聞 亮

（汾西礦業(yè)集團(tuán)柳灣煤礦，山西 孝義 032300）

引言

主絞車松繩二次保護(hù)裝置是井下絞車正常運(yùn)行的有力保障，通常，通過力臂式行程開關(guān)，使松繩過程中產(chǎn)生壓力改變，進(jìn)而觸發(fā)壓力傳感器發(fā)出相應(yīng)的工作信號(hào)實(shí)現(xiàn)相關(guān)動(dòng)作。這種保護(hù)方式為機(jī)械式被動(dòng)保護(hù)，而應(yīng)用紅外傳感技術(shù)對(duì)主絞車松繩進(jìn)行保護(hù)，可靠性更高，同時(shí)在同步性和操控精確度上，相比于壓力傳感器所具有的優(yōu)勢(shì)更加明顯，可以全面提高礦井主絞車的工作安全性。

1 傳統(tǒng)礦井主絞車松繩二次保護(hù)存在的主要問題

傳統(tǒng)形式下礦井主絞車松繩二次保護(hù)裝置所用開關(guān)是力臂行程開關(guān)，該裝置屬于一種壓力傳感器裝置。在具體的保護(hù)工作過程中，將其直接設(shè)置的主絞車天輪部分以及主絞車的出繩口位置作為主要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。松繩保護(hù)裝置在實(shí)際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出以下幾個(gè)方面問題：

1）對(duì)力臂式行程開關(guān)和鋼絲繩之間的間距大小的控制存在一定的難度。主絞車在工作過程中，行程開關(guān)具有一定的動(dòng)作流程，鋼絲繩和行程開關(guān)之間的距離較小，會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作頻繁現(xiàn)象和間距過大問題，在松繩之后不能及時(shí)作出可靠動(dòng)作，無法起到良好的防護(hù)工作效果[1]。

2）松繩防護(hù)裝置的安裝位置距離地面的高度較高。松繩保護(hù)裝置被在絞車的出繩口位置，距離地面的高度相對(duì)較高，給后續(xù)的檢修和維護(hù)工作帶來較大困難。

3）保護(hù)裝置常常由于工作環(huán)境因素出現(xiàn)生銹以及系統(tǒng)內(nèi)部線路接觸不良等問題。另外，在鋼絲繩和行程開關(guān)工作過程中，鋼絲繩上的油滴會(huì)直接滴灑在行程開關(guān)表面，隨著時(shí)間的不斷延長(zhǎng)很容易會(huì)造成短路現(xiàn)象。

4）將天輪的雙滾筒結(jié)構(gòu)改為單滾筒結(jié)構(gòu)后，絞車的出繩和原有的天輪位置之間會(huì)形成一定的偏差，同時(shí)絞車在纏繞繩方面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)咬繩現(xiàn)象，當(dāng)天輪和絞車的滾筒之間存在位置偏差時(shí)，在絞車的提升工作過程中會(huì)產(chǎn)生繞繩問題，同時(shí)使得鋼絲繩和天輪之間的摩擦系數(shù)也較大。為了有效解決這一問題，將原天輪直接改造為游動(dòng)天輪，有效避免絞車在出行過程中和天輪之間形成偏差，整體運(yùn)行狀態(tài)比較穩(wěn)定，但是在該位置安裝松繩防護(hù)裝置，因?yàn)閴毫π谐涕_關(guān)結(jié)構(gòu)的安裝位置固定同時(shí)力臂的長(zhǎng)度比較有限，在天輪位置產(chǎn)生變化時(shí)鋼絲繩的位置也會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變化，會(huì)直接造成鋼絲繩的位置和松繩防護(hù)位置無法保持在同一條直線上，進(jìn)而會(huì)造成雙層防護(hù)裝置失去應(yīng)有的功能，如果得不到及時(shí)處理將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故[2]。

2 紅外傳感絞車松繩二次保護(hù)裝置工作原理

紅外線傳感絞車松繩二次保護(hù)裝置，主要依靠光束遮斷式感應(yīng)器工作，基礎(chǔ)構(gòu)造主要包含紅外光束、瞄準(zhǔn)孔、紅外光束指示燈以及光束接收傳感器設(shè)備等。在具體工作過程當(dāng)中，通過使用紅外線發(fā)送器，將光束直接傳輸?shù)揭欢ň嚯x之后，通過接收裝置接收。紅外線屬于一種不可見光，投射出去之后會(huì)直接形成圓錐體光束，當(dāng)紅外線被物體遮擋之后會(huì)直接產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)。將紅外傳感技術(shù)有效應(yīng)用在主絞車的安全控制回路當(dāng)中，在鋼絲繩產(chǎn)生松繩情況時(shí)，紅外線會(huì)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，傳感器上的指示燈亮起，控制回路當(dāng)中的常閉觸點(diǎn)會(huì)直接斷開，繼電器產(chǎn)生動(dòng)作，同時(shí)安全回路斷開，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)主絞車的制動(dòng)，而鋼絲繩恢復(fù)正常工作狀態(tài)時(shí)，長(zhǎng)臂觸點(diǎn)恢復(fù)到正常位置，如下頁(yè)圖1 所示。

圖1 紅外傳感松繩二次防護(hù)工作原理

3 紅外傳感絞車松繩二次保護(hù)裝置應(yīng)用效果

1）安全穩(wěn)定性較強(qiáng)。通過對(duì)紅外傳感絞車松繩二次保護(hù)裝置的有效應(yīng)用，可有效控制錯(cuò)誤動(dòng)作的產(chǎn)生，使得整個(gè)控制更加靈敏和精確、安全可靠性更高、誤差大大減小、安全防護(hù)功能得到明顯提升。

2）主絞車松繩裝置的使用壽命得到明顯延長(zhǎng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的壓力傳感器設(shè)備，基于紅外傳感技術(shù)的松繩保護(hù)裝置的應(yīng)用條件更加寬泛，同時(shí)精度更高、使用周期更長(zhǎng)，故障率明顯降低，有效減少因保護(hù)裝置頻繁檢修和更換而造成的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

3）有效避免生銹、系統(tǒng)內(nèi)部線路接觸不良、短路等現(xiàn)象，從而減少不必要的維護(hù)和檢修工作量。

4）對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和分析工作更加簡(jiǎn)單方便，因?yàn)榧t外線接收中斷則會(huì)立即開啟松繩相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。

4 結(jié)語

紅外傳感技術(shù)在礦井主絞車松繩二次保護(hù)裝置中的應(yīng)用效果非常明顯，相比于壓力傳感器的保護(hù)方式，在工作靈敏度、設(shè)備使用周期以及對(duì)外部環(huán)境的抗干擾能力等多個(gè)方面都有了明顯的提升，并且還可以進(jìn)一步控制設(shè)備的維護(hù)工作量，有效避免松繩二次防護(hù)裝置受到外部環(huán)境的影響而產(chǎn)生故障。因此，紅外傳感二次防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，可全面提高煤礦井下開采工作的安全性和穩(wěn)定性，但仍需進(jìn)一步予以優(yōu)化和完善。