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        礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)

        2015-11-24 21:58:12吳遠(yuǎn)青
        企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2015年19期
        關(guān)鍵詞:箕斗

        吳遠(yuǎn)青

        摘 要:為了解決傳統(tǒng)的礦井提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,開鑿硐室面積大,投資大,運(yùn)行不可靠等缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)組成、運(yùn)行過程和校正系統(tǒng)的工作原理。實(shí)際應(yīng)用表明,該系統(tǒng)的使用提高了運(yùn)行可靠性,節(jié)省投資,應(yīng)用前景廣闊。

        關(guān)鍵詞:箕斗;定重裝載;PLC

        引言:傳統(tǒng)的提升式裝載系統(tǒng)采用定量稱進(jìn)行稱量,這種稱量結(jié)構(gòu)具有以下一些弊端:(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易出故障;(2)水分含量大的原煤滯留定量斗的情況較為突出,增加空氣炮進(jìn)行疏通增加了成本和復(fù)雜度[1]。針對(duì)以上情況本文提出了一種非接觸稱量技術(shù)的礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠。該系統(tǒng)的使用減少了硐室開鑿面積和鑿井深度,降低了提升高度和排水高度,節(jié)省投資。

        一、傳統(tǒng)的箕斗提升式定量裝載系統(tǒng)

        傳統(tǒng)的箕斗提升式定量裝載系統(tǒng)在實(shí)際的使用過程中,定量斗箱式裝載設(shè)備的箕斗滯煤嚴(yán)重,且滯煤量極具不確定性[2]。如圖1所示,對(duì)于這些煤礦因?yàn)槊嘿|(zhì)粘度大,原煤因?yàn)槌睗穸鴾舳慷返膯栴},工程技術(shù)人員往往會(huì)通過在定量斗4中裝載空氣炮的方法迫使定量斗中原煤進(jìn)入提升箕斗。而且,在這種情況下,微電子元件受井簡(jiǎn)涌水嚴(yán)重、硐室濕度大等惡劣條件影響,很容易損壞,進(jìn)而導(dǎo)致控制設(shè)備出現(xiàn)故障而停運(yùn)。在這種煤質(zhì)的煤礦的生產(chǎn)過程中,通常將主井箕斗提升改為手動(dòng)操作。操作時(shí)憑經(jīng)驗(yàn)及感覺,估計(jì)滯煤量,采用打點(diǎn)計(jì)數(shù)(27~55s)裝載,很不準(zhǔn)確,常出現(xiàn)半罐提升和溢出,撒煤量大,提升能力受到極大的限制。

        1-煤倉(cāng);2-給煤機(jī);3-皮帶機(jī);4-定量斗;5-提升箕斗

        圖1 傳統(tǒng)的提升式裝載系統(tǒng)

        二、箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)

        礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng),有效地實(shí)現(xiàn)了主提升自動(dòng)定量裝載,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用安全可靠,經(jīng)濟(jì)、合理。改進(jìn)了原系統(tǒng)的硐室結(jié)構(gòu),取消定量斗,采用原煤經(jīng)皮帶直接進(jìn)入箕斗的裝載結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)造價(jià)低,平均為6000元/套,投資不到定量斗箱式裝載設(shè)施0.3-0.4%,一方面降低了裝載系統(tǒng)的復(fù)雜程度,減少了投入成本,避免了不必要的故障隱患;另一方面使用經(jīng)濟(jì)效益好,減小了硐室體積(開挖硐室2500m3左右),對(duì)新建礦井可減少建井深度10m左右,每次提升減少提升距離10m,排水高度減少10m,節(jié)約了主井建設(shè)成本。

        本文所介紹的礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng),包括給煤機(jī),箕斗提升系統(tǒng),定量稱重裝置,程序控制器,皮帶運(yùn)輸機(jī),所述給煤機(jī)輸送物料到皮帶運(yùn)輸機(jī),皮帶運(yùn)輸機(jī)喂料口的設(shè)置和加料狀態(tài)下提升箕斗的加料口對(duì)應(yīng)。所述定量稱重裝置的一次檢測(cè)元件采用霍爾傳感器[3],所述定量稱重裝置包括磁鐵和一組或并列的兩組霍爾傳感器,所述霍爾傳感器組中的每一個(gè)霍爾傳感器依次安裝在井筒一側(cè),磁鐵和霍爾傳感器對(duì)應(yīng)安裝在提升箕斗上,所述霍爾傳感器輸出信號(hào)連接程序控制器;程序控制器輸出信號(hào)控制連接給煤機(jī),并向提升控制室發(fā)出停車和運(yùn)行信號(hào)。

        自動(dòng)裝載系統(tǒng)在提升控制室設(shè)有微機(jī)控制系統(tǒng),所述程序控制器和微機(jī)控制系統(tǒng)交互連接,程序控制器輸出信號(hào)控制連接給煤機(jī)和提升箕斗提升系統(tǒng),微機(jī)控制系統(tǒng)包括人機(jī)界面[4]。

        礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)的使用有效地實(shí)現(xiàn)了主提升自動(dòng)定量裝載,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用安全可靠,經(jīng)濟(jì)、合理。改進(jìn)了原系統(tǒng)的硐室結(jié)構(gòu),取消定量斗,采用原煤經(jīng)皮帶直接進(jìn)入箕斗的裝載結(jié)構(gòu)。

        三、箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

        箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng),采用霍爾探測(cè)傳感器感知箕斗位置,控制精度高、電氣隔離性能好,能有效避免強(qiáng)電部分竄入弱電部分,故障率基本為零。在井筒一側(cè)安裝霍爾傳感器一組,在箕斗上安裝磁鐵一個(gè),根據(jù)原煤重量和鋼絲繩長(zhǎng)度成正比的原理進(jìn)行原煤稱量。當(dāng)箕斗下放到指定深度后,系統(tǒng)通霍爾傳感器的反饋獲取箕斗在裝載過程中的下移量(即鋼絲繩的拉伸長(zhǎng)度)。當(dāng)鋼絲繩拉伸達(dá)到指定長(zhǎng)度,即表示裝載到設(shè)定重量。于是系統(tǒng)停止裝載,發(fā)出提升信號(hào)。

        礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)的控制原理圖如圖2所示。該系統(tǒng)包括煤倉(cāng)1,給煤機(jī)2,箕斗提升系統(tǒng),定量稱重裝置,程序控制器,所述定量稱重裝置的一次檢測(cè)元件采用霍爾傳感器,所述定量稱重裝置包括磁鐵4和一組或并列的兩組霍爾傳感器6,所述霍爾傳感器組中的每一個(gè)霍爾傳感器依次安裝在井筒一側(cè),所述磁鐵4和霍爾傳感器6對(duì)應(yīng)安裝在提升箕斗5上,所述霍爾傳感器輸出信號(hào)連接程序控制器;程序控制器輸出信號(hào)控制連接給煤機(jī)2,并向提升控制室發(fā)出停車和運(yùn)行信號(hào)。所述的礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng),包括皮帶機(jī)3,所述給煤機(jī)2輸送物料到皮帶機(jī)3,所述皮帶機(jī)的喂料口設(shè)置與加料狀態(tài)下提升箕斗5的加料口對(duì)應(yīng)。

        1-煤倉(cāng);2-給煤機(jī);3-皮帶機(jī);4-磁鐵;5-提升箕斗;6-霍爾傳感器;7-電子稱

        圖2 系統(tǒng)的控制原理圖

        四、箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)的校稱系統(tǒng)

        礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)在實(shí)際的使用情況下,硐室設(shè)計(jì)比較容易完成。在原定量斗上方加裝封閉地板,皮帶機(jī)進(jìn)行加長(zhǎng)前移,主井箕斗底部重定位鋼梁位置,即可完成硐室設(shè)計(jì)。但由于著塑性變形、氣候會(huì)引起鋼絲繩的蠕變等原因,因此需要設(shè)計(jì)行之有效的校稱系統(tǒng),針對(duì)鋼絲彈性拉長(zhǎng)引起的誤差進(jìn)行校正。

        箕斗定重自動(dòng)裝載校稱設(shè)計(jì)原理如圖3所示:圖3(a)中,在提升箕斗下方安裝一個(gè)煤安電子秤7,作為校稱的依據(jù)。圖3(b)是校稱原理圖,圖中,實(shí)線是深度和時(shí)間的曲線、長(zhǎng)虛線是電子秤讀數(shù)和時(shí)間的曲線。假設(shè)當(dāng)提升箕斗5的下放深度達(dá)到460m時(shí),電子秤開始有讀數(shù)。隨著時(shí)間的推移,皮帶機(jī)3開始向提升箕斗中加煤,電子秤7的讀數(shù)也隨之變大。當(dāng)讀數(shù)達(dá)到額定稱量值時(shí),停止皮帶裝載。隨后,絞車開始提升箕斗。而由于箕斗中已經(jīng)裝載了煤,所以在電子稱讀數(shù)回到0之前,箕斗并沒有提升,而絞車房的深度指示(該值由天輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生)發(fā)生了變化。下放深度和箕斗離開電子秤的深度之間的差值及為調(diào)整值。該調(diào)整值通過選擇不同的霍爾檢測(cè)探頭來進(jìn)行校正。

        (a)為電子秤安裝圖;(b)校稱原理圖

        圖3 校稱系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

        五、結(jié)語

        礦井箕斗定重自動(dòng)裝載系統(tǒng)是基于PLC控制裝置,采用微機(jī)技術(shù)對(duì)各霍爾傳感器的信號(hào)進(jìn)行采集,并根據(jù)設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)裝載,裝載完畢后向提升控制室發(fā)出停車和運(yùn)行信號(hào),有效地實(shí)現(xiàn)了主提升自動(dòng)定量裝載,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用安全可靠,經(jīng)濟(jì)、合理。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 李海波.對(duì)煤礦立井提升箕斗的發(fā)展c

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