副井摩擦式提升机载荷无线监测系统研究应用

秦邦振秦 杰

(1.中国矿业大学,江苏省徐州市,221008;

2.邯郸矿业集团云驾岭煤矿,河北省邯郸市,056300)

Qin Bangzhen1,2,Qin Jie2

(1.China University ofMining and Technology,Xuzhou,Jiangshu province 221008,China; 2.Yunjialing CoalMine of HandanMining Group,Handan,Hebei province 056300,China)

★煤炭科技·机电与信息化★

副井摩擦式提升机载荷无线监测系统研究应用

秦邦振1,2秦 杰2

(1.中国矿业大学,江苏省徐州市,221008;

2.邯郸矿业集团云驾岭煤矿,河北省邯郸市,056300)

介绍了云驾岭煤矿副井载荷无线监测系统组成及原理,阐述了副井载荷无线监测系统实现了主提升钢丝绳静张力监测、提升最大载重差判断、依据工况进行设置报警上限值、上位机及上、下井口显示报警装置等功能。

摩擦式提升机 提升机载荷 无线监测系统 系统功能 运行情况 组成原理

1 背景

云驾岭煤矿是冀中能源邯郸矿业集团主力矿井,副井提升机(型号JK M-1.85×4(I))是塔式多绳摩擦提升机,电机功率800 kW,钢丝绳最大允许静张力163 kN,最大允许静张力差46 kN,提升容器为1 t矿车单层双车加宽罐笼,副井井筒直径ø6 m,提升高度400 m。随着矿井水平的进一步延伸,副井提升矸石量明显增大,云驾岭矿于2009年7月对提升矿车进行了改造(容积由以前的1.1 m3增加到1.34 m3),一次提升量比以前增大。在一次井底有两个重罐(超重),井口有两个空罐的提升过程中,当重罐笼到达井口位置,井底先推出了两个空罐时,出现了滑绳现象,由于当时采取措施及时,未发生重大事故。因此云驾岭矿与中国矿业大学合作开发了副井载荷无线监测装置系统,对提升载重及钢丝绳张力进行实时监测。

2 副井载荷无线监测系统组成及原理

(1)载荷无线监测系统由信号检测系统(即传感器部分)、数据采集发射系统、数据接收转换系统和上位机处理系统4部分组成。其结构原理见图1。

图1 副井载荷无线监测系统结构原理图

压力传感器将钢丝绳的张力值转换成电信号,传至数据采集发射模块,将压力传感器的信号经过预处理后以无线电磁波形式在井筒中实现无线传输,井口的接收模块接收到数据并预处理后通过RS-485与计算机串口进行通讯;另外通过提升信号PLC,将罐笼到位信号、提升信号、安全门关闭情况等信号接入到计算机中。数据采集发射模块由运算放大器、滤波电路、A/D转换电路、单片机和无线发射模块构成。

(2)井口接收到钢丝绳张力的无线信号后与计算机进行串行通讯,上位机采用LabV IEW作为编程语言,其特点就是较强的数据处理能力和友好的人机界面,监控界面可以显示钢丝绳张力值以及经过换算后罐笼的载重量、报警信息等。

3 副井载荷无线监测系统功能

通过上、下井口罐笼装车重量的无线监测,以及与电脑通讯,形成了载荷无线监测系统。通过对上、下井口罐笼装车重量的数据分析,系统可实现以下功能。

(1)主提升钢丝绳静张力监测。当上、下井口罐笼中装入载荷后,上、下井口罐笼的数据采集发射装置将压力信号传至信号采集处理系统,上、下井口显示装置会实时显示钢丝绳静张力和罐笼内载荷重量,当钢丝绳静张力差超过额定值时,会发出报警信号,警示上、下井口信号把钩工对超过钢丝绳最大静张力的设备、材料不进行运输。

(2)提升最大载重差判断。当罐笼完成装车后,系统通过判断,上、下井口数据采集模块将采集到的数据通过无线发射装置将数据发出,上井口无线接收装置将接收到的数据通过通讯模块与计算机联接,计算机将采集到的数据进行分析处理,处理后的结果分别在上、下井口及司机操作室的显示装置上显示。罐笼装载前钢丝绳总张力Qq和装载后总张力Qh之差Q为某次装载量,如果该装载量大于所允许值Qy,即Qh-Qq=Q>Qy时,判断罐笼此次装载为过装,此时系统会发出报警信号并禁止提升机运行,只有当两个罐笼重新进行配重达到规定值时,方可进行提升操作。

(3)依据工况进行设置报警上限值。由于副井提升工况复杂,针对不同工况设置不同的报警值,如提人时按照规定人数的重量设置报警值,当罐笼内乘坐人员超过规定人数时会发出报警信号,保证了提升安全。

(4)上位机及上、下井口显示报警装置。副井无线载荷监测系统以计算机为核心,通过与无线接收装置进行串口通讯进行数据采集,对采集到的数据进行分析处理,采用LabV IEW软件对各种控件进行组态和计算,结果在计算机上显示。

4 结束语

该系统安装运行以来,能够直观的在上、下井口及绞车房显示装载的重量及载重差。当出现配重不合理的情况时,系统能准确地做出判断并进行报警,相关人员及时采取有效措施,防止了安全事故的发生。同时系统运行稳定、数据准确、故障率低。

(责任编辑 张艳华)

Research and application of wireless load monitoring system for friction hoist in auxiliary shaft

The paper describes the principle and composition of the wireless load monitoring system in the auxiliary shaft of YunjialingMine and the functions of the system such asmonitoring of static tension of the hoisting ropes on the main hoist,judgment ofmaximum hoist load difference,setting an upper limit forwarning in accordance with specific operating conditions,warning display devices on the host computer and the pit head and bottom.

wireless load monitoring system,auxiliary shaft,system function,operating condition, principle of composition

TD534.3

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Qin Bangzhen1,2,Qin Jie2

(1.China University ofMining and Technology,Xuzhou,Jiangshu province 221008,China; 2.Yunjialing CoalMine of HandanMining Group,Handan,Hebei province 056300,China)

秦邦振(1963-),男,陕西人,高级工程师,中国矿业大学在读研究生,现任冀中能源邯矿集团云驾岭煤矿副矿长。