給煤機磁力啟動器粘連原因的分析及處理

楊興宇

（同煤浙能麻家梁煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 朔州036000）

0 概述

同煤浙能麻家梁煤業(yè)有限責(zé)任公司是同煤集團七個千萬噸級礦井之一，井田南北長約12 公里，東西寬約8 公里，井田面積104.16 平方公里；煤炭儲量26 億噸,主采煤層為4#、9# 煤，煤層平均厚度分別為6.32 米和11.15 米，煤種為中灰、低硫、低磷、中高熱值的長焰煤，是很好的動力、煉油、食品和釀造業(yè)用煤，礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為1200萬噸,?服務(wù)年限可達82.7 年。該礦井是大同煤礦集團公司和浙江省能源集團公司，擬共同投資新建的大型現(xiàn)代化礦井。 現(xiàn)該項目已列入同煤、山西省、國家“十一五”規(guī)劃，選用先進的設(shè)備和生產(chǎn)工藝，從而達到高產(chǎn)高效的目的。

1 給煤機啟動器粘連的原因分析及后果

我單位肩負(fù)著礦井煤炭運輸?shù)闹饕?zé)任，負(fù)責(zé)將井下各個采掘工作面開采出的煤炭與矸石用皮帶輸送至主井裝入箕斗，由于我礦年內(nèi)要實現(xiàn)達產(chǎn)目標(biāo)所以原煤日產(chǎn)量快速提高，使得配煤巷的運輸任務(wù)日漸增加。在配煤巷控制原煤裝入定量斗的啟動與停止是通過甲帶給料機的啟停來實現(xiàn)的。經(jīng)過前期的技術(shù)改造已經(jīng)把配煤皮帶的控制由每個提升循環(huán)啟停一次改為皮帶常開。經(jīng)過近半年的驗證皮帶機啟動器經(jīng)常故障的問題已經(jīng)徹底解決。 但是由于控制過程的需要，給煤機在每一個提升循環(huán)依然要啟停一次。 由于原煤日產(chǎn)量的快速提高，給煤機磁力啟動器的啟停頻率越來越高，這就不可避免的造成磁力啟動器的損壞，其中以接觸器粘連故障的危害最為嚴(yán)重。

正常提煤過程均是系統(tǒng)全自動提煤，在這種運行模式下配煤皮帶保持常開，當(dāng)定量斗空載，閘門關(guān)到位以后給煤機啟動給煤，當(dāng)定量斗滿載以后給煤機停機停止給煤。當(dāng)定量斗滿載且箕斗到位以后開閘門把定量斗里的煤裝入箕斗。上述過程中只要出現(xiàn)給煤機接觸器粘連故障，給煤機無法停止給煤，由于皮帶常開原煤會被不斷的裝入定量斗，這種情況下有可能出現(xiàn)以下兩種較為嚴(yán)重的后果：

（1） 當(dāng)箕斗在定量斗超載前到位并且在超載前完成翻板動作，在打開閘門以后會把定量斗里的原煤全部倒入箕斗，同時由于給煤機停不下來，會有大量超過箕斗載重量的原煤倒入箕斗，這就造成了箕斗的嚴(yán)重超載。 這一嚴(yán)重后果等同于二次裝載事故，將嚴(yán)重影響裝載提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

（2）當(dāng)由于給煤機的連續(xù)給煤造成定量斗超載發(fā)生時，由于程序的控制閘門是不會打開的，這就不會造成箕斗的超載。 但是由于給煤機的不停給煤將造成定量斗的嚴(yán)重超載，堆煤事故。 定量斗的嚴(yán)重超載將大大降低稱重傳感器的使用壽命,堆煤事故若不能夠及時的被發(fā)現(xiàn)有可能造成給煤機電機的堵轉(zhuǎn)燒壞。這些危害也是對煤礦安全生產(chǎn)的一個重大威脅。

2 給煤機啟動器改造方案選擇

通過對給煤機啟動器粘連原因的分析，我們制定了3 套設(shè)計方案進行對比選擇。

1）更換更為可靠的電磁啟動器，可靠的電磁啟動器的可靠性包括真空接觸器在高頻度動作下的可靠性，同時為了防治粘連故障造成的事故，啟動器必須設(shè)置有粘連檢測裝置，能夠給出接觸器的粘連故障信息，做出相應(yīng)的保護動作。 這一方案的限制條件是選用低成本啟動器依然不能滿足可靠性的要求，若是選用高成本智能型啟動器雖然能夠滿足要求，但是成本相對來說會好幾倍增加，且增加了檢修和維護的難度。

2）對可逆120A 開關(guān)進行線路改造，把其內(nèi)部的兩個真空接觸器串聯(lián)使用，同時改造控制部分使得兩個真空接觸器能夠同時啟動和停止。 這樣在一般情況下只有兩個接觸器都吸合電機才能夠啟動，同樣只要一個接觸器能夠正常斷開就可以避免因接觸器粘連造成的給煤機停不了故障。 這一方案的不足之處在于，對于可逆120 開關(guān)的改造改變了開關(guān)的電氣性能參數(shù)，造成了開關(guān)的可靠性不能保證。 同時無法獲得接觸器的粘連信息不利于出現(xiàn)故障后的自動化處理。

3） 通過檢測甲帶給料機驅(qū)動滾筒的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)來來獲得甲帶給料機的運行和停止情況，從而判斷出有沒有發(fā)生粘連故障。 把驅(qū)動滾筒的啟停信息送入主控PLC，由PLC 自主的做出判斷。 出現(xiàn)粘連故障時可以自動化的完成關(guān)閉煤倉漏煤眼閘門或者切斷配煤巷主電源工作。這樣的處理結(jié)果可以最大程度的避免超載事故的發(fā)生。這一方案對硬件的改動較少，只需要利用一個到位傳感器來檢測甲帶給料機驅(qū)動滾筒的運行情況。在PLC 軟件中利用計數(shù)器完成給煤機啟停的檢測。相對以上兩種方案，這種改造方案不需要很高的成本唯一的硬件是一個到位傳感器，程序的改造皮帶隊自身即可完成。同時，不需要對其余的硬件包括電磁啟動器進行改動，這樣保持了原有的電氣性能參數(shù)和可靠性參數(shù)。

綜上，第三種方案無論是在成本控制方面還是在運行可靠性方面都有優(yōu)勢，因此以下著重介紹第三種方案的實現(xiàn)。

3 方案改造的原理分析

3.1 硬件改造

在甲帶給料機的驅(qū)動滾筒軸端正對滾筒出加設(shè)以到位傳感器，在驅(qū)動滾筒軸端蓋上每隔60°焊接一個感應(yīng)塊。傳感器接入主控PLC。這樣滾筒每旋轉(zhuǎn)一圈就會有6 個高電平送入PLC 用來作為接觸器是否粘連的判斷依據(jù)。同時把煤倉漏煤眼閘門的控制或者配煤巷饋電開關(guān)的控制接入主控系統(tǒng)，這樣在檢測到啟動器粘連故障以后便可以有效的進行斷電處理，避免超載等嚴(yán)重事故的發(fā)生。

3.2 軟件改造

構(gòu)造一個檢測程序段，此檢測程序段利用一個計數(shù)器，在自動和手動模式下對到位傳感器送來的高電平進行計數(shù)。若是在控制器沒有給出給煤機啟動信號的情況下，檢測到的計數(shù)值大于某一值，可以判定已經(jīng)發(fā)生了接觸器粘連故障。 這時，控制器的一個輸出通過中間繼電器控制閘門關(guān)閉或者饋電開關(guān)斷電完成對故障的響應(yīng)。

相應(yīng)程序如下:

FUNCTION "粘連檢測" : VOID

TITLE =

VERSION : 0.1

BEGIN

NETWORK

TITLE =

A( ;

O "裝載手動";

O "裝載自動";

) ;

AN "給煤機開繼電器";

= L 4.0;

A L 4.0;

A "滾筒檢測";

CU C 1;

BLD 101;

NOP 0;

NOP 0;

A M 13.0;

R C 1;

L C 1;

T LW 1;

LC C 1;

T LW 0;

NOP 0;

A L 4.0;

AN "循環(huán)檢測控制";

L S5T#5S;

SD T 110;

NETWORK

TITLE =

L LW 0;

BTI ;

T LW 2;NOP 0;

NETWORK

TITLE =

A T 110;

= L 4.0;

A L 4.0;

A( ;

L LW 2;

L 8;

>I ;

) ;

= "粘連故障標(biāo)志";

A L 4.0;

A( ;

L LW 2;

L 8;

<=I ;

) ;

= "循環(huán)檢測控制";

NETWORK

TITLE =

O "轉(zhuǎn)換模式復(fù)位";

O "循環(huán)檢測控制";

O "給煤機開繼電器";

= M 13.0;

NETWORK

TITLE =

AN "裝載手動";

AN "裝載自動";

= "轉(zhuǎn)換模式復(fù)位";

END_FUNCTION

進行上述改造以后，進行嚴(yán)格的調(diào)試，確保改造完成后不對系統(tǒng)造成不良影響，保證系統(tǒng)的平穩(wěn)、安全運行。

4 結(jié)論

采用第三種方案完成技術(shù)改造在硬件上的投入包括一個到位傳感器和50m 控制電纜。 因此，這一項目的硬件投入相對改造以后發(fā)揮的有效作用來講是具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟效益，該項技術(shù)改造工作的完成為其他工作的開展節(jié)約了大量的時間、人力、物力。 同時，改造以后系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能必將得到很大幅度的提高，為我礦煤炭生產(chǎn)的安全穩(wěn)定進行提供了有力的保障。