主井超載提升的綜合防治

杜海江

摘要：礦井的主井提升系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)著井下原煤的提升任務(wù)，在實(shí)際日常的生產(chǎn)中，因原煤煤質(zhì)粘度、含水量以及容器維護(hù)等原因造成重復(fù)裝煤或裝煤超重等情況，造成箕斗超載，提升電流過大，無法正常提升，嚴(yán)重的會(huì)造成電機(jī)燒毀、鋼絲繩斷裂、箕斗逆向墜落等惡性安全生產(chǎn)事故。為此通過裝載煤量精準(zhǔn)控制閉鎖、卸載卸煤量檢測及防重裝保護(hù)裝置、完善管理制度方面，對主井提升系統(tǒng)防超載提升實(shí)施綜合防治。

關(guān)鍵詞：提升系統(tǒng);超載;PLC;防治

1裝載防止裝載量超載技術(shù)方案

1.1程序控制

裝載站采用S7-300PLC為控制核心，將裝載現(xiàn)場的稱重傳感器模擬信號、位置傳感器的開關(guān)信號、皮帶控制信號等全部接入PLC中，通過模擬量處理運(yùn)算和邏輯運(yùn)算形成完善的以定重閉鎖為主、定時(shí)閉鎖為輔、定容控制為后備的閉鎖控制。

1.1.1設(shè)定裝載定量斗裝煤量下限值、超限值

設(shè)定裝載定量斗裝煤量下限值、超限值，利用PLC通過讀取稱重傳感器模擬量值，然后進(jìn)行運(yùn)算設(shè)定超限值，裝煤量到達(dá)超限值時(shí)自動(dòng)停皮帶、閉鎖定量斗的閘煤板，防止一次性裝載量超載。

1.1.2設(shè)定定量斗閘板打開與大倉嘴閘煤板閉鎖

設(shè)定定量斗閘板打開與大倉嘴閘板閉鎖，當(dāng)定量斗閘板打開向箕斗卸煤時(shí)，大倉嘴閘板不能打開，防止二次裝載。

1.1.3定量斗閘板二次打開閉鎖

提煤方式只許定量斗閘板打開一次，防止向箕斗二次裝載，裝設(shè)有閘煤板開到位傳感器和閘煤板關(guān)到位傳感器，將定量斗閘煤板的開到位和關(guān)到位的非同時(shí)作為計(jì)數(shù)器的觸發(fā)條件。

1.1.4其他閉鎖裝置

同時(shí)還設(shè)有分煤板閉鎖大倉閘煤板、定時(shí)閉鎖裝載皮帶（防止因大倉閘煤板卡塊關(guān)不嚴(yán)、關(guān)不到位造成漏煤）、定量斗煤量超限閉鎖、報(bào)警等。

1.2裝設(shè)保護(hù)裝置

1.2.1定量斗安裝倉滿保護(hù)裝置

定量斗安裝倉滿保護(hù)裝置傳感器安裝在定量斗上方，當(dāng)定量斗所裝入煤與倉滿保護(hù)裝置傳感器接觸時(shí)，使保護(hù)裝置動(dòng)作發(fā)出信號并閉鎖大倉嘴閘板和皮帶，使其不能打開和停止皮帶的運(yùn)行，作為稱重表超限控制裝煤量的后備保護(hù)。

1.2.2裝載站操作臺(tái)安裝防重裝報(bào)警裝置

裝載站操作臺(tái)安裝防重裝報(bào)警裝置，當(dāng)防重裝保護(hù)動(dòng)作時(shí)，裝載操作臺(tái)語音告警，并閉鎖定量斗閘板打不開。

1.2.3裝載站設(shè)置裝載站急停保護(hù)

裝載站設(shè)置裝載站急停保護(hù)，操作臺(tái)安裝裝載急停按鈕，當(dāng)出現(xiàn)跑水煤或設(shè)備出現(xiàn)不可控狀態(tài)時(shí)，操作臺(tái)可按下裝載急停按鈕，裝載機(jī)電設(shè)備停止工作，處于停止?fàn)顟B(tài)，避免出現(xiàn)定量斗超載發(fā)生。

2卸載防箕斗未卸空引起超載提升技術(shù)方案

當(dāng)箕斗上行至卸載位置時(shí)，正常狀態(tài)是進(jìn)入曲軌箕斗閘板自動(dòng)打開，箕斗內(nèi)的煤自動(dòng)卸入卸載小倉，但當(dāng)出現(xiàn)煤粘時(shí)將有部分煤不能卸出，同時(shí)下行到裝載位置的箕斗裝滿后將自動(dòng)發(fā)出開車信號，上勾粘煤的箕斗將下放運(yùn)行至裝載，此時(shí)再次裝煤將發(fā)生超載。因此檢測箕斗是否粘煤非常重要，采取以了下方案：

2.1卸載站裝設(shè)物料傳感器

采用MWS-DP-3-24V型微波固體物料探測傳感器，該傳感器具有動(dòng)作靈敏、可靠、方便，能自動(dòng)檢測散狀物料或液體料位，安裝在卸載正對箕斗閘板打開位置，距離1-2米。當(dāng)箕斗閘板打開時(shí)，煤由箕斗卸入卸載小倉，此時(shí)物料探測器檢測到物料后，其控制接點(diǎn)閉合輸出信號，煤放空后輸出接點(diǎn)斷開，通過控制接點(diǎn)接通和斷開時(shí)間來判斷箕斗內(nèi)原煤是否卸出、卸出多少。

2.2裝設(shè)視頻監(jiān)控裝置

在卸載位置安裝攝像頭，視頻圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給車房視頻監(jiān)視器，實(shí)時(shí)監(jiān)控卸載運(yùn)行畫面，為提升機(jī)司機(jī)提供可靠的現(xiàn)場畫面，起到安全監(jiān)控作用。

3 車房防超載提升技術(shù)方案

3.1裝設(shè)防重裝保護(hù)裝置

采用西門子S7-200 SMART PLC通過以太網(wǎng)分別與提升機(jī)電控、信號系統(tǒng)通信，讀取提升機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)及信號系統(tǒng)裝載量等數(shù)據(jù)。

3.1.1提升機(jī)電樞交鋒電流值檢測保護(hù)

當(dāng)裝載站裝入箕斗標(biāo)準(zhǔn)裝載量（20噸）提升運(yùn)行后，后備保護(hù)裝置監(jiān)測提升機(jī)電樞交鋒電流值，當(dāng)大于750A小于2600A時(shí)自動(dòng)報(bào)警（標(biāo)準(zhǔn)值為大于750A小于2750A），并閉鎖裝載站不能在向箕斗內(nèi)裝煤。

3.1.2實(shí)際卸載時(shí)間計(jì)時(shí)監(jiān)測

當(dāng)箕斗卸煤時(shí)，物料傳感器自動(dòng)檢測并輸出信號，并開始計(jì)時(shí)，當(dāng)物料信號消失時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束，計(jì)算出實(shí)際卸載時(shí)間。實(shí)際卸載時(shí)間與報(bào)警限定時(shí)間值進(jìn)行比較。實(shí)際卸載時(shí)間大于限定值，則輸出卸載時(shí)間長報(bào)警，實(shí)際卸載時(shí)間小于限定值，則輸出卸載時(shí)間短報(bào)警。無論卸載時(shí)間長還是短報(bào)警均反映卸煤狀態(tài)不正常，均閉鎖裝載不能裝煤，只有報(bào)警復(fù)位后方可再次裝煤^[1]。

3.1.3交鋒電流的理論值

通過實(shí)際裝載重量按一定系數(shù)比例換算出理論的交鋒電流值。當(dāng)箕斗在井筒處于交鋒狀態(tài)時(shí)，將交鋒電流提取保存。將理論交鋒電流值與實(shí)際交鋒電流值進(jìn)行對比。當(dāng)實(shí)際交鋒電流小于理論電流值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)箕斗未卸凈報(bào)警。并將實(shí)際交鋒電流與理論交鋒做差值，利用該差值反算出箕斗沾煤重量。實(shí)際使用中檢測出箕斗的粘煤量精確到0.2噸。

3.2上位機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)

上位機(jī)監(jiān)控軟件與S7-200 SMART PLC實(shí)時(shí)進(jìn)行通信，讀取防重裝系統(tǒng)數(shù)據(jù)，作為防超載提升的重要手段。

4防超載提升管理制度

為了確保主井提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行，防超載提升制定如下管理制度：

4.1手動(dòng)自動(dòng)切換要求

每次主井開始提升原煤時(shí)，裝載和提升機(jī)必須先使用“手動(dòng)”方式提升3-5勾，無異常情況方可使用“自動(dòng)”方式。

4.2防重裝報(bào)警后的要求

提升機(jī)防重裝保護(hù)報(bào)警后，信號工與提升機(jī)司機(jī)必須共同確認(rèn)報(bào)警的原因方可復(fù)位。報(bào)警原因不清不得復(fù)位、不得向箕斗裝煤，并溜罐1-2勾。

4.3長時(shí)間停機(jī)后提升的要求

提升機(jī)停止提升超過1小時(shí)，必須先溜罐1勾，確認(rèn)提升電流無問題后方可正常裝煤提升。

4.4停止提升前的要求

停止提升前必須將定量斗的原煤絞空，定量斗不得長時(shí)間存煤。（特殊檢修原因除外）

4.5定量斗超限后的處理

裝載定量斗裝煤量超過22噸，當(dāng)班的信號工必須匯報(bào)科調(diào)度站，由科值班人員組織處理。信號工不得私自采取分次裝載和手動(dòng)電磁閥的方式處理。

4.6各值守人員的要求

提升期間裝載信號工、提升機(jī)車操作工要認(rèn)真監(jiān)護(hù)裝載機(jī)電設(shè)備、箕斗卸煤情況、提升機(jī)運(yùn)行的電流等情況，發(fā)現(xiàn)異常必須及時(shí)停機(jī)匯報(bào)處理。

5結(jié)論

通過實(shí)施裝載的準(zhǔn)確稱重檢測和完善閉鎖、箕斗卸煤煤流的監(jiān)測、多方視頻監(jiān)控、管理制度的完善等綜合措施，自2018年至今公司主井提升系統(tǒng)未發(fā)生一起超載提升事故，大大提高了主井提升系統(tǒng)的安全性，避免了超載提升帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)在公司的老主井提升系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，該綜合措施具有廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]胡桂林.主井提升機(jī)防重復(fù)裝載保護(hù)裝置設(shè)計(jì)[J].河北煤炭，2011.