核子秤的準確性及其在東曲煤礦生產(chǎn)統計中的應用論文
摘 要：介紹了核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統在煤礦中的使用情況，以及東曲礦根據自身特點(diǎn)拓展了核子秤在生產(chǎn)統計和對帶式輸送機運行情況進(jìn)行監視等方面的應用。
關(guān)鍵詞：核子秤；計量；統計；監視
核子秤作為一種非接觸式的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計量器具，已廣泛應用在散裝物料的動(dòng)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(chǎng)的各類(lèi)煤種配比等。東曲煤礦根據自身的特點(diǎn)進(jìn)一步拓展了核子秤在生產(chǎn)統計及對輸送帶運行情況進(jìn)行監視等方面的應用。
1 問(wèn)題的提出
煤礦對各區隊、班組進(jìn)行細化管理后，對井下工人的考核在原有的產(chǎn)量指標基礎上增加了人員工效、噸煤電能消耗比等相對指標。在這些指標的獲得方面或多或少的存在著(zhù)一些缺陷。
原煤產(chǎn)量的計量主要是通過(guò)人工收產(chǎn)的方法，由于井下地質(zhì)構造復雜，不但煤層厚度變化大，而且存在斷層、褶曲等構造，工作面原煤產(chǎn)量計量方法不統一，所以計量存在著(zhù)很多不準確的因素，從而造成了各區隊、班組之間、查收人員同區隊之間的矛盾。為了解決井下的計量工作，很多礦井曾經(jīng)嘗試的使用過(guò)電子輸送帶秤，來(lái)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(diǎn)：環(huán)境條件惡劣、防爆要求高、運行空間粉塵、濕度影響、信號傳輸距離遠等，造成了電子輸送帶秤不具備在井下工作的應有條件。
原煤產(chǎn)量的計量不準確，就造成了各區隊及班組的人員工效的不準確。所有的數據由人工記錄，手工或輸入到計算機中進(jìn)行統計處理。人工記錄的數據比較凌亂，且沒(méi)有一個(gè)比較規范的統計方法和相應的處理軟件，更加大了數據的不準確性和不合理性。礦井的運輸系統以帶式輸送機為主，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)的對井下帶式輸送機運行情況進(jìn)行監視和計量十分必要，卻苦于沒(méi)有好的監視方法。在輸送帶運輸線(xiàn)上安裝攝像頭，成本較高，且需要有責任心的人24 h負責不斷地監視，不易準確的統計空輸送帶運行情況，無(wú)法記錄下輸送帶的空轉時(shí)段和時(shí)間且不具備計量功能�，F場(chǎng)條件惡劣，不符合煤礦計量、統計的需求。
2 核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統
21 系統的組成及結構
系統由一臺工業(yè)控制計算機系統、通信系統和井下現場(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 核子秤物料計量與累計
放射源穩定地放射出γ射線(xiàn)，在核子秤所在的平面內呈扇形照射。物料從支架中經(jīng)過(guò)時(shí)，吸收一部分γ射線(xiàn)，其余γ射線(xiàn)則穿透物料，照射在γ射線(xiàn)探測器上，因此，γ射線(xiàn)探測器輸出信號的大小，可以實(shí)時(shí)的反映出輸送機運送物料的多少。負載信號通過(guò)分站和主站傳輸到工控機上，通過(guò)相應的軟件對數據進(jìn)行處理完成相應的功能。
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(gè)采樣點(diǎn)處的瞬時(shí)負荷；Vj———輸送機在第j個(gè)采樣點(diǎn)處的瞬時(shí)速度；n———采樣次數。
23 核子秤計量準確
該系統實(shí)現了煤礦計量手段的科學(xué)性、準確性和實(shí)時(shí)性。由于完全實(shí)現了由機器進(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。該系統的動(dòng)態(tài)累計計量的精度可達到1%，核子秤在安裝過(guò)程中的標定數據見(jiàn)表1。
3 核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統在東曲煤礦應用的拓展
31 數據統計功能
系統除了可以同時(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)編制的軟件對數據進(jìn)行進(jìn)一步的處理，對以往的各種產(chǎn)量數據可隨時(shí)調用、查詢(xún)和打印，具有按照給定條件下的統計查詢(xún)和排序功能。
32 多種方式的信息輸出
系統除了可以用數字動(dòng)態(tài)地顯示出瞬時(shí)流量、各種累計量，使用動(dòng)畫(huà)顯示輸送帶的`運行情況，還可以圖表或打印報表等方式實(shí)時(shí)地反映出當前的瞬時(shí)流量或以前任意一個(gè)班組、天、月、年的產(chǎn)量及總累計量。并可通過(guò)曲線(xiàn)的方式顯示一天或一段時(shí)間的瞬時(shí)流量的走向。圖2為某臺核子秤在9∶00~19∶00的瞬時(shí)流量的曲線(xiàn)。
33 輸送帶空載的監視功能
為了解決井下帶式輸送機的監視問(wèn)題，東曲煤礦在核子秤計量功能的基礎上增加了對輸送帶空載的監視功能。當輸送帶開(kāi)始運行后，開(kāi)停信號通過(guò)速度轉換盒傳輸到核子秤系統，系統開(kāi)始記錄輸送帶上煤炭的瞬時(shí)流量。當瞬時(shí)流量為“零”時(shí)，即輸送帶為空載運行；一直到瞬時(shí)流量大于“零”為止，記錄下這2個(gè)時(shí)刻，存儲到數據庫中，完成空載時(shí)刻和時(shí)間的記錄。這樣就實(shí)現了輸送帶空載的實(shí)時(shí)監視功能�？稍谌魏螘r(shí)候查詢(xún)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，該系統可代替工業(yè)監視系統的功能。
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上，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò )功能。通過(guò)現有的礦用局域網(wǎng)，可對瞬時(shí)流量、日、月、年產(chǎn)量等進(jìn)行實(shí)時(shí)瀏覽，也可根據條件進(jìn)行各種數據的查詢(xún)，礦領(lǐng)導可以及時(shí)地了解和分析各區隊、班組的生產(chǎn)情況，實(shí)現了生產(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：當核子秤系統發(fā)生故障時(shí)，系統可實(shí)時(shí)地報警，并顯示出故障原因和故障位置；②防作弊功能：當人為干涉計量值時(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，所以系統會(huì )自動(dòng)報警；③防過(guò)載保護功能：當輸送帶的負載超過(guò)一定的值（可根據各個(gè)輸送帶的特點(diǎn)，自行設定），系統會(huì )自動(dòng)報警。
4 系統對煤礦生產(chǎn)管理的影響
41 完善了煤礦原煤產(chǎn)量的計量手段
KSH核子秤系統利用物料（煤炭）對γ射線(xiàn)的吸收原理，對物料（煤炭）進(jìn)行非接觸式在線(xiàn)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部分及物料不接觸，探測器無(wú)磨損，因此安裝維護比較方便，能適應井下設備移動(dòng)的特點(diǎn)，符合井下防爆的基本要求。具有其它計量手段和方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
42 提高了工作效率
核子秤的統計功能，對所有的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。避免了人工統計的各種因素影響，提高了效率，可長(cháng)期地保存和備份，并可隨時(shí)打印出各種報表。由于可以通過(guò)核子秤生產(chǎn)信息管理系統實(shí)時(shí)的對皮帶的空載進(jìn)行監視，有利于提高設備運轉效率，減少不必要的能耗。
43 核子秤系統對煤礦原煤產(chǎn)量的影響
核子秤生產(chǎn)管理系統的使用，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(guān)念。在計量工作中沒(méi)有了人為因素，解決了人為造成的多種矛盾，提高了各區隊生產(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)濟效益。
煤礦可利用以上產(chǎn)量、輸送帶空載等數據統計開(kāi)展原煤生產(chǎn)的競賽活動(dòng)，促進(jìn)各區隊、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(lái)三班的人工收產(chǎn)人員8名，安裝調試完KSH核子秤系統后，將其安排到其他崗位，原來(lái)的工資費用在1萬(wàn)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(wàn)元/a。
5 結語(yǔ)
�。�1）核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統能夠滿(mǎn)足井下環(huán)境對設備的各種要求。
�。�2）核子秤計量信息生產(chǎn)管理系統的使用能夠對煤礦，特別是對綜采和放頂煤工作面的生產(chǎn)效率的提高有著(zhù)積極的作用。也有利于減人提效和降低能耗。
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