副井多中段提升系統(tǒng)智能數(shù)車裝置的研發(fā)與應(yīng)用

金川集團(tuán)股份有限公司二礦區(qū) 甘肅金昌 737100

目前，國內(nèi)副井提升系統(tǒng)的礦車計(jì)數(shù)方式主要有兩種：一是人工計(jì)數(shù)，在井口設(shè)置獨(dú)立崗位，人工數(shù)車；二是自動(dòng)計(jì)數(shù)，在井口安裝超聲波或紅外線檢測(cè)裝置，利用非接觸式檢測(cè)開關(guān)，結(jié)合 PLC自動(dòng)計(jì)數(shù)。與人工計(jì)數(shù)相比，自動(dòng)計(jì)數(shù)既節(jié)省了勞動(dòng)力，又提高了計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性，但也有瑕疵：第一，增加了相關(guān)投資和后期維護(hù)成本；第二，無法識(shí)別混在重車中的空車，偶發(fā)統(tǒng)計(jì)失真；第三，對(duì)多中段提升系統(tǒng)而言，無法確定礦車始發(fā)地。

為了解決上述問題，筆者提出了一種新的礦車計(jì)數(shù)方式。通過研究提升機(jī)的電樞電流和提升載荷之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的廢石車數(shù)統(tǒng)計(jì)，并自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表。

1 研發(fā)構(gòu)思

提升系統(tǒng)動(dòng)力方程式為

式中：F為提升機(jī)主軸的拖動(dòng)力，N；k為礦井阻力系數(shù)；Q為單次提升載荷，kg；g為重力加速度，m/s2；p為鋼絲繩質(zhì)量，kg；H為提升高度，m；x為罐籠距離井口的距離，m；∑m為系統(tǒng)的變位質(zhì)量之和，kg；a為提升容器的加減速度，m/s2。

對(duì)于采用等重尾繩的提升系統(tǒng)而言，罐籠處于井筒中間時(shí)，H=x，主繩尾繩質(zhì)量相同，忽略主尾繩影響，公式可簡(jiǎn)化為

電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)力矩M與提升機(jī)主軸拖動(dòng)力F的關(guān)系為

式中：R為卷筒半徑，m；i為減速器減速比；η為減速機(jī)效率。

對(duì)于卷筒直聯(lián)形式，可簡(jiǎn)化為

電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)力矩M與電流I成正比，

結(jié)合式 (2)、(4)和 (5)，得出電樞電流和提升載荷之間的關(guān)系為

綜上所述，罐籠在井筒中間位置時(shí)，提升載荷和電動(dòng)機(jī)電樞電流成正比?；谝陨蠑?shù)學(xué)模型和提升機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)，測(cè)出此時(shí)的電樞電流，即可直接得到罐籠載荷。……