王曉東，王潤生，劉 鑫，謝樂樂

(汾西礦業(yè)集團高陽煤礦機電創(chuàng)新工作室，山西孝義032306)

1 創(chuàng)新背景

井下無極繩絞車擔負著全礦井的生產(chǎn)材料和大型設(shè)備提升等重要任務，在礦井生產(chǎn)中居于重要的地位。因此確保井下無極繩絞車運行的安全高效尤為重要。否則，稍有不慎就有可能造成設(shè)備損失，甚至造成人員的傷亡。因此《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定無極繩絞車須安裝深度指示、過卷聲光報警等裝置。目前我礦井下部分無極繩絞車沒有絞車深度指示、過卷聲光報警等裝置。絞車工作時絞車司機不知道梭車具體位置，不能及時預知變坡點、岔口，絞車過卷不能提前預警等。為了解決以上存在問題，機電區(qū)創(chuàng)新工作室對此進行了技術(shù)創(chuàng)新，自主研發(fā)設(shè)計了井下無極繩絞車深度指示器，具有實時顯示梭車行走的位置、梭車過卷提前報警、過卷后自動停車等功能。

2 創(chuàng)新過程

2.1 改進思路

當絞車開車時，鋼絲繩的壓線輪處于運動狀態(tài)，壓線輪的轉(zhuǎn)動距離與鋼絲繩行走的距離相等，對壓線輪轉(zhuǎn)動距離進行檢測計算便可知道梭車所在位置距離。

2.2 工作原理

無極繩絞車深度指示器安裝在絞車房操控臺上，整個裝置由電源板、單片機控制板、顯示屏、霍爾傳感器、按鍵板等組成，其中單片機控制板為主要部件，主要功能都由單片機程序完成。

該裝置使用交流127 V 供電，交流127 電源接入該裝置的電源板上，經(jīng)降壓、整流、穩(wěn)壓后分別輸出三路獨立的直流電源，分別為 DC24 V、DC12 V、DC5 V，其中 DC24 V 供霍爾傳感器及其外圍電路使用，DC12 V 供繼電器、喇叭等電路使用，DC5 V 供單片機及其外圍電路使用。

霍爾傳感器安裝于無極繩絞車前方的鋼絲繩的壓線輪夾板上，磁鋼用丙烯酸膠粘劑黏貼于鋼絲繩的壓線輪上，磁鋼須等分均勻黏貼，確?；魻杺鞲衅髂軌驕蚀_檢測到磁鋼。在壓線輪上分別安裝10 個或8 個磁鋼，磁鋼安裝位置如圖1 所示。

霍爾傳感器檢測到磁鋼后信號經(jīng)隔離放大后傳輸?shù)絾纹瑱C控制板，單片機程序?qū)魻杺鞲衅鞯拿}沖數(shù)進行統(tǒng)計計算，準確計算出梭車具體位置，并通過液晶顯示屏實時顯示出梭車具體位置。當計算出梭車位置超過梭車設(shè)置位置時，單片機輸出信號啟動報警電路并聲光提示。深度指示器功能原理圖如圖2 所示。

圖1 磁鋼安裝位置示意圖

圖2 深度指示器功能原理圖

絞車司機可通過按鍵設(shè)置無極繩絞車參數(shù)，例如全行程、磁鋼數(shù)等參數(shù)，從而使深度指示器可以使用在任何一部無極繩絞車上。絞車司機也可以輸入設(shè)定深度，當單片機計算深度與設(shè)置值相同時輸出一個繼電器信號，若此繼電器串入絞車控制回路，可實現(xiàn)絞車定點停車功能。當梭車行駛位置接近零點位置時，可聲光提示絞車司機注意行車。當超過零點位置時，深度指示器除聲光顯示提示絞車外，還輸出一個繼電器信號。若把繼電器信號傳入絞車控制回路，可實現(xiàn)無極繩絞車強制停車，構(gòu)成電氣過卷保護。由于長時間運行，深度指示器深度指示與實際值會有一定誤差，可通過按鍵輸入實際值或通過絞車在零位時深度清零功能進行誤差消除。以上功能都是通過軟件控制實現(xiàn)的。

深度指示器的安裝示意圖如圖3 所示。

圖3 絞車深度指示器安裝示意圖

3 實施效果

新一采下組煤是我礦主要生產(chǎn)采區(qū)，各種設(shè)備、材料運輸量大，在下組煤軌道無極繩絞車未安裝深度指示器前，絞車司機通過打點來開停絞車，通過絞車運行時間來估算絞車運行位置，不能準確判斷停車地點、變坡點、岔道等路段，絞車過卷保護由機械裝置單獨構(gòu)成，造成多次礦車掉道、過卷、跑車等事故，給我礦安全生產(chǎn)帶來安全隱患。絞車深度指示器安裝后可最大限度避免此類事故的發(fā)生，使無極繩絞車運行更加安全。

經(jīng)濟效益:自主研發(fā)深度指示器后不僅可減少購置設(shè)備費用3 萬元(購買每臺3 萬)，而且可減少事故造成的損失。

自主研發(fā)制作控制電路板(含程序)兩套，傳感器裝置兩套，共計5 000 元。

絞車深度指示器通過理論設(shè)計、實際制作，反復論證于2014 年6 月20 日安裝投入使用后，經(jīng)多次試驗、調(diào)試，已達到安全、有效、可靠的運行。自主創(chuàng)新設(shè)計的絞車深度指示器不僅為我礦節(jié)約了購置設(shè)備費用，而且由于是自主研發(fā)設(shè)計也節(jié)省了后續(xù)的維護成本。此次技術(shù)革新也是為貫徹落實集團公司全面預算內(nèi)部市場化的一次創(chuàng)新性工作。