電流判斷法防箕斗累積重裝事故的技術(shù)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(jī)正常情況下是一個(gè)箕斗額定載荷上提，另一個(gè)箕斗空載下放，當(dāng)箕斗運(yùn)行到某一固定位置時(shí)，電機(jī)電流基本是一個(gè)定值。但如果下放的箕斗并不是空的（有余煤），電流會(huì)比上述定值小。一旦發(fā)現(xiàn)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(shù)，其特點(diǎn)是不需額外投入，判斷準(zhǔn)確率高，防范效果好。

關(guān)鍵詞：摩擦式提升機(jī)；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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)則》中明確規(guī)定：主井箕斗提升必須是定重裝載。目前國內(nèi)已經(jīng)有了這方面保護(hù)的產(chǎn)品，但很不成熟和可靠，其技術(shù)關(guān)鍵就是在箕斗上安裝稱重傳感器。其不成功的原因有幾個(gè)方面：一是傳感器問題，安裝復(fù)雜困難，多升摩擦式提升絞車尤甚；二是信號(hào)傳輸瓶頸，只能通過無線發(fā)射接收，傳輸質(zhì)量限制保護(hù)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(dǎo)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(dòng)現(xiàn)象。出現(xiàn)此故障處理很麻煩。近年來我們一直在進(jìn)行這方面的研究，經(jīng)過不懈的努力，于2014年6月成功完成了本套防范技術(shù)。

2 技術(shù)研發(fā)應(yīng)用基礎(chǔ)

本技術(shù)是在付煤公司主井提升系統(tǒng)上進(jìn)行研究的。本提升系統(tǒng)提升機(jī)為洛陽中信重工生產(chǎn)的JKMD3.5×4（I）E型四繩落地式摩檫輪絞車，1800KW直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，變流驅(qū)動(dòng)部分應(yīng)用西門子直流調(diào)速裝置6RA70裝置，提升系統(tǒng)的過程工藝控制應(yīng)用西門子S7-300 PLC為控制核心，裝卸載信號(hào)系統(tǒng)以三菱FX2N PLC為控制核心。下井口裝載有3臺(tái)給煤機(jī)，1部皮帶，一個(gè)分煤裝置、兩個(gè)定量倉。上井口為曲軌自卸式。整個(gè)提升系統(tǒng)包括裝卸載在內(nèi)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)運(yùn)行方式。提升系統(tǒng)示意圖參見附圖1。

3 技術(shù)原理

以電機(jī)電流作為判斷依據(jù)。判斷本次提升電機(jī)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(jī)電控、變流驅(qū)動(dòng)裝置、自動(dòng)裝卸載信號(hào)系統(tǒng)全為可編程智能設(shè)備。其中變流裝置的電流數(shù)據(jù)和裝卸載信號(hào)系統(tǒng)的箕斗實(shí)際裝載噸位數(shù)據(jù)已傳到絞車電控PLC中，這兩個(gè)數(shù)據(jù)是判斷事故的重要依據(jù)。另外還要建立有絞車電控對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的裝載閉鎖信號(hào)（允許/禁止裝載）。實(shí)現(xiàn)本功能的硬件組成示意圖見附圖2。以下作細(xì)致介紹。

（1）電流的采樣。絞車運(yùn)行有初加速、主加速、等速、減速、爬行等6個(gè)運(yùn)行段，電流各不相同，必須找一相對(duì)穩(wěn)定比較有代表意義的某一點(diǎn)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(huì)之后減速點(diǎn)之前的某點(diǎn)作為電流采樣點(diǎn)，A斗上提選定在-173m，B斗上提在-282m，兩邊是對(duì)稱的。

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

（3）發(fā)現(xiàn)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(jī)監(jiān)控界面上顯示：“某斗未卸空，嚴(yán)禁裝載！”，該文字在閃爍?；返轿缓蠼g車電控閉鎖裝載，不允許再裝，同時(shí)信號(hào)系統(tǒng)也有顯示、有報(bào)警。等待絞車司機(jī)和裝載司機(jī)確認(rèn)處理。

絞車司機(jī)得到報(bào)警信號(hào)后立即通知裝載司機(jī)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(dòng)方式將故障箕斗提升到上井口二次卸載，絞車停止后，司機(jī)前去上井口觀察箕斗內(nèi)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(shí)內(nèi)即可恢復(fù)正常提升。

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

參考文獻(xiàn)：

[1]《煤礦安全規(guī)程》2011年版[S].

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

作者簡介：孟令啟（1964-），男，本科，機(jī)電工程師。