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    淺談利用雷達液位計解決主井自動化箕斗超載難題及方法

    作者: 來源: 發布時間:2018-10-19 16:14:59

    摘 要: 本文以平煤十一礦主井提升機為研究對象, 對自動化提升機系統的體系結構及其解決方案進行了重點探討。對煤礦提升機自動化無人值守存在的箕斗裝載量超限問題進行探討與改進, 增加雷達液位計后, 自動化提升系統可以更加完善的得到應用。具有投資少, 效益高, 見效快, 節省人力物力, 性能可靠, 杜絕人為誤操作, 降低煤礦安全事故率等特點, 促進了煤礦自動化信息化水平的明顯提高, 在煤礦企業發展領域具有良好的應用前景和深遠意義。

    煤礦提升機作為煤礦企業的重要設備, 在企業生產過程中負責提升和運輸煤炭、 矸石、 人員、 材料和設備的任務。在確保煤礦的安全高效運行方面, 煤礦提升機自動化起著至關重要的作用。本文以平煤十一礦主井提升機為研究對象, 重點探討了煤礦提升機自動化系統中存在的箕斗裝載量超限隱患的改進及應用情況。


    1 煤礦自動化提升機現狀
    ( 1) 煤礦自動化提升機系統結構。平煤股份十一礦主井提升機型號為 JKMD- 4×4( Ⅲ) E-( PDS) , 主電機型號為 ZKTD285 /60, 冷卻方法為空冷, 電機功率 2300KW, 轉矩 414.65KN·m, 電樞電壓 850V, zui大安全轉速 53r /min, 箕斗型號為 JDG- 16, 鋼絲繩型號為 6V× 37S- φ40- 1670, 尾繩型號為: P8 × 4 × 19- 166 × 26-1370- I, 提升高度 703 米, zui大提升速度為 11.1m/ s, 鋼絲繩zui大靜張力為 680KN, 鋼絲繩zui大靜張力差為 180KN, zui大允許有效載荷為 16 噸。制動系統: 液壓站型號為 E141A, 后備保護型號為 KHT14( 徐州光輝) 。公稱壓力14MPa, 公稱液位15L/min,油箱壓力500L。恒減速柜型號為DE 141- A, 額定電壓380V, 額定電流 25A。控制系統: 采用中礦傳動, 電控系統型號為ASCS3。提升機有低壓電源柜1 臺, PLC 柜1 臺, ASCS 調節柜1臺, 勵磁柜1 臺, 整流柜4 臺, 切換柜2 臺。信號系統: 裝載操作臺型號為 KJH102.1。額定電流 6.5A, 額定電壓 24V。

    ( 2) 高度集成的提升控制系統。調節控制柜、 冷卻風機變頻柜、 高低壓開關柜、 整流柜、 勵磁柜和操作顯示臺是提升機電控系統的重要組成部分。調節控制柜的功能是采集和處理開關量信號和模擬量信號, 此過程憑借三臺可編程控制器分功能協作實現, 仿真的上位機模擬提升運行界面形成, 繪制出提升機階段運行曲線圖。

    ( 3) 可靠完善的監測監控系統。在可靠的保護監測系統基礎之上, 增加箕斗粘煤保護、 增加液壓制動裝置安全在線監測系統、 增加提升鋼絲繩張力差在線監測系統、 全自動裝載信號系統, 具有遠程自動化控制功能, 顯著提高了煤礦的自動化信息化水平, 實現了無人化辦公。

    2 自動化提升機定量裝置現狀及改進探討
    提升機自動化系統在手動轉自動期間, 無法辨別箕斗裝載裝煤量, 容易出現人工誤操作。

    ( 1) 箕斗裝載量超限的危害。主井自動化提升采用箕斗提煤, 此環節的正常運行與煤礦的生產效率和設備、 人員的安全都有重大關系。絕大部分的礦山機電事故都是由于提升機的異常工作造成的。zui為典型頻發的機電事故隱患就是箕斗裝載超限, 應采取相應的監測預防措施。箕斗裝載超限使鋼絲繩的安全系數降低, 使摩擦提升危險滑動的可能性增大, 使安全制動存在隱患, 以上情況均會引起過卷、 墜罐等重大事故。

    ( 2) 箕斗過裝的預防。

    a.人工監視。箕斗過裝會導致提升機電機電流增大, 故其裝載情況司機可以通過觀察電流表進行判斷。但是由于這種判斷方法主要依靠司機的操作經驗和責任心, 雖然在實際工作中有一定的預防效果, 并不能準確得知箕斗內具體的實際裝載情況。

    b.定量裝載措施。目前, 針對箕斗定量監測有很多方式方法, 比如滿倉保護, 在一定程度上預防了重載, 但是效果并不徹底。容易出現不裝, 多裝, 其根本原因是沒有直接監測箕斗的裝載量。

    c.載荷監測。由于人工監視和定量裝載措施有一定的局限性, 因此預防箕斗過裝采用載荷監測法。實時檢測提升機的載荷情況, 過裝、 未卸凈等故障的判斷依靠定量斗關閉、 到位等開關信號來實現。硬件方案: 在鋼絲繩與箕斗連接處安裝傳感器, 經由安裝在箕斗上的采集發射裝置采集載荷信號并通過無線方式傳輸至井口接受裝置, 進而將信號傳送給放置于機房操控室的主控計算機, 經過分析處理后, 不僅能實時顯示載荷信號, 同時能診斷與報警箕斗過裝等故障, 為避免事故, 在嚴重過載超限時提升機安全回路斷開從而實現安全制動。

    3 雷達液位計的應用和實踐
    ( 1) 雷達液位計的特點。雷達液位計廣泛應用于冶金、 建材、 能源、 石化、 水利、 糧食等行業。其在任何惡劣的環境條件下均可以進行測量工作, 無論是介質是有毒的、 腐蝕性的, 還是固體、 液體、 粉塵性、 漿狀介質, 其優勢就在于在惡劣條件下效果明顯。

    ( 2) MONITOR 四線制導波雷達液位計。MONITOR 四線制導波雷達液位計是以時域反射原理為基礎的雷達液位計, 時域反射原理zui早是用于通訊電纜的故障檢測, 現在我們將時域反射原理成功的應用到了工業測量領域。導波雷達液位計通過光速進行雷達脈沖的傳播, 光速傳播的介質路徑為鋼纜或探棒, 當與被測介質表面接觸時, 部分導波雷達液位計的脈沖被反射, 從而形成沿相同路徑返回到脈沖發射裝置的回波。MONITOR Flexar 四線制導波雷達液位計產品特點:
    ● 四線制, zui大量程達 60 米
    ● 帶表頭顯示, 按鍵標定
    ● 性能卓越、 功能強大, 防爆認證可選
    ● 測量不受粉塵, 顆粒密度, 溫度的影響, 介質溫度zui高到 250℃
    ● 可選模擬量輸出到現有控制系統或顯示設備


    4 自動化提升機系統雷達液位計應用情況
    基于載荷監測的預防措施所開發的系統經過實驗調試后,在部分煤礦進行了現場應用。試用情況表明該系統可以實時跟蹤提升循環中載荷的變化, 采集容器到位、 定量斗開閉等開關量信號, 并可以對這些信號進行綜合處理分析, 對箕斗過裝等與載荷相關的故障進行有效的預防。

    5 結語
    通過對典型工況下鋼絲繩安全系數、 制動力矩、 防滑安全系數與箕斗裝載量間關系進行分析, 可知箕斗過裝嚴重影響提升安全主要體現在影響其鋼絲繩強度、 制動、 防滑性等方面; 通過對比分析幾種預防過裝措施, 可知人工監視、 定量裝載等措施存在明顯缺陷, 而可以直接監控箕斗裝載量的基于載荷監測方法, 能夠有效預防箕斗過裝載情況的發生, 礦井自動化明顯提升了安全性。

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