摘 要：本文通過對主井原有的控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，增加對已卸載箕斗內(nèi)殘余物資的檢測，以阻止對其的再次裝入，從而防止箕斗超載事故的發(fā)生，確保了主井的安全提升，取得了很好的實際應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：主井；控制系統(tǒng)；問題；改進(jìn)

1 概述

淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集煤礦，設(shè)計生產(chǎn)能力400萬t/a，目前有主井、副井、矸石井三套永久提升系統(tǒng)，目前主井主要擔(dān)負(fù)煤炭及部分矸石的提升工作。主井提升方式為立井提升，提升機(jī)采用JKMD-4.5×4型落地式多繩摩擦式提升機(jī)，提升機(jī)直徑為4.5M。電機(jī)功率4300kw，采用ACS6000交-直-交變頻調(diào)速同步電動機(jī)拖動，最大設(shè)計提升速度為13.5m/s。下天輪布置在標(biāo)高為+57.7m的位置，上天輪布置在標(biāo)高為+65.7m的位置。提升容器為2套雙箕斗，額定載荷為27t。主井裝載口標(biāo)高在-940m，卸載口標(biāo)高在+18m，提升高度995m。井下采用液壓自動定量裝載，地面采用曲軌自動卸載。絞車提升電控系統(tǒng)采用ABB公司的800xA組態(tài)控制系統(tǒng)，采用AC800M系列PLC可編程控制器。裝卸載自動控制系統(tǒng)采用唐山開誠廠家的西門子S7-300系列PLC可編程控制器控制。

2 存在問題

淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集煤礦主井自2009年12月10日開始投入運行，先是承擔(dān)首采面推進(jìn)矸石的提升任務(wù)，現(xiàn)轉(zhuǎn)為既承擔(dān)首采面所采的煤炭提升任務(wù)又承擔(dān)部分綜掘工作面所出的矸石提升任務(wù)。由于所提矸石黏性較大，經(jīng)常沾黏在箕斗內(nèi)，造成箕斗無法卸空，積累的矸石經(jīng)常達(dá)到數(shù)噸之多，此時如若再次裝入煤炭或矸石，將勢必造成箕斗超載，給整個主井提升系統(tǒng)帶來很大的安全隱患。

3 技術(shù)改造背景

主井提升系統(tǒng)采用的ABB公司生產(chǎn)的ACS6000sd交-直-交同步電動機(jī)變頻提速系統(tǒng)是基于直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）技術(shù)的新一代交-直-交電壓型中壓變頻器，且ACS6000sd變頻器與提升機(jī)主控PLC之間通過DriveBus總線通訊，將提升控制PLC的運行控制指令（如提升機(jī)的啟/停命令和速度綜合）傳送到ACS6000sd變頻裝置，以控制調(diào)速裝置的速度。同時變頻裝置的主要運行信號（如轉(zhuǎn)矩）和故障信號也傳送到提升控制PLC，用于提升機(jī)運行監(jiān)控及保護(hù)。

裝卸載控制系統(tǒng)分別在車房、裝載站和卸載站采用3套西門子S7-300系列PLC在上位機(jī)上實現(xiàn)組態(tài)控制，并與絞車提升主控系統(tǒng)PLC之間通過ProfiBus總線通訊，絞車主控系統(tǒng)將絞車運行信息傳送到裝卸載控制系統(tǒng)，裝卸載控制系統(tǒng)將裝卸載信息傳送到絞車主控系統(tǒng)。

4 技術(shù)改進(jìn)方案

為了保證箕斗內(nèi)未卸空的殘余物質(zhì)達(dá)到一定重量后，能夠有效的防止再次向該箕斗內(nèi)裝入煤炭或矸石而引起超載，采取如下技改方案。

4.1 先是在絞車提升電控800xA控制系統(tǒng)中的AC800M控制器里添加修改程序（程序如圖1-1所示），通過該段程序的修改可以實現(xiàn)在絞車提升運行中通過從ACS6000sd系統(tǒng)接收到的實際轉(zhuǎn)矩值減去根據(jù)從裝卸載控制系統(tǒng)接收到的裝入箕斗內(nèi)的煤炭或矸石的重量所計算出的提升所需的轉(zhuǎn)矩值，得出的差值一旦超過了設(shè)定的允許范圍，將發(fā)出箕斗未空信號傳送給裝卸載控制系統(tǒng)。通過以上修改可以得知上勾已卸載后的箕斗內(nèi)的是否還有殘余物質(zhì)，并發(fā)出相應(yīng)的信號且將信號通過ProfiBus總線通訊傳送至裝載系統(tǒng)。彌補(bǔ)了由于箕斗內(nèi)無任何檢測裝置造成的箕斗是否卸空無法得知的情況。

4.2 —打開裝卸載控制系統(tǒng)的上位機(jī)，并進(jìn)入S7-300 PLC的編輯畫面，編寫程序（程序如圖1-2所示）：通過該程序?qū)⒀b卸載控制系統(tǒng)接收到的箕斗未空信號傳送至設(shè)立在裝載站的S7-300 PLC中用以下一步的控制。

4.3 在裝載站的S7-300 PLC中修改程序（程序修改如圖1-3），通過在定量斗閘門開啟條件中增加一個常閉觸點I63.2（車房傳來余煤）即可阻止對未卸空的箕斗再次裝入煤炭或矸石。

5 工藝應(yīng)用效果

根據(jù)電機(jī)在勻速運行狀態(tài)下，負(fù)載的大小與電機(jī)的轉(zhuǎn)矩成正比的關(guān)系，利用裝入在將要提升的箕斗內(nèi)的矸石的重量計算出相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩值（在其它無轉(zhuǎn)矩值參數(shù)的系統(tǒng)可以使用電機(jī)的電流參數(shù)），并將其與電機(jī)在勻速提升時的轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行實時比較，通過比較得出的差值即可反映出另一已卸載過的箕斗內(nèi)殘余物質(zhì)的重量。該方案僅利用絞車的電機(jī)轉(zhuǎn)矩值及裝入箕斗內(nèi)物質(zhì)的重量等現(xiàn)有參數(shù)就可以檢測出箕斗是否卸空。利用監(jiān)測出來的箕斗未空信號可以實現(xiàn)對定量斗閘門開啟的阻止，防止了對未卸空的箕斗再次裝入矸石。對絞車超載的發(fā)生具有預(yù)防作用。

6 結(jié)語

煤礦企業(yè)以安全生產(chǎn)為主體，朱集礦主井提升系統(tǒng)進(jìn)行了以上的技術(shù)改造之后，從源頭上避免了此類箕斗超載現(xiàn)象的發(fā)生，保證了主井的安全提升，同時也為集團(tuán)公司創(chuàng)造了良好的安全和生產(chǎn)效益，在其它同類型的礦井中具有很好的借鑒推廣使用價值。