李 南 陳永生

(1.安徽理工大學電氣與信息工程學院;2.淮南礦業(yè)集團)

淮南礦業(yè)集團某礦主井裝載系統(tǒng)采用的是液壓稱重定量和核磁秤定容雙重控制，裝煤時靠轉(zhuǎn)角油缸轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)翻板的打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)為箕斗裝煤。該礦開采第一水平為-648 m，主井提煤采用雙車四箕斗提煤，每個箕斗每次提煤20 t，每次提升時間約142 s，速度為8 m/s。主井是煤礦生產(chǎn)的咽喉要道，在煤礦運輸中有重要地位，而箕斗提升是煤礦生產(chǎn)的終端環(huán)節(jié)。在實際生產(chǎn)過程中，由于煤質(zhì)因素，有時在箕斗內(nèi)會出現(xiàn)滯(余)煤現(xiàn)象。箕斗滯(余)煤，不完全卸載，雖然發(fā)生概率較小，但很難監(jiān)測。以該礦20 t箕斗為例，在煤質(zhì)差時箕斗裝載20 t僅約占箕斗容積的1/2，若此時不能卸載而二次裝煤將造成箕斗承載40 t，該情形下的提升機將無法提升只能下滑，非常危險。煤質(zhì)較好時箕斗二次裝載將造成容積滿載，如不及時清理，會出現(xiàn)箕斗溢煤現(xiàn)象，容易砸壞尾繩及分繩梁，發(fā)生鍋底倉堵眼事故。為此，經(jīng)過現(xiàn)場論證，結(jié)合PLC［1-4］對該礦箕斗設(shè)計了在線監(jiān)測系統(tǒng)和處理滯煤裝置。

1 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)有主井裝卸載系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)和特征，經(jīng)論證，可以利用提升機在箕斗發(fā)生滯(余)煤情況時運行電流與正常工作電流的差別(顯著減小)來迅速判斷出箕斗是否存在滯(余)煤現(xiàn)象。當電流發(fā)生變化達到一定程度時會發(fā)出聲光報警，提醒工作人員，并可加之閉鎖，以避免二次裝載事故的發(fā)生。

箕斗滯(余)煤監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案為:取定量斗閘門開信號作為判斷箕斗是否裝煤的依據(jù)(一次裝煤)，將(一次裝煤)運行時的電流值(勻速段)與正常運行電流值(勻速段)進行比較，從而判斷出箕斗是否存在滯(余)煤現(xiàn)象，可及時發(fā)出聲光報警，同時，增設(shè)閉鎖裝置，使定量斗無法打開，以保障礦井的安全提升，如圖1所示。

圖1 主井箕斗滯煤監(jiān)測流程

滯煤監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)點為:①所選用的信號(定量斗閘門開信號)安全可靠，無需增設(shè)信號采集系統(tǒng)，從而使得監(jiān)測系統(tǒng)得以最大限度的簡化;②箕斗運行過程中即可發(fā)現(xiàn)是否滯(余)煤，不會因時間差造成二次裝載事故的發(fā)生。

2 滯煤處理裝置設(shè)計

傳統(tǒng)處理箕斗滯(余)煤的方法為:①從閘門口開始進行人工處理，該方法危險系數(shù)大，這是因為一但箕斗內(nèi)的滯煤突出、沖出易沖擊傷人;②用水浸泡，該方法耗時較長，勢必影響礦井的正常生產(chǎn)，且產(chǎn)生的煤泥水易發(fā)生二次裝載事故。

經(jīng)現(xiàn)場勘查，對箕斗進行了改造，在箕斗閘門上方斜面處開4個孔，焊好管接頭。在正常提升時采用管冒堵住;當箕斗出現(xiàn)滯(余)煤無法完成自動卸載時，經(jīng)在線監(jiān)測系統(tǒng)報警停車后，僅需要接上壓風管路，開通破拱裝置閘閥，便可松動滯(余)煤，從而輕松完成卸載工作。經(jīng)此改造后，較短時間內(nèi)便可處理好箕斗內(nèi)的滯(余)煤。設(shè)計方案見圖2。

圖2 箕斗處理滯煤破拱裝置

改造后的主井箕斗滯煤處理裝置的優(yōu)點為:①安全性較好，僅需相關(guān)人員連接好壓風管路，便可開通閘閥完成操作;②高速快捷，每次處理時間不超過5 min。

3 結(jié)語

隨著主井提升任務(wù)的加重，對設(shè)備故障要求越來越嚴格，煤流線的任何故障都有可能影響礦井的產(chǎn)量。通過設(shè)計箕斗滯(余)煤監(jiān)測系統(tǒng)以及箕斗處理滯煤破拱裝置，能夠迅速判斷出箕斗是否存在滯(余)煤現(xiàn)象，避免出現(xiàn)因箕斗滯(余)煤而造成的二次裝煤，有效確保了提升系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

［1］廖常初.S7-300/400 PLC應用技術(shù)［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2005.

［2］國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2011.

［3］胡壽松.自動控制原理［M］.北京:科學出版社，2007.

［4］汪曉平.PLC可編程序控制器系統(tǒng)開發(fā)實例導航［M］.北京:人民郵電出版社，2002.