探析煤礦主提升設備的動態監測系統運用

周立珊

摘? ?要：針對在煤礦開采與生產中具有重要作用的主提升設備，考慮到設備的傳統監測與檢測方式效率低下，且準確度不高，無法適應當前煤礦企業生產要求，提出能對主提升設備重要狀態參數進行實時監測的系統技術，包括鋼絲繩的張力及張力差、鋼絲繩斷絲和罐道間距，最后通過實踐，得出這些監測系統合理可行，可為設備的狀態判斷及調整處理提供可靠數據參考和依據的結論。

關鍵詞：煤礦生產? 主提升設備? 設備動態監測

中圖分類號：TD633? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（c）-0050-02

在過去，對提升設備進行狀態監測時，大多采用常規監測手段，不僅適用范圍較小，而且只能依靠絞車來保護。對此，為適應煤礦開采和生產要求，設計出全新的針對提升設備的在線監測技術和系統。這一系統主要對影響設備狀態的所有因素進行監測，進而為設備的狀態判斷和故障診斷與處理提供參考依據。

1? 鋼絲繩張力差的在線監測

提升機由于具有很多優勢，所以在當前的礦井提升作業中應用十分廣泛。然而，提升機運行過程中，所有鋼絲繩的實際受力情況難以保持均衡和統一，導致受力不均，即便引入液壓平衡裝置，仍無法改善這一情況。如果張力不平衡，除了會導致鋼絲繩受損，縮短襯墊壽命，還會產生斷繩與滑繩，造成安全隱患和事故。除此之外，當提升機超載運行時，將對提升系統造成很大的沖擊與磨損，若中途出現過流急停，則會使鋼絲繩出現重大損傷，嚴重時將斷裂，引起重大安全事故。而在實際生產過程中，對張力進行測試時采用的方法以人工定期測試為主，不僅不方便，而且結果不準確[1]。

針對以上情況，可利用張力差進行在線監測的手段，在調繩器油缸處設置傳感器，以此獲取張力信號，實現對載重量及載重差的實時監測。每次提升之前，都應對載重量與載重差進行監測，如果監測張力差超過10%，利用傳送到安全回路上的信號將提升機閉鎖，嚴禁提升。

另外，設置專門用于張力差監測的傳感器，將其設置于平衡裝置，實現對總張力及張力差的實時監測;如果監測結果超限，則發出相應的控制信號，將提升機閉鎖;當監測發現張力急劇降低時，提升機將立即安全制動，將卡罐故障及時排除。

對于張力平衡裝置，其工作方式主要為半調壓式，當四個鋼絲繩同時工作時，僅有一側油缸啟動，這一側每條鋼絲繩張力基本相同;而另外一側的油缸不啟動，油缸壓力不同，能通過傳感器監測到張力差，當張力差在10%以上時，將發出超限報警。提升之前如果發現載重差超限（載重量即張力和），需將提升機立即閉鎖。根據載重量，能推算出實際的提煤量。另外，可以通過安裝無線發射裝置，將傳感器信號實時傳輸至接收裝置，再由電纜傳輸至車房當中[2]。

這一系統能對鋼絲繩實際張力與張力差進行在線監測，如果超限預警，則可立即進行報警，并制定相應的解決措施，避免由超載或張力差較大造成安全事故。對監測系統而言，還應具備對實時數據進行瀏覽、采用語音方式進行報警提示和對歷史數據進行查詢等實用功能。通過對此系統的引入，能大幅延長鋼絲繩壽命，保證運行可靠性，避免安全事故發生，縮減日常維護工作量，為企業創造更大效益。

2? 鋼絲繩斷絲的在線監測

鋼絲繩運行安全一直以來都是人們關注的焦點問題之一，斷繩將帶來十分嚴重和惡劣的后果。現行安全規程要求，每股鋼絲繩的斷絲總面積和總斷面面積比值，升降人員或者升降人員和物料時，不能超過5%，專為升降物料鋼絲繩，不能超過10%，如果不滿足以上要求，應及時進行更換。可見，做好鋼絲繩使用與維護至關重要，應得到相關人員的高度重視。

在過去，對鋼絲繩進行檢驗時，主要采用人工，一般以0.3m/s的速度實施。由于用肉眼進行觀察，所以準確度很低，無法對內部斷絲情況進行檢測，同時所開展的拉力試驗，也存在一定局限性。在破損檢測過程中，僅可以在鋼絲繩繩頭部位進行取樣，但這一部分無法正確反映鋼絲繩所處實際狀態，因此技術人員正致力于研究新的檢測方法。這里主要提出一種可避免造成損壞的方法，即無損檢測[3]。

無損檢測，是指在保證鋼絲繩完整性的基礎上，對其內外部實際情況予以全面檢測。裝置滾筒設置能產生電磁場的設備，借助永久磁鐵對其中一段鋼絲繩進行深度磁化，使其達到飽和狀態，然后用線圈進行磁檢測，在絞車正式運行之后，從鋼絲繩上通過時如果存在缺陷，則會有明顯的漏磁表現，導致磁路中的磁通量急劇變化。如果磁通和檢測元件之間存在相對運動，則說明線圈中已經有感應電動勢存在，根據磁感應現象性能強度，能對鋼絲繩內外部實際變化進行反映。對以上設備和深度指示器實施連接，能準確的確定出斷絲產生位置，為實際查找提供方便，同時，以磁感應強度及其變化為依據，還能推算出產生斷絲位置的橫截面積大小。實踐表明，通過對這一檢測方式的正確使用，能有效預防斷絲發生，在技術可行和經濟合理的基礎上延長鋼絲繩壽命，使事故發生率明顯降低。

3? 罐道間距的在線監測

罐道為提升容器于井筒內進行上下運動過程中的導向或限位設備，其間距設置是否合適，決定了提升容器能否安全穩定的運行。如果罐道的間距較小，則會加劇磨損，同時發出異響;如果罐道的間距較大，則會增加容器發生的擺動，對設備運行造成安全威脅。在過去對罐道間距進行檢測時，主要是使用溜罐等進行[4]。

傳統方法以人力為主，不僅效率低，而且準確度較差，所以可考慮利用裝置來提高效率，該裝置主要由以下幾部分組成：（1）連桿;（2）滾輪;（3）彈簧;（4）傳感器。裝置的工作原理為：以連桿的刻度為依據，對罐道間距進行測量，由傳感器將測量結果傳輸至工控機。其具體操作方法為：于提升器底部對測量裝置進行安裝和固定，然后分別向罐道引出可以對長度進行自動調節操作的連桿，其兩端應設置滾輪，并在中間設置彈簧，在提升器運動過程中，滾輪可以在彈力作用下運行，由內部裝設的傳感器進行信號采集和傳輸。提升器運行時，測量裝置能對罐道間距進行直接測量，同時由傳感器將信號傳輸至工控機。將井筒的平位開關視作零點，將傳感器安裝在和車房相連的位置，在提升機運行時，測量裝置能十分快速且準確的對不同位置上的罐道間距進行測量，如果測量結果有異常，沒有出在允許的范圍之內，則相關技術人員能根據測量數據立刻查找，并制定有效的措施予以解決。

4? 結語

綜上所述，在礦井中，提升設備是重要組成部分，也是礦井咽喉所在，使其能夠安全運行，是煤礦生產安全基本保障。通過對以上監測系統的引入和應用，能對包含鋼絲繩張力、張力差、斷絲及罐道間距在內的重要狀態數據進行實時監測，進而為設備運行狀態監測提供可靠參考依據。

參考文獻

[1] 魏海文.淺談選煤機電設備的維修管理及質量控制問題[J].內燃機與配件，2018（16）：162-163.

[2] 龍衛.入廠煤樣智能化管理設備在火力發電廠的應用[J].電力勘測設計，2018（S1）：169-173.

[3] 劉浩.基于PLC控制的輸煤電氣設備故障處理分析[J].電力安全技術，2018，20（7）：58-59.

[4] 曹建文.淺議輸煤設備管理與檢修[J].能源與節能，2018（6）：155-156.