秦邦振秦 杰

(1.中國礦業(yè)大學,江蘇省徐州市,221008;

2.邯鄲礦業(yè)集團云駕嶺煤礦,河北省邯鄲市,056300)

Qin Bangzhen1,2,Qin Jie2

(1.China University ofMining and Technology,Xuzhou,Jiangshu province 221008,China; 2.Yunjialing CoalMine of HandanMining Group,Handan,Hebei province 056300,China)

★煤炭科技·機電與信息化★

副井摩擦式提升機載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)研究應用

秦邦振1,2秦 杰2

(1.中國礦業(yè)大學,江蘇省徐州市,221008;

2.邯鄲礦業(yè)集團云駕嶺煤礦,河北省邯鄲市,056300)

介紹了云駕嶺煤礦副井載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)組成及原理,闡述了副井載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了主提升鋼絲繩靜張力監(jiān)測、提升最大載重差判斷、依據(jù)工況進行設置報警上限值、上位機及上、下井口顯示報警裝置等功能。

摩擦式提升機 提升機載荷 無線監(jiān)測系統(tǒng) 系統(tǒng)功能 運行情況 組成原理

1 背景

云駕嶺煤礦是冀中能源邯鄲礦業(yè)集團主力礦井,副井提升機(型號JK M-1.85×4(I))是塔式多繩摩擦提升機,電機功率800 kW,鋼絲繩最大允許靜張力163 kN,最大允許靜張力差46 kN,提升容器為1 t礦車單層雙車加寬罐籠,副井井筒直徑?6 m,提升高度400 m。隨著礦井水平的進一步延伸,副井提升矸石量明顯增大,云駕嶺礦于2009年7月對提升礦車進行了改造(容積由以前的1.1 m3增加到1.34 m3),一次提升量比以前增大。在一次井底有兩個重罐(超重),井口有兩個空罐的提升過程中,當重罐籠到達井口位置,井底先推出了兩個空罐時,出現(xiàn)了滑繩現(xiàn)象,由于當時采取措施及時,未發(fā)生重大事故。因此云駕嶺礦與中國礦業(yè)大學合作開發(fā)了副井載荷無線監(jiān)測裝置系統(tǒng),對提升載重及鋼絲繩張力進行實時監(jiān)測。

2 副井載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)組成及原理

(1)載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)由信號檢測系統(tǒng)(即傳感器部分)、數(shù)據(jù)采集發(fā)射系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和上位機處理系統(tǒng)4部分組成。其結(jié)構(gòu)原理見圖1。

圖1 副井載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

壓力傳感器將鋼絲繩的張力值轉(zhuǎn)換成電信號,傳至數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊,將壓力傳感器的信號經(jīng)過預處理后以無線電磁波形式在井筒中實現(xiàn)無線傳輸,井口的接收模塊接收到數(shù)據(jù)并預處理后通過RS-485與計算機串口進行通訊;另外通過提升信號PLC,將罐籠到位信號、提升信號、安全門關閉情況等信號接入到計算機中。數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊由運算放大器、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機和無線發(fā)射模塊構(gòu)成。

(2)井口接收到鋼絲繩張力的無線信號后與計算機進行串行通訊,上位機采用LabV IEW作為編程語言,其特點就是較強的數(shù)據(jù)處理能力和友好的人機界面,監(jiān)控界面可以顯示鋼絲繩張力值以及經(jīng)過換算后罐籠的載重量、報警信息等。

3 副井載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)功能

通過上、下井口罐籠裝車重量的無線監(jiān)測,以及與電腦通訊,形成了載荷無線監(jiān)測系統(tǒng)。通過對上、下井口罐籠裝車重量的數(shù)據(jù)分析,系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能。

(1)主提升鋼絲繩靜張力監(jiān)測。當上、下井口罐籠中裝入載荷后,上、下井口罐籠的數(shù)據(jù)采集發(fā)射裝置將壓力信號傳至信號采集處理系統(tǒng),上、下井口顯示裝置會實時顯示鋼絲繩靜張力和罐籠內(nèi)載荷重量,當鋼絲繩靜張力差超過額定值時,會發(fā)出報警信號,警示上、下井口信號把鉤工對超過鋼絲繩最大靜張力的設備、材料不進行運輸。

(2)提升最大載重差判斷。當罐籠完成裝車后,系統(tǒng)通過判斷,上、下井口數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射裝置將數(shù)據(jù)發(fā)出,上井口無線接收裝置將接收到的數(shù)據(jù)通過通訊模塊與計算機聯(lián)接,計算機將采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理,處理后的結(jié)果分別在上、下井口及司機操作室的顯示裝置上顯示。罐籠裝載前鋼絲繩總張力Qq和裝載后總張力Qh之差Q為某次裝載量,如果該裝載量大于所允許值Qy,即Qh-Qq=Q>Qy時,判斷罐籠此次裝載為過裝,此時系統(tǒng)會發(fā)出報警信號并禁止提升機運行,只有當兩個罐籠重新進行配重達到規(guī)定值時,方可進行提升操作。

(3)依據(jù)工況進行設置報警上限值。由于副井提升工況復雜,針對不同工況設置不同的報警值,如提人時按照規(guī)定人數(shù)的重量設置報警值,當罐籠內(nèi)乘坐人員超過規(guī)定人數(shù)時會發(fā)出報警信號,保證了提升安全。

(4)上位機及上、下井口顯示報警裝置。副井無線載荷監(jiān)測系統(tǒng)以計算機為核心,通過與無線接收裝置進行串口通訊進行數(shù)據(jù)采集,對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理,采用LabV IEW軟件對各種控件進行組態(tài)和計算,結(jié)果在計算機上顯示。

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)安裝運行以來,能夠直觀的在上、下井口及絞車房顯示裝載的重量及載重差。當出現(xiàn)配重不合理的情況時,系統(tǒng)能準確地做出判斷并進行報警,相關人員及時采取有效措施,防止了安全事故的發(fā)生。同時系統(tǒng)運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)準確、故障率低。

(責任編輯 張艷華)

Research and application of wireless load monitoring system for friction hoist in auxiliary shaft

The paper describes the principle and composition of the wireless load monitoring system in the auxiliary shaft of YunjialingMine and the functions of the system such asmonitoring of static tension of the hoisting ropes on the main hoist,judgment ofmaximum hoist load difference,setting an upper limit forwarning in accordance with specific operating conditions,warning display devices on the host computer and the pit head and bottom.

wireless load monitoring system,auxiliary shaft,system function,operating condition, principle of composition

TD534.3

B

Qin Bangzhen1,2,Qin Jie2

(1.China University ofMining and Technology,Xuzhou,Jiangshu province 221008,China; 2.Yunjialing CoalMine of HandanMining Group,Handan,Hebei province 056300,China)

秦邦振(1963-),男,陜西人,高級工程師,中國礦業(yè)大學在讀研究生,現(xiàn)任冀中能源邯礦集團云駕嶺煤礦副礦長。