電流判斷法防箕斗累積重裝事故的技術研究

孟令啟　張瑞君

摘 要：雙箕斗單繩纏繞或多繩摩擦式提升機正常情況下是一個箕斗額定載荷上提，另一個箕斗空載下放，當箕斗運行到某一固定位置時，電機電流基本是一個定值。但如果下放的箕斗并不是空的（有余煤），電流會比上述定值小。一旦發現電流異常后，便不允許下放到位的箕斗裝載，這便是電流判斷法防范箕斗累積重裝事故的技術，其特點是不需額外投入，判斷準確率高，防范效果好。

關鍵詞：摩擦式提升機；箕斗；電流；空載；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.150

1 引言

《煤礦安全質量標準化細則》中明確規定：主井箕斗提升必須是定重裝載。目前國內已經有了這方面保護的產品，但很不成熟和可靠，其技術關鍵就是在箕斗上安裝稱重傳感器。其不成功的原因有幾個方面：一是傳感器問題，安裝復雜困難，多升摩擦式提升絞車尤甚；二是信號傳輸瓶頸，只能通過無線發射接收，傳輸質量限制保護裝置的可靠性；三是電源問題，箕斗頂上的傳感器及處理電路只能用電池組供電，需人工定期充電，操作繁瑣。

因有異物或原煤的濕度、粘度較大都有可能導致箕斗卸不空，下放到裝載后直接再裝，造成該箕斗裝載超重、絞車過載提不動現象。出現此故障處理很麻煩。近年來我們一直在進行這方面的研究，經過不懈的努力，于2014年6月成功完成了本套防范技術。

2 技術研發應用基礎

本技術是在付煤公司主井提升系統上進行研究的。本提升系統提升機為洛陽中信重工生產的JKMD3.5×4（I）E型四繩落地式摩檫輪絞車，1800KW直流電動機拖動，變流驅動部分應用西門子直流調速裝置6RA70裝置，提升系統的過程工藝控制應用西門子S7-300 PLC為控制核心，裝卸載信號系統以三菱FX2N PLC為控制核心。下井口裝載有3臺給煤機，1部皮帶，一個分煤裝置、兩個定量倉。上井口為曲軌自卸式。整個提升系統包括裝卸載在內實現了全自動運行方式。提升系統示意圖參見附圖1。

3 技術原理

以電機電流作為判斷依據。判斷本次提升電機電流是否過小，若小于某一值，則判定下放到裝載的箕斗有未卸空嫌疑，不允許裝載。

該提升機電控、變流驅動裝置、自動裝卸載信號系統全為可編程智能設備。其中變流裝置的電流數據和裝卸載信號系統的箕斗實際裝載噸位數據已傳到絞車電控PLC中，這兩個數據是判斷事故的重要依據。另外還要建立有絞車電控對信號系統的裝載閉鎖信號（允許/禁止裝載）。實現本功能的硬件組成示意圖見附圖2。以下作細致介紹。

（1）電流的采樣。絞車運行有初加速、主加速、等速、減速、爬行等6個運行段，電流各不相同，必須找一相對穩定比較有代表意義的某一點作為電流采樣。如此才有相互比較判定的意義。我們選定等速段兩箕斗交會之后減速點之前的某點作為電流采樣點，A斗上提選定在-173m，B斗上提在-282m，兩邊是對稱的。

（2）電流判斷基準。提升過程電機電流低于多少可斷定下放的箕斗有余煤呢？這就需要有個電流判斷基準。眾所周知，電機電流與載荷成正比，經過多次裝載不同的噸位觀察采樣點的電流，可以測算出電機電流與箕斗實際裝載噸位的比值，比如，付煤公司主井提升機的電流和載荷比值為213A/t。若某箕斗實際裝載量為10.55t，那么提升時到采樣點的電機電流就應該是10.55×213=2247A，實際誤差不會超過±20A。

（3）發現異常后的處理。一旦檢測出該故障后，箕斗沒到位之前便在電控上位機監控界面上顯示：“某斗未卸空，嚴禁裝載！”，該文字在閃爍。箕斗到位后絞車電控閉鎖裝載，不允許再裝，同時信號系統也有顯示、有報警。等待絞車司機和裝載司機確認處理。

絞車司機得到報警信號后立即通知裝載司機前去觀察，觀看到裝載的箕斗是否有余煤。不管能不能觀察出來，只需用手動方式將故障箕斗提升到上井口二次卸載，絞車停止后，司機前去上井口觀察箕斗內是否有異物卡住，是否已完全卸空。若有異物卡住，通知單位派人來處理。短時內即可恢復正常提升。

事故處理完后，按操作臺上的“重裝確認”鈕，故障便可清除。但須要注意：故障處理之前嚴禁按該按鈕。

參考文獻：

[1]《煤礦安全規程》2011年版[S].

[2]《SIMOREG DC Master 6RA70 全數字直流調速裝置使用說明》第10版[K].

作者簡介：孟令啟（1964-），男，本科，機電工程師。