李 南 陳永生

(1.安徽理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院;2.淮南礦業(yè)集團(tuán))

淮南礦業(yè)集團(tuán)某礦主井裝載系統(tǒng)采用的是液壓稱(chēng)重定量和核磁秤定容雙重控制，裝煤時(shí)靠轉(zhuǎn)角油缸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)翻板的打開(kāi)和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)為箕斗裝煤。該礦開(kāi)采第一水平為-648 m，主井提煤采用雙車(chē)四箕斗提煤，每個(gè)箕斗每次提煤20 t，每次提升時(shí)間約142 s，速度為8 m/s。主井是煤礦生產(chǎn)的咽喉要道，在煤礦運(yùn)輸中有重要地位，而箕斗提升是煤礦生產(chǎn)的終端環(huán)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于煤質(zhì)因素，有時(shí)在箕斗內(nèi)會(huì)出現(xiàn)滯(余)煤現(xiàn)象?；窚?余)煤，不完全卸載，雖然發(fā)生概率較小，但很難監(jiān)測(cè)。以該礦20 t箕斗為例，在煤質(zhì)差時(shí)箕斗裝載20 t僅約占箕斗容積的1/2，若此時(shí)不能卸載而二次裝煤將造成箕斗承載40 t，該情形下的提升機(jī)將無(wú)法提升只能下滑，非常危險(xiǎn)。煤質(zhì)較好時(shí)箕斗二次裝載將造成容積滿(mǎn)載，如不及時(shí)清理，會(huì)出現(xiàn)箕斗溢煤現(xiàn)象，容易砸壞尾繩及分繩梁，發(fā)生鍋底倉(cāng)堵眼事故。為此，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)論證，結(jié)合PLC［1-4］對(duì)該礦箕斗設(shè)計(jì)了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和處理滯煤裝置。

1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)有主井裝卸載系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)和特征，經(jīng)論證，可以利用提升機(jī)在箕斗發(fā)生滯(余)煤情況時(shí)運(yùn)行電流與正常工作電流的差別(顯著減小)來(lái)迅速判斷出箕斗是否存在滯(余)煤現(xiàn)象。當(dāng)電流發(fā)生變化達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒工作人員，并可加之閉鎖，以避免二次裝載事故的發(fā)生。

箕斗滯(余)煤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案為:取定量斗閘門(mén)開(kāi)信號(hào)作為判斷箕斗是否裝煤的依據(jù)(一次裝煤)，將(一次裝煤)運(yùn)行時(shí)的電流值(勻速段)與正常運(yùn)行電流值(勻速段)進(jìn)行比較，從而判斷出箕斗是否存在滯(余)煤現(xiàn)象，可及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)，增設(shè)閉鎖裝置，使定量斗無(wú)法打開(kāi)，以保障礦井的安全提升，如圖1所示。

圖1 主井箕斗滯煤監(jiān)測(cè)流程

滯煤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)為:①所選用的信號(hào)(定量斗閘門(mén)開(kāi)信號(hào))安全可靠，無(wú)需增設(shè)信號(hào)采集系統(tǒng)，從而使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得以最大限度的簡(jiǎn)化;②箕斗運(yùn)行過(guò)程中即可發(fā)現(xiàn)是否滯(余)煤，不會(huì)因時(shí)間差造成二次裝載事故的發(fā)生。

2 滯煤處理裝置設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)處理箕斗滯(余)煤的方法為:①?gòu)拈l門(mén)口開(kāi)始進(jìn)行人工處理，該方法危險(xiǎn)系數(shù)大，這是因?yàn)橐坏穬?nèi)的滯煤突出、沖出易沖擊傷人;②用水浸泡，該方法耗時(shí)較長(zhǎng)，勢(shì)必影響礦井的正常生產(chǎn)，且產(chǎn)生的煤泥水易發(fā)生二次裝載事故。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，對(duì)箕斗進(jìn)行了改造，在箕斗閘門(mén)上方斜面處開(kāi)4個(gè)孔，焊好管接頭。在正常提升時(shí)采用管冒堵住;當(dāng)箕斗出現(xiàn)滯(余)煤無(wú)法完成自動(dòng)卸載時(shí)，經(jīng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警停車(chē)后，僅需要接上壓風(fēng)管路，開(kāi)通破拱裝置閘閥，便可松動(dòng)滯(余)煤，從而輕松完成卸載工作。經(jīng)此改造后，較短時(shí)間內(nèi)便可處理好箕斗內(nèi)的滯(余)煤。設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖2。

圖2 箕斗處理滯煤破拱裝置

改造后的主井箕斗滯煤處理裝置的優(yōu)點(diǎn)為:①安全性較好，僅需相關(guān)人員連接好壓風(fēng)管路，便可開(kāi)通閘閥完成操作;②高速快捷，每次處理時(shí)間不超過(guò)5 min。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著主井提升任務(wù)的加重，對(duì)設(shè)備故障要求越來(lái)越嚴(yán)格，煤流線的任何故障都有可能影響礦井的產(chǎn)量。通過(guò)設(shè)計(jì)箕斗滯(余)煤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及箕斗處理滯煤破拱裝置，能夠迅速判斷出箕斗是否存在滯(余)煤現(xiàn)象，避免出現(xiàn)因箕斗滯(余)煤而造成的二次裝煤，有效確保了提升系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

［1］廖常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［2］國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2011.

［3］胡壽松.自動(dòng)控制原理［M］.北京:科學(xué)出版社，2007.

［4］汪曉平.PLC可編程序控制器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航［M］.北京:人民郵電出版社，2002.