宋朝瑞

開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司唐山礦業(yè)分公司 河北 唐山 063000

0 前言：

唐山礦業(yè)公司一號井始建于1879年，清末洋務(wù)運(yùn)動(dòng)時(shí)安裝，1881年投入使用，承擔(dān)著該礦一半原煤的提升任務(wù)，配有1對10t底卸式箕斗，設(shè)計(jì)提升能力179萬t/a。

該主井箕斗采用定時(shí)裝載方式。原煤中煤質(zhì)、水份含量、矸石含量、顆粒度及溜煤速度的不確定性，造成箕斗裝載重量的不可控，極易造成超載。超載運(yùn)行危害很多，鋼絲繩首當(dāng)其沖，超載運(yùn)行時(shí)鋼絲繩靜張力增大，極易出現(xiàn)斷絲、繩徑急劇縮小等嚴(yán)重后果。超載導(dǎo)致提升機(jī)的超負(fù)荷運(yùn)行，主軸裝置及傳動(dòng)系統(tǒng)的薄弱部位沖擊較大，降低主軸裝置及傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。提升機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電機(jī)電流增大，溫度升高，絕緣降低，大大降低電機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)提不動(dòng)、甚至燒電機(jī)的現(xiàn)象。

箕斗的定時(shí)裝載不滿足安全生產(chǎn)，需通過技術(shù)改造安裝可靠性高、適用性強(qiáng)的定重裝載設(shè)備?！睹旱V安全規(guī)程》第393條：箕斗提升必須采用定重裝載[1]。因此，對箕斗實(shí)行定重裝載是保證主井提升安全可靠的必然發(fā)展方向。

1 原裝載設(shè)備

1.1 原裝載設(shè)備工作原理

原裝載設(shè)備采用定時(shí)裝載形式。其工作原理：原煤完全靠自重，由煤倉，途經(jīng)呈45°斜度的一系列溜槽，最終喂至箕斗；箕斗的裝載量是由液控扇形閘門的開啟時(shí)間決定的，其邏輯動(dòng)作是以PLC為核心的控制部分，控制液壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。

1.2 原裝載設(shè)備存在的問題

(2)裝載動(dòng)作的核心是扇形閘門的開合，扇形閘門閉合時(shí)存在卡塊的事故隱患。

(3)生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)多且復(fù)雜，出現(xiàn)故障的概率大。

(4)裝載設(shè)備占用空間大，維護(hù)空間小，為日常檢修或處理故障時(shí)帶來不便。

2 裝載設(shè)備技改的方案選擇

2.1 技術(shù)改造的原則

(1)必須滿足《煤礦安全規(guī)程》。

王敬凱是個(gè)“老干探”，近20年破過許多大要案，是敦化市公安局立功最多的一個(gè)。從楊局長手里接過案卷后，根據(jù)自己多年的刑偵經(jīng)驗(yàn)，王敬凱確定此案為報(bào)復(fù)殺人。

(2)避免出現(xiàn)超載、欠載現(xiàn)象，避免出現(xiàn)“二次裝載”，同時(shí)保證裝載周期。

(3)控制部分與主提電控部分做到無縫對接，兼容性好。

(4)力求裝載工藝[2]環(huán)節(jié)少且簡單，設(shè)備占用空間小。

(5)裝載工程中避免出現(xiàn)卡塊和灑煤現(xiàn)象。

(6)根據(jù)現(xiàn)場條件，做到技改工作量最小，改造周期最短。

2.2 技改方案的確定 根據(jù)該礦井年度更新改造計(jì)劃，結(jié)合現(xiàn)場條件，經(jīng)過深入的調(diào)查研究，確定最終的技改方案：

(1)將原裝載設(shè)備拆除，安裝給煤機(jī)本體及附屬設(shè)備。

(2)對控制部分升級改造，將采集的各類數(shù)據(jù)和指令等信息，利用工業(yè)環(huán)網(wǎng)上傳至車房工控機(jī)。

(3)對信號系統(tǒng)更新改造，實(shí)現(xiàn)裝載手動(dòng)、自動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)三種模式。

(4)安裝高清視頻監(jiān)控設(shè)備，并將視頻信號傳輸至車房監(jiān)視器。

(5)完善檢修平臺、信號工小屋及現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化工作。

2.3 新裝載設(shè)備的工作原理 技改后的裝載設(shè)備，如圖1所示，由給煤機(jī)本體及其附屬溜槽、稱重計(jì)算模塊[3]、控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)等組成。

工作原理：驅(qū)動(dòng)裝置通過鏈傳動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒和輸送帶，輸送帶運(yùn)動(dòng)使原煤通過導(dǎo)料槽裝入箕斗，輸送帶回程，如此循環(huán)直至裝載完成。

圖1 新裝載設(shè)備示意圖

2.4 稱重計(jì)算原理 該設(shè)備裝有稱重傳感器和速度傳感器，分別檢測原煤的重量信號和輸送帶的速度信號，兩信號經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入積算器進(jìn)行處理，得到原煤重量的累計(jì)值和瞬時(shí)值。該計(jì)算原理被稱為分批計(jì)量系統(tǒng)，它由積算器的流量儲存功能和工控機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能共同完成。

當(dāng)累計(jì)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制主機(jī)發(fā)出停機(jī)命令使驅(qū)動(dòng)裝置斷電停機(jī)，經(jīng)過短時(shí)間的延遲后發(fā)出提升信號，裝載動(dòng)作完成。

3 裝載設(shè)備技改后的優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)過1年的使用，該裝載設(shè)備趨于穩(wěn)定，對比原裝載設(shè)備，有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)實(shí)現(xiàn)了裝載定重精準(zhǔn)化，解決了超載問題，符合《煤礦安全規(guī)程》，做到了安全提升。

(2)結(jié)合電控系統(tǒng)和信號系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)車房對裝載設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，也可實(shí)現(xiàn)裝載自動(dòng)化，達(dá)到了“自動(dòng)化減員”的目標(biāo)。

(3)結(jié)合電控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車房對裝載信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控和裝載現(xiàn)場的可視化，達(dá)到了“無人值守”的目標(biāo)。

(4)驅(qū)動(dòng)裝置功率下降了63.3%，工作方式由連續(xù)式改為間歇式，達(dá)到了“節(jié)能降耗”的目標(biāo)。

(5)解決了欠載問題的同時(shí)，縮短了裝載周期，提高了生產(chǎn)效率。

(6)設(shè)備占用空間小，維護(hù)保養(yǎng)方便。

(7)裝載工藝環(huán)節(jié)少，故障率降低。

(8)卡塊現(xiàn)象基本杜絕，灑煤現(xiàn)象明顯減少。

(9)噪音降低，明顯改善作業(yè)環(huán)境。

4 結(jié)論

針對原裝載設(shè)備的各種問題，通過技術(shù)改造，逐條解決，最終符合《煤礦安全規(guī)程》。將主井裝載設(shè)備建設(shè)成“本質(zhì)安全型”，起到了積極作用，本次技改為其他礦井主井裝載設(shè)備改造提供了思路。