核子秤稱重計量漂移狀態下的改造

柏樂 管京城 倪士猛 朱紹寶

摘 ?要：核子秤是根據被測物料對同位素輻射源發出γ射線的吸收原理制造的一種計量儀器。放射線對電離室中的惰性氣體有激勵作用，使氣體電離，在高壓電場的作用下產生微弱的電流，該電流的大小與電離室接收到的射線強度之間存在一定規律，將該電流通過具有高放大倍率和高穩定性的前置放大器、變送單元進行放大、轉換，得到一個與物料負荷成正比的稱重頻率信號，該稱重頻率信號連同輸送機的速度頻率信號一起送入計算機中進行計算，即可得知被測物料的質量，從而計算出物料的累積重量、流量等參數。

關鍵詞：核子秤;稱重;主井提升;可編程控制器

前言

淮南礦業集團朱集東礦井，設計生產能力400萬t/a，朱集東礦主井提升方式為立井提升，安裝2套落地式多繩摩擦式提升機，提升容器為2套雙箕斗，鋼結構井架，主要用于礦井提煤。主要技術參數：

井筒凈直徑7.6m，提升高度995m，鋼結構井架，裝備有JKMD-4.5×4（Ⅲ）多繩摩擦落地式提升機兩臺，電機功率4300KW，采用ABB交-直-交變頻同步電動機拖動，設計最大提升速度13.5m/s，箕斗自重34t，額定最大靜張力1050KN，額定最大靜張力差280KN，載重27t。井下定量斗采用液壓自動定量裝載，目前為提升速度為12m/s，裝載量25t，一次提升時間為168s，單臺車日理論提矸量為1.16萬噸。

朱集東礦主井兩套裝載設備承擔著全礦原煤產量的提升任務，裝載系統承擔原煤裝載任務。其車間內配套兩套設備，設備明細如下：（1）DTC140/166/55帶式輸送機。（2）GLD2000/5.5/3甲帶給料機。（3）KXJ-30/1140（660）A礦用隔爆兼本安型可編程控制器。（4）KXA-2本安控制顯示臺。（5）HC127礦用核子秤。（6）礦用本安型稱重傳感器 GIF120。（7）KJZ4-630/1140（660）礦用隔爆兼本安型真空多功能組合開關。（8）IPC-610-L工業計算機。

1 系統結構設計

為避免一套系統故障后無法完成原煤提升任務完成，主井裝載計量系統采用冗余稱重裝置，一套采用稱重液壓傳感器計量稱重、一套采用核子秤進行稱重。其具體工作原理具體如下：由礦用本安型稱重傳感器GIF-120稱其定量斗的重量傳輸其數據給KXJ-30/1140（660）A礦用隔爆本安型可編程控制器，由HC127礦用核子秤稱其皮帶繩經過的原煤的重量傳輸其數據給KXJ-30/1140（660）A礦用隔爆本安型可編程控制器。可編程控制器將兩者的數據和提前設定的滿載值進行比較取其兩者的最大值給可編程控制器。可編程控制器發出滿載指令后，可編程控制器發出停止指令給甲帶給料機命令完成主井裝載定量斗裝載任務。示意流程圖如圖1所示：

2 改造前的運行情況

改造前，主井裝載信號工從操作顯示臺按下皮帶啟動信號，主井裝載可編程控制器接到信號勾發出皮帶啟動命令后給KJZ4-630組合開關，組合開關啟動皮帶運轉后信號工發出甲帶給料機啟動信號給可編程控制器。可編程控制器收到信號后，發出啟動命令給KJZ4-630組合開關。組合開關啟動甲帶給料機，甲帶給料機開始向皮帶給出原煤，這時核子秤和稱重傳感器開始稱重工作。當其中之一稱重達到設定值25T時，可編程控制器收到滿載信號后向KJZ4-630組合開關發出停止甲帶給料機停止運行命令，組合開關停止甲帶給料機的運行，完成一次定量裝載的任務，這時皮帶一直在保持繼續運行。

3 現場存在的問題

（1）煤礦井下的環境是復雜的，有時皮帶清掃器清掃的不干凈或者給煤機上口煤倉滲下的水都將會造成核子秤的微小計量。由于皮帶機不斷運行，當累計值達到超載值27.5T，可編程控制器收到核子秤的超載信號后向KJZ4-630組合開關發出停止皮帶運行命令，同時可編程控制器發出禁止打開裝載扇形門油缸電磁閥的命令，扇形門將會打不開，從而不能完成向箕斗裝煤的任務，影響主井裝載正常的裝煤提升。（2）現場處理這個核子秤超載的現象，只有車房值班機修工到主井車房上位機上將其核子秤的稱重功能進行屏蔽。裝載信號工手動將扇形門打開后，完成一次裝載任務。然后車房值班人員再將核子秤稱重功能投入，從操作從人員到達現場再到分析核子秤故障原因，大概需要7-8分鐘，也就是影響了大約主井提升運行大概2勾的提升時間，約50T原煤的提升任務。

4 改造后的效益

針對現場存在的問題，在主井裝載司機操作臺上增加核子秤清零信號直接傳輸至核子秤主機。改造后裝載信號工比較稱重傳感器與核子秤之間稱重計量差值，如發現核子秤稱重漂移超出滿載值并在不斷變化時，信號工經確認是核子秤超載后。信號工只需要在操作臺上按下核子秤清零按鈕即可將核子秤數據清零，不需要值班電工到車房現場去確認，節約了故障分析時間。從而保證了生產的連續性，確保了提升生產的連續性，改造后的流程示意圖如圖2所示。

5 結束語

通過在裝載操作臺上增加手動清零信號，在信號工比較稱重傳感器GIF-120與核子秤之間差值，確定由于核子秤漂移超載后在操作臺上對其清零，節約了提升的寶貴時間，保證了主井提升的連續性。如果按照每天核子秤稱重漂移影響一次，影響時間按照2勾提升時間算，如一年按照影響200天算，則兩臺車約影響提升噸數

X=25（噸）*2（勾）*2（臺車）*200（天）=20000噸。

按照噸煤售價300元/噸計算，則經濟收益Y=2000（噸）*300（元/噸）=600萬元，通過核子秤稱重清零改造后主井每年提升經濟效益可以多增加600萬元的經濟收益。

參考文獻

[1]趙元剛.核子秤在煤礦生產中的應用[J].煤炭技術，2015.

[2]儲路，楊杰，張慶平.核子秤在定量裝載方面的應用[J].煤礦機電，2001.

[3]張有忠，王惠玲.核子秤在煤礦計量中的應用[J].煤炭科學技術， 1994（5）：55-57.