副井摩擦式提升機載荷無線監測系統研究應用

秦邦振秦 杰

(1.中國礦業大學,江蘇省徐州市,221008;

2.邯鄲礦業集團云駕嶺煤礦,河北省邯鄲市,056300)

Qin Bangzhen1,2,Qin Jie2

(1.China University ofMining and Technology,Xuzhou,Jiangshu province 221008,China; 2.Yunjialing CoalMine of HandanMining Group,Handan,Hebei province 056300,China)

★煤炭科技·機電與信息化★

副井摩擦式提升機載荷無線監測系統研究應用

秦邦振1,2秦 杰2

(1.中國礦業大學,江蘇省徐州市,221008;

2.邯鄲礦業集團云駕嶺煤礦,河北省邯鄲市,056300)

介紹了云駕嶺煤礦副井載荷無線監測系統組成及原理,闡述了副井載荷無線監測系統實現了主提升鋼絲繩靜張力監測、提升最大載重差判斷、依據工況進行設置報警上限值、上位機及上、下井口顯示報警裝置等功能。

摩擦式提升機 提升機載荷 無線監測系統 系統功能 運行情況 組成原理

1 背景

云駕嶺煤礦是冀中能源邯鄲礦業集團主力礦井,副井提升機(型號JK M-1.85×4(I))是塔式多繩摩擦提升機,電機功率800 kW,鋼絲繩最大允許靜張力163 kN,最大允許靜張力差46 kN,提升容器為1 t礦車單層雙車加寬罐籠,副井井筒直徑?6 m,提升高度400 m。隨著礦井水平的進一步延伸,副井提升矸石量明顯增大,云駕嶺礦于2009年7月對提升礦車進行了改造(容積由以前的1.1 m3增加到1.34 m3),一次提升量比以前增大。在一次井底有兩個重罐(超重),井口有兩個空罐的提升過程中,當重罐籠到達井口位置,井底先推出了兩個空罐時,出現了滑繩現象,由于當時采取措施及時,未發生重大事故。因此云駕嶺礦與中國礦業大學合作開發了副井載荷無線監測裝置系統,對提升載重及鋼絲繩張力進行實時監測。

2 副井載荷無線監測系統組成及原理

(1)載荷無線監測系統由信號檢測系統(即傳感器部分)、數據采集發射系統、數據接收轉換系統和上位機處理系統4部分組成。其結構原理見圖1。

圖1 副井載荷無線監測系統結構原理圖

壓力傳感器將鋼絲繩的張力值轉換成電信號,傳至數據采集發射模塊,將壓力傳感器的信號經過預處理后以無線電磁波形式在井筒中實現無線傳輸,井口的接收模塊接收到數據并預處理后通過RS-485與計算機串口進行通訊;另外通過提升信號PLC,將罐籠到位信號、提升信號、安全門關閉情況等信號接入到計算機中。數據采集發射模塊由運算放大器、濾波電路、A/D轉換電路、單片機和無線發射模塊構成。

(2)井口接收到鋼絲繩張力的無線信號后與計算機進行串行通訊,上位機采用LabV IEW作為編程語言,其特點就是較強的數據處理能力和友好的人機界面,監控界面可以顯示鋼絲繩張力值以及經過換算后罐籠的載重量、報警信息等。

3 副井載荷無線監測系統功能

通過上、下井口罐籠裝車重量的無線監測,以及與電腦通訊,形成了載荷無線監測系統。通過對上、下井口罐籠裝車重量的數據分析,系統可實現以下功能。

(1)主提升鋼絲繩靜張力監測。當上、下井口罐籠中裝入載荷后,上、下井口罐籠的數據采集發射裝置將壓力信號傳至信號采集處理系統,上、下井口顯示裝置會實時顯示鋼絲繩靜張力和罐籠內載荷重量,當鋼絲繩靜張力差超過額定值時,會發出報警信號,警示上、下井口信號把鉤工對超過鋼絲繩最大靜張力的設備、材料不進行運輸。

(2)提升最大載重差判斷。當罐籠完成裝車后,系統通過判斷,上、下井口數據采集模塊將采集到的數據通過無線發射裝置將數據發出,上井口無線接收裝置將接收到的數據通過通訊模塊與計算機聯接,計算機將采集到的數據進行分析處理,處理后的結果分別在上、下井口及司機操作室的顯示裝置上顯示。罐籠裝載前鋼絲繩總張力Qq和裝載后總張力Qh之差Q為某次裝載量,如果該裝載量大于所允許值Qy,即Qh-Qq=Q>Qy時,判斷罐籠此次裝載為過裝,此時系統會發出報警信號并禁止提升機運行,只有當兩個罐籠重新進行配重達到規定值時,方可進行提升操作。

(3)依據工況進行設置報警上限值。由于副井提升工況復雜,針對不同工況設置不同的報警值,如提人時按照規定人數的重量設置報警值,當罐籠內乘坐人員超過規定人數時會發出報警信號,保證了提升安全。

(4)上位機及上、下井口顯示報警裝置。副井無線載荷監測系統以計算機為核心,通過與無線接收裝置進行串口通訊進行數據采集,對采集到的數據進行分析處理,采用LabV IEW軟件對各種控件進行組態和計算,結果在計算機上顯示。

4 結束語

該系統安裝運行以來,能夠直觀的在上、下井口及絞車房顯示裝載的重量及載重差。當出現配重不合理的情況時,系統能準確地做出判斷并進行報警,相關人員及時采取有效措施,防止了安全事故的發生。同時系統運行穩定、數據準確、故障率低。

(責任編輯 張艷華)

Research and application of wireless load monitoring system for friction hoist in auxiliary shaft

The paper describes the principle and composition of the wireless load monitoring system in the auxiliary shaft of YunjialingMine and the functions of the system such asmonitoring of static tension of the hoisting ropes on the main hoist,judgment ofmaximum hoist load difference,setting an upper limit forwarning in accordance with specific operating conditions,warning display devices on the host computer and the pit head and bottom.

wireless load monitoring system,auxiliary shaft,system function,operating condition, principle of composition

TD534.3

B

Qin Bangzhen1,2,Qin Jie2

(1.China University ofMining and Technology,Xuzhou,Jiangshu province 221008,China; 2.Yunjialing CoalMine of HandanMining Group,Handan,Hebei province 056300,China)

秦邦振(1963-),男,陜西人,高級工程師,中國礦業大學在讀研究生,現任冀中能源邯礦集團云駕嶺煤礦副礦長。