基于FBD的主井箕斗掛鉤可靠性監測改造

摘要：底卸式箕斗活動底部在運行出卸載直軌后，箕斗掛鉤若掛不上箱體，將導致箕斗下部卸載口與卸礦溜槽或井壁相撞，甚至礦石墜入井筒等事故，造成企業重大經濟損失。本文主要針對箕斗掛鉤是否掛上箕斗箱體進行檢測，避免箕斗掛鉤未掛住就繼續運行造成事故。

關鍵字：箕斗 掛鉤 檢測 底卸式

1.主井箕斗掛鉤掛不住箱體的危害

主井箕斗活動底部卸礦后不能復位，掛鉤沒有掛住箱體，運行后斗箱傾斜，使箕斗下部卸載口與卸礦溜槽甚至是井壁相撞，導致箕斗受力變形或礦石掉落于井筒中，砸壞井筒內電纜、鋼梁和尾繩，使首繩損傷或斷裂；若提升機在高速運行過程中，箕斗與井壁撞擊，提升系統瞬間產生巨大電流沖擊主電機、整流變、直至總降系統，造成重大事故，如可控硅擊穿，總降跳閘等。

2.事故產生的原因及預防措施

經過長時間對箕斗運行過程進行觀察和幾次對箕斗掛鉤失效事故的現場勘察分析得出，造成類似事故的主要原因有以下幾點：

2.1.由于長期磨損，活動底部卸載托輪中心與托輪曲軌面的尺寸變大，托輪曲軌上的自鎖點起不到自鎖作用。

2.2.鉤板輪軸承軸向游隙太大或固定鉤板輪在斗箱上的六個螺栓松動，當鉤板輪的導輪脫離軌道瞬間偏擺時，箕斗鉤子鉤不到掣子。

2.3.懸掛卸載直軌橫梁不水平，造成直軌傾斜。

2.4.托輪曲軌面上有異物，如塊狀廢石等，卡住斗箱使其不能復位。

2.5.掣子被礦石塊或礦泥填死，使掛鉤不能掛住。

2.6.由于脫焊，礦石砸等原因使掣子損壞，鉤板輪上的鉤子變形等，也可能造成“張嘴”。

針對上述原因，結合卸載工藝過程，總結幾次事故的經驗教訓，可采取以下幾條措施來預防該類事故的發生。

2.6.1.嚴格執行操作人員和維修工的班點檢，班組長日點檢，技術人員周點檢。若鉤板輪、掣子、托輪、曲軌等發現問題時及時處理。

2.6.2.高度重視箕斗和計量斗漏礦問題，及時更換襯板或活動底部增裝舊皮帶等措施，力爭使箕斗、計量斗少漏或不漏礦石，避免礦石夾住托輪或砸壞鉤子，掣子等設施。

2.6.3.根據使用周期和點檢情況，定期更換鉤板輪，掣子、托輪曲軌及卸載直軌。

2.6.4.安裝監控攝像設備，使卸礦工在操作間都能看到箕斗兩側掛鉤在箕斗離開卸載直軌時是否可靠掛上，發現問題及時采取措施。

2.6.4.安裝箕斗掛鉤是否掛好檢查保護裝置，及時在掛鉤未掛好時，提升系統進行跳閘報警提示。

3.可靠地解決方法

箕斗掛鉤在整個提升過程中，在箕斗進入卸載站直軌后是未掛好的狀態，在井筒中其他所有位置都是掛好狀態。因此，當箕斗離開直軌，箕斗掛鉤掛上箕斗箱體后，我們對其進行檢測，并將此狀態反饋給提升機系統，兩者之間形成連鎖；若掛鉤掛好，提升機正常運行，若掛鉤未掛好，提升機進行減速停車，并進行聲光報警。然后卸礦工再讓箕斗慢上到位停車，對箕斗掛鉤進行檢查處理再運行。

具體步驟：

3.1.在掣子9上合適位置安裝YG-1永磁感應繼電器，安裝要點：永磁感應繼電器首先固定在形狀相同的厚度為10mm的鋁板上，不能用鐵板，因為鐵板是鐵磁物質，將影響永磁繼電器的磁路，使它不能正常工作。然后，再用鏍絲固定在預先焊好的薄鐵板上。再在掛鉤3頭部上方中間焊一個合適的扁鋼，扁鋼高度須和永磁開關配合好，用萬用表試驗既不碰撞到永磁繼電器又在掛鉤掛不好時，使永磁繼電器可靠動作。為了使扁鋼在掛鉤掛上時不碰撞到永磁繼電器的上邊，扁鋼上部內側倒角要合適。

3.2.把箕斗本身作為24V電源的負極，即導線一端和箕斗相連，導線另一端和永磁繼電器串聯后，接到滑塊上，滑塊固定在框架上并利用絕緣木與箕斗絕緣。再在井塔圍欄上固定鋼絲刷，鋼絲刷與圍欄之間要絕緣。滑塊安裝兩塊，鋼絲刷兩個，箕斗一邊一塊，用于檢測兩側的掛鉤情況。

3.3.將鋼絲刷接收到的箕斗兩側掛鉤信號接入接地繼電器回路中，接地繼電器輸出信號接入提升機卸載系統傳輸至提升機控制系統AHC。對提升機控制系統進行編程，判斷兩側掛鉤情況，將掛鉤判斷結果信號接入提升機運行安全回路之中，同時在上位機上顯示兩側掛鉤情況，若掛鉤一側或兩側沒有掛好時，提升機實現自動停車。控制過程圖如下：

主要程序如下：

>1）DiCSBG114SkX_LckWhl1 南掛鉤檢測輸入信號

>2）P32.C1.SkipX_AtDumping 箕斗在卸載站輸入信號

>3） DiCSBG115SkX_LckWhl2 北掛鉤檢測輸入信號

>4）P23.C1.PositionConveyanceX_ 箕斗在井筒中位置值

>5）TpDistanceHookCheck 檢測掛鉤是否掛好位置值

>6）P54.C3.SkipX_LockHookOff1 南掛鉤掛好輸出信號

>7） P54.C3.SkipX_LockHookOff2 北掛鉤掛好輸出信號

>8）SkipX_LockHookOfftrip 掛鉤未掛好輸出故障信號

P32.C2.DownOrder 提升機下運行命令信號

以上程序中將TpDistanceHookCheck（檢測掛鉤是否掛好位置值）設定為6米，SkipX_LockHookOfftrip（掛鉤未掛好輸出故障信號）接入提升機安全回路跳閘輸入信號中。當提升機位置值大于6米時，LevelHigh_1輸出信號為Ture。當有掛鉤未掛好信號、提升機向下運行命令信號和LevelHigh_1輸出信號都為Ture時，SkipX_LockHookOfftrip（掛鉤未掛好輸出故障信號）輸出為Ture，則提升機進行“掛鉤未掛好”報警，提升機進行自動停車。若箕斗掛鉤處掛好狀態，則提升機正常運行。

掛鉤情況在上位機上顯示如圖：

4.硬件選型：

4.1.接地繼電器型號：CM-IWN-DC如下圖

功能：

工作原理：

4.2.YG-1永磁感應繼電器：

工作原理：YG-1永磁感應繼電器內部安裝有玻璃管，玻璃管內部封裝了一對或者一組接觸點的干簧管，遇到磁鐵或U性部位間被阻斷時，接觸點就可以轉換狀態。

5.結論：

箕斗掛鉤失效的危害和后果是可怕的。我礦自實施上述措施后，掛鉤檢查系統能及時的判斷出箕斗在離開卸載站直軌時，掛鉤是否掛好的情況，避免了嚴重后果的發生，從而保證了主井卷揚的正常運行，確保正常生產秩序不受影響。