核子秤的準(zhǔn)確性及其在東曲煤礦生產(chǎn)統(tǒng)計中的應(yīng)用論文
摘 要：介紹了核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)在煤礦中的使用情況，以及東曲礦根據(jù)自身特點拓展了核子秤在生產(chǎn)統(tǒng)計和對帶式輸送機運行情況進(jìn)行監(jiān)視等方面的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：核子秤；計量；統(tǒng)計；監(jiān)視
核子秤作為一種非接觸式的動態(tài)稱重計量器具，已廣泛應(yīng)用在散裝物料的動態(tài)計量中。在煤炭行業(yè)，核子秤主要用于煤炭井下、井上的原煤計量，選煤廠的各類煤種配比等。東曲煤礦根據(jù)自身的特點進(jìn)一步拓展了核子秤在生產(chǎn)統(tǒng)計及對輸送帶運行情況進(jìn)行監(jiān)視等方面的應(yīng)用。
1 問題的提出
煤礦對各區(qū)隊、班組進(jìn)行細(xì)化管理后，對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)量的計量主要是通過人工收產(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)量計量方法不統(tǒng)一，所以計量存在著很多不準(zhǔn)確的因素，從而造成了各區(qū)隊、班組之間、查收人員同區(qū)隊之間的矛盾。為了解決井下的計量工作，很多礦井曾經(jīng)嘗試的使用過電子輸送帶秤，來解決井下原煤產(chǎn)量的計算，但由于煤礦井下及帶式輸送機具有其自身特點：環(huán)境條件惡劣、防爆要求高、運行空間粉塵、濕度影響、信號傳輸距離遠(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)量的計量不準(zhǔn)確，就造成了各區(qū)隊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，手工或輸入到計算機中進(jìn)行統(tǒng)計處理。人工記錄的數(shù)據(jù)比較凌亂，且沒有一個比較規(guī)范的統(tǒng)計方法和相應(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。礦井的運輸系統(tǒng)以帶式輸送機為主，由于其用電功率大，帶式輸送機的耗能一般較大，輸送帶的空轉(zhuǎn)造成了大量的電能損耗，無形中增加了原煤的生產(chǎn)成本。及時的對井下帶式輸送機運行情況進(jìn)行監(jiān)視和計量十分必要，卻苦于沒有好的監(jiān)視方法。在輸送帶運輸線上安裝攝像頭，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)計空輸送帶運行情況，無法記錄下輸送帶的空轉(zhuǎn)時段和時間且不具備計量功能�，F(xiàn)場條件惡劣，不符合煤礦計量、統(tǒng)計的需求。
2 核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)
21 系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)由一臺工業(yè)控制計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和井下現(xiàn)場的核子秤傳感器組組成，通過網(wǎng)卡連接到企業(yè)局域網(wǎng)，如圖1所示。
22 核子秤物料計量與累計
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)過時，吸收一部分γ射線，其余γ射線則穿透物料，照射在γ射線探測器上，因此，γ射線探測器輸出信號的大小，可以實時的反映出輸送機運送物料的多少。負(fù)載信號通過分站和主站傳輸?shù)焦た貦C上，通過相應(yīng)的軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理完成相應(yīng)的功能。
物料累計質(zhì)量W為W=∫Pdt =∑nj=1FjVjΔtj式中 Δtj———采樣周期；Fj———輸送機在第j個采樣點處的瞬時負(fù)荷；Vj———輸送機在第j個采樣點處的瞬時速度；n———采樣次數(shù)。
23 核子秤計量準(zhǔn)確
該系統(tǒng)實現(xiàn)了煤礦計量手段的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和實時性。由于完全實現(xiàn)了由機器進(jìn)行計量，取消了人為因素對計量工作的干擾，提高了計量的科學(xué)性。該系統(tǒng)的動態(tài)累計計量的精度可達(dá)到1%，核子秤在安裝過程中的標(biāo)定數(shù)據(jù)見表1。
3 核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)在東曲煤礦應(yīng)用的拓展
31 數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能
系統(tǒng)除了可以同時實時顯示出：輸送帶空載、瞬時流量、班產(chǎn)量、日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年產(chǎn)量和總累積量；還且通過編制的軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，對以往的各種產(chǎn)量數(shù)據(jù)可隨時調(diào)用、查詢和打印，具有按照給定條件下的統(tǒng)計查詢和排序功能。
32 多種方式的信息輸出
系統(tǒng)除了可以用數(shù)字動態(tài)地顯示出瞬時流量、各種累計量，使用動畫顯示輸送帶的`運行情況，還可以圖表或打印報表等方式實時地反映出當(dāng)前的瞬時流量或以前任意一個班組、天、月、年的產(chǎn)量及總累計量。并可通過曲線的方式顯示一天或一段時間的瞬時流量的走向。圖2為某臺核子秤在9∶00~19∶00的瞬時流量的曲線。
33 輸送帶空載的監(jiān)視功能
為了解決井下帶式輸送機的監(jiān)視問題，東曲煤礦在核子秤計量功能的基礎(chǔ)上增加了對輸送帶空載的監(jiān)視功能。當(dāng)輸送帶開始運行后，開停信號通過速度轉(zhuǎn)換盒傳輸?shù)胶俗映酉到y(tǒng)，系統(tǒng)開始記錄輸送帶上煤炭的瞬時流量。當(dāng)瞬時流量為“零”時，即輸送帶為空載運行；一直到瞬時流量大于“零”為止，記錄下這2個時刻，存儲到數(shù)據(jù)庫中，完成空載時刻和時間的記錄。這樣就實現(xiàn)了輸送帶空載的實時監(jiān)視功能�？稍谌魏螘r候查詢到某班在某天的空載時刻和時間，也可把各班在一年中累積空載時間進(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操作的基礎(chǔ)上，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)功能。通過現(xiàn)有的礦用局域網(wǎng)，可對瞬時流量、日、月、年產(chǎn)量等進(jìn)行實時瀏覽，也可根據(jù)條件進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的查詢，礦領(lǐng)導(dǎo)可以及時地了解和分析各區(qū)隊、班組的生產(chǎn)情況，實現(xiàn)了生產(chǎn)動態(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，系統(tǒng)可實時地報警，并顯示出故障原因和故障位置；②防作弊功能：當(dāng)人為干涉計量值時，會使瞬時流量保持在一定的值，由于輸送帶上原煤的流動是變化的，所以系統(tǒng)會自動報警；③防過載保護(hù)功能：當(dāng)輸送帶的負(fù)載超過一定的值（可根據(jù)各個輸送帶的特點，自行設(shè)定），系統(tǒng)會自動報警。
4 系統(tǒng)對煤礦生產(chǎn)管理的影響
41 完善了煤礦原煤產(chǎn)量的計量手段
KSH核子秤系統(tǒng)利用物料（煤炭）對γ射線的吸收原理，對物料（煤炭）進(jìn)行非接觸式在線計量，適用于礦井對原煤這樣固體、散裝物料的計量。秤體部分與輸送機運轉(zhuǎn)部分及物料不接觸，探測器無磨損，因此安裝維護(hù)比較方便，能適應(yīng)井下設(shè)備移動的特點，符合井下防爆的基本要求。具有其它計量手段和方法無法比擬的優(yōu)點。
42 提高了工作效率
核子秤的統(tǒng)計功能，對所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的處理。避免了人工統(tǒng)計的各種因素影響，提高了效率，可長期地保存和備份，并可隨時打印出各種報表。由于可以通過核子秤生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)實時的對皮帶的空載進(jìn)行監(jiān)視，有利于提高設(shè)備運轉(zhuǎn)效率，減少不必要的能耗。
43 核子秤系統(tǒng)對煤礦原煤產(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)尺的計量方法，也改變了各班只要進(jìn)度，不要浮煤的觀念。在計量工作中沒有了人為因素，解決了人為造成的多種矛盾，提高了各區(qū)隊生產(chǎn)積極性，每班人員主動積極清理工作面、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)計開展原煤生產(chǎn)的競賽活動，促進(jìn)各區(qū)隊、班組之間的競爭，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，原來的工資費用在1萬元/ （a人）左右，僅此一項就為東曲煤礦的原煤生產(chǎn)成本降低了8萬元/a。
5 結(jié)語
（1）核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠滿足井下環(huán)境對設(shè)備的各種要求。
�。�2）核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統(tǒng)的使用能夠?qū)γ旱V，特別是對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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