机时间确定;3#监测点安装位置在距离皮带机头0-10m位置。
2. 子系统设置
各条皮带上的有煤监测点通过通讯电缆连接至相应转换机，每条皮带合理位置设置本级皮带子系统，由转换机通过并联、串联、混联方式接入主系统，每条皮带机头、机尾位置各设置一部摄像头，通过转换机将画面时时传送到主系统控制室大屏。
3. 煤量检测仪设置
在每级皮带机尾位置安装煤量检测仪，可采用超声波式、三维立体成像式或电子秤，数据通过皮带子系统转换器，传入主系统控制器，根据煤量大小，自动控制上级皮带转速，实现煤流平衡。
五、经济效益(实例)
1. 实例企业简介
某矿主运系统如下：
逆煤流启动顺序：上仓皮带→主井皮带→西胶运皮→北大巷皮带→6煤北翼大巷皮带→6112胶顺皮带、4108胶顺皮带。
年产量：1800万吨/年
上仓皮带：功率：2×560kW;主井皮带：功率：4×1400kW;西胶运皮带：功率：3×500kW;北大巷皮带：功率：2×400kW;6煤北翼大巷皮带：功率：4×560kW;6112顺槽皮带：功率：4×400kW。
经现场实测各皮带机单机开机时间如下：
上仓皮带空载运行时间=
168+150+102.59+144.68+175=740.27s;
主井皮带空载运行时间=
168+150+102.59+144.68=565.27s;
西胶运皮带空载运行时间=
168+150+102.59=420.59s;
北大巷皮带空载运行时间=168+150=318s;
6煤北翼大巷皮带空载运行时间=168s。
顺煤流启动顺序同逆煤流启动顺序相反，皮带跟随煤流一级一级启动，空载运行时间可忽略不计，因此除顺槽皮带外，其他皮带空载运行时间均可节省。
2. 经济效益
按每天开机一次算，每天可节省电能：=47+323+73+32+58+7.2=540.2kW·h，每年可节省电费约19.45万kW·h，电费1元/kW·h算，可节省19.45万元/年。按每班开机一次，每天开机三次算，可节省58.35万元/年。
传统逆煤流启动，从上仓皮带到6112顺槽皮带启动，需要724.27s，按每天检修4小时，生产20小时，每年360天，年产量1800万t计算，每小时产量2500t，每天停机1次，每天可提高原煤产量502.97t，每年可提高原煤产量约181069.2t，按400元/t计算，每年可提高效益约7242.77万元。
采用顺煤流启动，可实现岗位无人值守，上仓皮带、主井皮带、西胶运皮带、北大巷皮带、6煤北翼大巷皮带分别可节省1人/班，每班节省5人，一天三班可节省15人，人工工资按8万元/年，一年大约可节省人工费用120万元。
本系统适用于多部长距离带式输送机作为主运输系统连续运输的矿山生产、洗选等其它使用带式输送机的企业，应用前景广泛，易实现自动化控制。
结束语
在煤矿智能化发展的今天，具有自主感知、自主决策和自动控制运行的智能运输系统显得尤为重要，本系统可与开拓、采掘、通风、安全保障等智能化系统结合，形成智能煤矿控制系统，达到“机械化换人、自动化减人、智能化无人”的目的，少人则安、无人则安，践行总书记“以人为本”的安全理念。
