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坚硬厚煤层综放开采顶煤弱化技术研究 指导教师: 职 称: 2 大学毕业设计任务书 任务下... - 45 - 第二节 盘区巷道布置及生产系统 ??????????????????????...
项目编号：
研究开发项目计划任务书
项目名称： 承担单位： 协作单位： 开发机构： 起止时间： 项目负责人：
矿用人车节能控制系统研究
霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山木瓜煤矿 河南理工大学 霍州煤电集团技术中心 2013 年 1 月至 2013 年 10 月 郭学军
技术中心 2012 年 12 月 5 日
一、项目概述（包括：立项背景、研究内容、预期目标。限 300 字） ：
矿用人车,正式全称为矿山索道， 主要用于地下矿山。目前的同类产品在使用之中存在一定 的问题，如矿工在上下班时非常费时，浪费大量体力，很大程度上不能方便矿工，节省体力。然而在工人上班之后车上空无一人，人车长时间空转造成资源浪费。目前对于这方面的问题，首先，很多矿用人车没有相应的检测装Z，资源还在浪费；其次， 采用随机式人车存在一定的危险性，对于熟练的工人来说，乘车比较简单，但对于新工人会有 一定的乘车困难。所以效果不是很理想。本项目的研究目的在于解决人车空转浪费资源问题而提供一种矿用人车检测控制系统，针 对人车无人乘用时空转耗能的弱点，采用该装Z的检测及控制模块，能够快速的将乘车出入口 乘客的信息及时送给控制中心进行处理，自动控制电机的运转，将会结束人车电机 24 小时不 停运转的情况，创建一个节能的时代。
二、立项背景、目的意义及国内外技术现状（包括知识产权状况）
人车是井工开采矿井用于斜井运送人员上下的一种机械设备，是矿井中重要的运人设 备．它具有上下人员方便、随到随行、操作维护简单等优点．广泛应用于煤矿行业中。乘坐时 臀部坐在近似自行车座的铁板上，两腿弯曲夹住吊杆，脚踩在踏板上，双手抓住吊杆，远远望 去，就象一个猴子爬在一根树枝上，所以，煤炭工人就把它形象地叫做“人车” ，其学名为架 空人车。人车是矿工们来往千米井下的座驾，是矿工生活的一部分。人车的应用减少了职工上 下井行走的时间，减轻了不必要的体力消耗，为搞好安全生产打下了基础，为提高煤矿生产效 率提供了保障。但由于井下生产的特殊性，人车在使用和管理过程中仍存在节能问题。由于煤矿职工三班倒，其乘车时间不易控制，且有零散作业人员，为了能使矿工可以随时 乘车上下班， 目前的井下人车一旦被开启， 无论有没有矿工乘坐， 人车将一直处于运转的状态。这样就导致了人车在无人乘坐时的空转，既造成了设备的磨损、设备资源浪费，又造成了无用 功增加，耗能增加，严重浪费了煤炭企业的电能消耗。因此．为了完善和提高矿井的安全性及 工作效率．对人车自动控制系统的研究成为了该领域的热点。人车自动控制系统作为矿井自动 化领域的重要组成部分．对矿井的安全作业和工作效率有着较大影响。目前对于这方面的问题，首先，很多矿用人车没有相应的检测装Z，资源还在浪费；其次， 采用随机式人车存在一定的危险性，对于熟练的工人来说，乘车比较简单，但对于新工人会有 一定的乘车困难。所以效果不是很理想。本研究针对解决人车空转浪费资源问题而提供一种矿用人车检测控制系统，针对人车无人 乘用时空转耗能的弱点，采用该装Z的检测及控制模块，能够检测是否有人乘坐人车。节能人车的控制部分采用可编程控制器作为控制核心，加上相应的传感器、接口电路、通 讯装Z和智能化软件设计．可以自动识别人车是否有人乘坐。并且通过人机界面显示用中文并 辅助声光方式显示人车的运行情况，最终实现人车的节能运行。本研究的积极效果在于将人车检测控制装Z应用于煤矿，采用微波传感器检测和按键检测 方式，安装在个巷道口，能迅速检测到巷道口处有无乘客将要乘车，当有人走近乘车点时，微 波传感器会自动感应，产生信号通过单稳态触发电路判断识别信号的可靠性，在经过两个继电 器的开合控制将信号传递给 PLC； 通过电线传输将信号及时传递给 PLC； PLC 接收到信号后及 时进行信号确认及判断， 确认信号后给变频器发出相应指令， 自动控制电机的运转模式和时间， 不仅方便了乘客，更重要的是减少了电能损失，起到了一定节能的效果。本发明利用微波检测 和按键检测，双重检测确保了检测效果。并通过单稳态触发电路快速判断有无高低电平变换来 控制继电器开合， 这样从同时自动检测多个巷道口是否有人乘车， 来自动控制电机的运行模式， 减少了能量的损失，可达到很好的自动控制效果。可广泛运用于各类煤矿人车和大山的索道之
中。随着我国经济持续高速的发展，煤矿企业对矿井自动化的关注和应用会越来越广泛。若矿 井均采用人车智能控制系统，其性能和效率将大大改善，将更好地提高我国矿井技术水平，从 而推动国民经济建设，带来更大的社会和经济效益。本项目调研期间，进行了技术查询，没有相关技术文献和专利发表。
三、项目主要内容、指标、关键技术及创新点 1、研究内容
（1）矿用人车空转资源浪费问题； （2）矿用人车检测控制系统的设计； （3）由微波检测模块和检测模块组成检测模块，用于检测有无人员乘车； （4）PLC 控制模块的调速，用于接收检测模块采集的信息，经分析处理将控制信号传送 给执行模块； （5）执行模块：变频器模块、指示灯模块和喇叭报警模块，用于执行 PLC 控制模块传送 的控制指令； （6）煤矿井下人车检测控制装Z现场应用考察。
2、技术指标
（1）建立一种根据有无工作人员乘坐人车来决定其是否运行的人车检测控制系统； （2）采用该候车检测控制系统，使其在矿井运行中有突出的节能和安全效益。
3、关键技术
（1）实时检测矿用人车是否有工作人员乘坐并发出信号； （2）矿用人车检测控制系统，包括电源模块、检测模块、单稳态触发模块、PLC 控制模 块和执行模块，并进行选型和设计。
（1）矿用人车检测控制系统能直接准确的监测人车人员乘坐情况，并通过智能化设计和 人机界面能实时显示人车运行状态，处于国内领先技术； （2）减少了矿井人车的无效空运行。
四、技术路线方案、课题分解
本项目针对解决人车空转浪费资源问题而提供一种矿用人车检测控制系统，针对人车无人 乘用时空转耗能的弱点，采用该装Z的检测及控制模块，能够检测是否有人乘坐人车，通过单 稳态触发电路和继电器将信号及时反馈给 PLC 作出相应处理，减少能量损耗。项目执行的技术 路线如图 1 所示。
矿用猴车检 测系统
实验室实验
井下现场 调研及 矿 用猴车空 转调查
矿用猴车 能检测控 制系统的 开发及设 计
矿用猴车 能检测控 制系统的 实验室实 验
矿用猴车 能检测控 制系统的 现场应用 考察
矿用猴车的节能控制
图 1 项目研究技术路线
本项目拟采取的研究方案如下： （1）矿用人车在应用中空转而造成资源浪费和能量损耗问题 通过查阅文献资料， 收集国内外实现人车无人值守， 且能节约电能、 减少机械磨损的技术。通过井下现场调研，设计一套人车检测控制系统。（2）人车检测系统各模块的设计 矿用人车检测控制系统包括电源模块、检测模块、单稳态触发模块、PLC 控制模块和执行 模块；最终实现自动检测是否有人乘车，从而控制电机运行模式，减少能量损失。（3）矿用人车检测控制系统实验室实验及改进 对设计好的人车检测控制系统进行实验室实验，根据实验结果进行改进。（6）矿用人车检测控制系统现场应用考察。进行矿用人车检测控制系统井下现场应用，对比分析该系统应用前后的效果并进行考察。
五、地点、进度安排、费用安排 1、地点：
霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山木瓜煤矿； 河南理工大学。
2、项目进度及费用安排：
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 进度安排 井下现场跟踪调研，重点关注矿用人车运行特点和运行过程。矿用人车节能控制系统整体控制方案开发。通过对人车现场运行环境分析，测试对总体方案进行进一步优 化。矿用人车节能系统主执行模块研制。矿用人车节能系统控制模块研制。矿用人车节能检测控制装Z研制。控制中心上位机研制。开展矿用人车节能控制系统实验，根据实验结果进行改进。开展矿用人车节能控制系统井下现场应用考察。项目总结，编写研究报告，结项验收。费用安排 5万 7万 7万 40 万 20 万 7万 5万 9万 8万 9万
六、预期成果及经济、社会效益分析
项目针对矿用人车空转浪费资源耗能问题展开研究，并设计一套人车检测控制系统系统。该人车检测控制系统属于只能运行系统，可实现对人车运行状况的监控和记录。设计的系 统可靠、稳定，可进一步提高矿井的自动化水平。项目通过对矿用人车检测控制系统，包括电源模块、检测模块、单稳态触发模块、PLC 控 制模块和执行模块各部分的选型设计，并通过人既简便从而可实时显示猴车的运行，检测有无 人员乘车，并具有声光报警显示。是一套运行平稳、可靠，操作及维护简单、方便，并具有高 节能效率的智能装Z。减少了检修工人的劳动强度，提高了工作效率，具有较好的推广应用价 值。项目研究成果能够提高矿用人车的安全性能和运行效率，并能降低矿用人车每天的用电 量，达到节能降耗的目的；该项目的研究成果将为煤矿安全生产、降低煤矿运行成本带来较好 的经济效益及社会效益。项目研究的内容国内外相关文献较少，本项目的研究成果有望达到国 际先进水平。随着国家对节能降耗及职工人身安全重视程度的提高，该项目所涉及的技术和取得的成果 将具有广阔的推广价值及应用前景。
七．项目研究人员名单 姓 名
项目责任人 (项目负责人)
男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男
办公室 办公室 办公室 河南理 工大学 办公室 办公室 办公室 机电科 机电科 安全科 生产科 生产科 河南理 工大学 河南理 工大学 河南理 工大学 河南理工 大学 河南理工 大学 机电科 机电科 办公室
高工 高工 高工 副教授 高工 高工 高级会计师 工程师 助工 助工 工程师 工程师 副教授
承 担 内 容
项目负责 组织实施 项目技术咨询 系统设计，系统开发 技术验收 项目协调 资金策划 现场实验 现场实验 技术验收 技术验收 技术验收 软件开发
张有狮 郭学军 苏夏收 杨海柱 李斌 王国俊 贾建国 朱善建
项 目 主 要 参 加 人
霍国存 潘瑞峰 支刚保 李利东
胡伟 杨金显
男 袁松振 曾志伟 张俊杰 邱呈祥 冯冠一 男 男 男 男 男
副教授 讲师 讲师 工程师 助工 助工
硬件设计 现场调试 现场调试 现场实验 现场实验 项目协调
八、经费预算
科目 总投资 其中:当 预算数 年预算 52 47 5.0 52 47 5.0 总投资预算计算依据 经费支出定义
是指在项目研究开发过程中购Z或试制专用仪器设备，对现 有仪器设备进行升级改造，以及租赁外单位仪器设备而发生 的费用。须注明购Z设备名称、型号、单价、数量、用途 须注明试制设备名称、数量、用途 是指在项目研究开发过程中消耗的各种原材料、辅助材料等 低值易耗品的采购及运输、装卸、整理等费用。是指在项目研究开发过程中支付给外单位（包括项目承担单 位内部独立经济核算单位）的检验、测试、化验及加工等费 用。
1、设备费 其中：购Z 试制 2、材料费 3、 测试化验 加工费 4、 燃料动力 费 5、差旅费
实验使用的设备用电及用水费用。
是指在项目研究开发过程中相关大型仪器设备、专用科学装 Z等运行发生的可单独计量的水、电、气、燃料消耗费用等。
是指在项目研究开发过程中开展科学实验（试验）、科学考 调研及合同签订、 现场实施方案的制定、 察、业务调研、学术交流等所发生的外埠差旅费、市内交通 现场实施及对工人的培训。费用等。参加电气及安全方面交流会。是指在项目研究开发过程中为组织开展学术研讨、咨询以及 协调项目等活动而发生的会议费用。是指在项目研究开发过程中项目研究人员出国及外国同行来 华工作的费用。项目发生国际合作与交流费，应当事先报经 项目组织单位审核同意。
6、会议费 7、 国际合作 与交流费 8、出版/文 献/信息传 播/知识产 权事务费 9、劳务费 25
发表论文的审稿费和版面费、专利申请 是指在项目研究开发过程中，需要支付的出版费、资料费、 费、资料印刷费、文献检索费和专业通 专用软件购买费、文献检索费、专业通信费、专利申请及其 信费。他知识产权事务等费用。高级人员 4 名，工作时间 10 个月，每个 月 4000 元； 是指在项目研究开发过程中支付给项目组成员中编外人员和 其他人员 3 名，工作时间 10 个月，每个 项目组临时聘用人员等的劳务性费用。月 3000 元； 是指在项目研究开发过程中支付给临时聘请的咨询专家 的费用。专家咨询费不得支付给参与项目管理的工作人员。一般标准为：具有或相当于高级专业技术职称人员第 1、2 天 为 500-800 元/人天，第 3 天及以后为 300-400 元/人天；其 他专业技术人员第 1、2 天为 300-500 元/人天，第 3 天及以 后为 200-300 元/人天。是指在项目研究开发过程中对使用本单位现有仪器设备及房 屋，日常水、电、气、暖消耗，以及其他有关管理费用的补 助支出。管理费实行分段超额累推比例法核定：项目经费预 课题经费预算在 100 万元及以下的部分 算在 100 万元及以下的部分按照 8%的比例核定；超过 100 万 元至 500 万元的部分按照 5%的比例核定；超过 500 万元至 按照 8%的比例核定。1000 万元的部分按照 2%的比例核定；超过 1000 万元的部分 按照 1%的比例核定。管理费实行总额控制，由项目承担单位 管理和使用。项目验收、 鉴定费用 8.0 万元； 考虑市场 须注明开支的具体内容。随机性，按不可预见考虑预算 2.2 万元。
10、专家咨 询费
11、管理费
12、其他 合计
10.2 117.0
10.2 117.0
8-1 设备购Z（试制）预算明细表 生产 序 设备（软件） 号 名称 型号
购Z（试制）理 主要技术 由、用途、拟安 性能指标 Z单位（与本项 目关系）
电机变频控制 控制中心 控制中心 检测系统
数量 （台件）
国别 与地 区
1 2 3 4 5 6 7 8
变频器 PLC 组态王软件 检测装Z
40.0 万元 5.0 万元 2.0 万元 5.0 万元
中国 中国 中国 中国
8-2 材料费预算明细表 序 号
（元/单位数 量）
8-3 外协测试化验与加工费预算明细表 序 外协测试化验与加工的内 号
外协测试化验与加工 单位
外协测试化 计量单位
单 价 （元/单位数量）
验与加工费 用
其他外协测试化验与加工项 目 累计
九、开发单位、负责人审查意见
负责人（签名、盖章）
位（公章） 年 月 日
审查日期： 十、公司业务主管部门审查意见
负责人（签名、盖章）
（公章） 审查日期： 十一、分管领导审查意见 年 月 日
审查日期：
十二、技术中心审查意见
负责人（签名）
（公章） 审查日期： 年 月 日
十三、集团公司总工程师审查意见
审查日期： 十四、技术委员会审查意见
（公章） 审查日期： 年 月 日
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下一篇文章：山西焦煤霍州煤电木瓜矿：“重点工程”重点抓
作者:王晓玲　任淑琴&&&发布日期：&&&查看次数：19 次&&&字体：&&&&
&&& &当天掘进3米6，累计21米6，浇灌18米。&1月6日，山西焦煤霍州煤电木瓜矿矿长屈平的手机上如期收到了一条汇报信息。自从该矿回风立井工程开工以来，屈矿长每晚都会收到这样的短信。不仅如此，该矿每天的早调会上，调度值班员还要对每天的进尺进行通报，并按时间节点进行相应的考核。
&&& 据了解，回风立井工程、锅炉房及供暖系统改造、矿井水处理站工程是木瓜矿120万吨/年证照办理工程质量验收的重点工程。在工程施工过程中，该矿做了大量的前期准备工作，他们集中人力、物力、财力，精心调度、合理安排、严格考核。为确保按期进入联合试运转，纵使数九寒天、滴水成冰，也没能挡得住工人们战天斗地的热情，进尺一天天增加，进度也越来越快。
&&& 目前，回风立井工程已完成天龙架、二平台的基础及安装，完成了绞车、稳车、井架的二次浇灌等施工前期准备工作，井筒掘进完成进尺28米，砼浇灌28米，预计3月底即可贯通。同时，锅炉房及供暖系统改造已完成拦标价预算编制、招标申请审批，其施工图设计及审批、招投标、合同签订等工作也将于本月底完成。矿井水处理站工程也已完成招标、前期四通一平、初步设计会审等工作，预计本月15日之前完成初步设计审批。
（责任编辑：吉军）
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