探析煤礦主提升設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用

周立珊

摘? ?要：針對(duì)在煤礦開(kāi)采與生產(chǎn)中具有重要作用的主提升設(shè)備，考慮到設(shè)備的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)方式效率低下，且準(zhǔn)確度不高，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前煤礦企業(yè)生產(chǎn)要求，提出能對(duì)主提升設(shè)備重要狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)技術(shù)，包括鋼絲繩的張力及張力差、鋼絲繩斷絲和罐道間距，最后通過(guò)實(shí)踐，得出這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)合理可行，可為設(shè)備的狀態(tài)判斷及調(diào)整處理提供可靠數(shù)據(jù)參考和依據(jù)的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：煤礦生產(chǎn)? 主提升設(shè)備? 設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD633? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（c）-0050-02

在過(guò)去，對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，大多采用常規(guī)監(jiān)測(cè)手段，不僅適用范圍較小，而且只能依靠絞車(chē)來(lái)保護(hù)。對(duì)此，為適應(yīng)煤礦開(kāi)采和生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)出全新的針對(duì)提升設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)和系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要對(duì)影響設(shè)備狀態(tài)的所有因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而為設(shè)備的狀態(tài)判斷和故障診斷與處理提供參考依據(jù)。

1? 鋼絲繩張力差的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

提升機(jī)由于具有很多優(yōu)勢(shì)，所以在當(dāng)前的礦井提升作業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。然而，提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，所有鋼絲繩的實(shí)際受力情況難以保持均衡和統(tǒng)一，導(dǎo)致受力不均，即便引入液壓平衡裝置，仍無(wú)法改善這一情況。如果張力不平衡，除了會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩受損，縮短襯墊壽命，還會(huì)產(chǎn)生斷繩與滑繩，造成安全隱患和事故。除此之外，當(dāng)提升機(jī)超載運(yùn)行時(shí)，將對(duì)提升系統(tǒng)造成很大的沖擊與磨損，若中途出現(xiàn)過(guò)流急停，則會(huì)使鋼絲繩出現(xiàn)重大損傷，嚴(yán)重時(shí)將斷裂，引起重大安全事故。而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)張力進(jìn)行測(cè)試時(shí)采用的方法以人工定期測(cè)試為主，不僅不方便，而且結(jié)果不準(zhǔn)確[1]。

針對(duì)以上情況，可利用張力差進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的手段，在調(diào)繩器油缸處設(shè)置傳感器，以此獲取張力信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)載重量及載重差的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。每次提升之前，都應(yīng)對(duì)載重量與載重差進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果監(jiān)測(cè)張力差超過(guò)10%，利用傳送到安全回路上的信號(hào)將提升機(jī)閉鎖，嚴(yán)禁提升。

另外，設(shè)置專(zhuān)門(mén)用于張力差監(jiān)測(cè)的傳感器，將其設(shè)置于平衡裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)總張力及張力差的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);如果監(jiān)測(cè)結(jié)果超限，則發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，將提升機(jī)閉鎖;當(dāng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)張力急劇降低時(shí)，提升機(jī)將立即安全制動(dòng)，將卡罐故障及時(shí)排除。

對(duì)于張力平衡裝置，其工作方式主要為半調(diào)壓式，當(dāng)四個(gè)鋼絲繩同時(shí)工作時(shí)，僅有一側(cè)油缸啟動(dòng)，這一側(cè)每條鋼絲繩張力基本相同;而另外一側(cè)的油缸不啟動(dòng)，油缸壓力不同，能通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)到張力差，當(dāng)張力差在10%以上時(shí)，將發(fā)出超限報(bào)警。提升之前如果發(fā)現(xiàn)載重差超限（載重量即張力和），需將提升機(jī)立即閉鎖。根據(jù)載重量，能推算出實(shí)際的提煤量。另外，可以通過(guò)安裝無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置，將傳感器信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸至接收裝置，再由電纜傳輸至車(chē)房當(dāng)中[2]。

這一系統(tǒng)能對(duì)鋼絲繩實(shí)際張力與張力差進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，如果超限預(yù)警，則可立即進(jìn)行報(bào)警，并制定相應(yīng)的解決措施，避免由超載或張力差較大造成安全事故。對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，還應(yīng)具備對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、采用語(yǔ)音方式進(jìn)行報(bào)警提示和對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)等實(shí)用功能。通過(guò)對(duì)此系統(tǒng)的引入，能大幅延長(zhǎng)鋼絲繩壽命，保證運(yùn)行可靠性，避免安全事故發(fā)生，縮減日常維護(hù)工作量，為企業(yè)創(chuàng)造更大效益。

2? 鋼絲繩斷絲的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

鋼絲繩運(yùn)行安全一直以來(lái)都是人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一，斷繩將帶來(lái)十分嚴(yán)重和惡劣的后果?，F(xiàn)行安全規(guī)程要求，每股鋼絲繩的斷絲總面積和總斷面面積比值，升降人員或者升降人員和物料時(shí)，不能超過(guò)5%，專(zhuān)為升降物料鋼絲繩，不能超過(guò)10%，如果不滿(mǎn)足以上要求，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換?？梢?jiàn)，做好鋼絲繩使用與維護(hù)至關(guān)重要，應(yīng)得到相關(guān)人員的高度重視。

在過(guò)去，對(duì)鋼絲繩進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，主要采用人工，一般以0.3m/s的速度實(shí)施。由于用肉眼進(jìn)行觀察，所以準(zhǔn)確度很低，無(wú)法對(duì)內(nèi)部斷絲情況進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)所開(kāi)展的拉力試驗(yàn)，也存在一定局限性。在破損檢測(cè)過(guò)程中，僅可以在鋼絲繩繩頭部位進(jìn)行取樣，但這一部分無(wú)法正確反映鋼絲繩所處實(shí)際狀態(tài)，因此技術(shù)人員正致力于研究新的檢測(cè)方法。這里主要提出一種可避免造成損壞的方法，即無(wú)損檢測(cè)[3]。

無(wú)損檢測(cè)，是指在保證鋼絲繩完整性的基礎(chǔ)上，對(duì)其內(nèi)外部實(shí)際情況予以全面檢測(cè)。裝置滾筒設(shè)置能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的設(shè)備，借助永久磁鐵對(duì)其中一段鋼絲繩進(jìn)行深度磁化，使其達(dá)到飽和狀態(tài)，然后用線(xiàn)圈進(jìn)行磁檢測(cè)，在絞車(chē)正式運(yùn)行之后，從鋼絲繩上通過(guò)時(shí)如果存在缺陷，則會(huì)有明顯的漏磁表現(xiàn)，導(dǎo)致磁路中的磁通量急劇變化。如果磁通和檢測(cè)元件之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則說(shuō)明線(xiàn)圈中已經(jīng)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，根據(jù)磁感應(yīng)現(xiàn)象性能強(qiáng)度，能對(duì)鋼絲繩內(nèi)外部實(shí)際變化進(jìn)行反映。對(duì)以上設(shè)備和深度指示器實(shí)施連接，能準(zhǔn)確的確定出斷絲產(chǎn)生位置，為實(shí)際查找提供方便，同時(shí)，以磁感應(yīng)強(qiáng)度及其變化為依據(jù)，還能推算出產(chǎn)生斷絲位置的橫截面積大小。實(shí)踐表明，通過(guò)對(duì)這一檢測(cè)方式的正確使用，能有效預(yù)防斷絲發(fā)生，在技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)鋼絲繩壽命，使事故發(fā)生率明顯降低。

3? 罐道間距的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

罐道為提升容器于井筒內(nèi)進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的導(dǎo)向或限位設(shè)備，其間距設(shè)置是否合適，決定了提升容器能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行。如果罐道的間距較小，則會(huì)加劇磨損，同時(shí)發(fā)出異響;如果罐道的間距較大，則會(huì)增加容器發(fā)生的擺動(dòng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成安全威脅。在過(guò)去對(duì)罐道間距進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要是使用溜罐等進(jìn)行[4]。

傳統(tǒng)方法以人力為主，不僅效率低，而且準(zhǔn)確度較差，所以可考慮利用裝置來(lái)提高效率，該裝置主要由以下幾部分組成：（1）連桿;（2）滾輪;（3）彈簧;（4）傳感器。裝置的工作原理為：以連桿的刻度為依據(jù)，對(duì)罐道間距進(jìn)行測(cè)量，由傳感器將測(cè)量結(jié)果傳輸至工控機(jī)。其具體操作方法為：于提升器底部對(duì)測(cè)量裝置進(jìn)行安裝和固定，然后分別向罐道引出可以對(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)操作的連桿，其兩端應(yīng)設(shè)置滾輪，并在中間設(shè)置彈簧，在提升器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滾輪可以在彈力作用下運(yùn)行，由內(nèi)部裝設(shè)的傳感器進(jìn)行信號(hào)采集和傳輸。提升器運(yùn)行時(shí)，測(cè)量裝置能對(duì)罐道間距進(jìn)行直接測(cè)量，同時(shí)由傳感器將信號(hào)傳輸至工控機(jī)。將井筒的平位開(kāi)關(guān)視作零點(diǎn)，將傳感器安裝在和車(chē)房相連的位置，在提升機(jī)運(yùn)行時(shí)，測(cè)量裝置能十分快速且準(zhǔn)確的對(duì)不同位置上的罐道間距進(jìn)行測(cè)量，如果測(cè)量結(jié)果有異常，沒(méi)有出在允許的范圍之內(nèi)，則相關(guān)技術(shù)人員能根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)立刻查找，并制定有效的措施予以解決。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在礦井中，提升設(shè)備是重要組成部分，也是礦井咽喉所在，使其能夠安全運(yùn)行，是煤礦生產(chǎn)安全基本保障。通過(guò)對(duì)以上監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的引入和應(yīng)用，能對(duì)包含鋼絲繩張力、張力差、斷絲及罐道間距在內(nèi)的重要狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供可靠參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏海文.淺談選煤機(jī)電設(shè)備的維修管理及質(zhì)量控制問(wèn)題[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（16）：162-163.

[2] 龍衛(wèi).入廠(chǎng)煤樣智能化管理設(shè)備在火力發(fā)電廠(chǎng)的應(yīng)用[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2018（S1）：169-173.

[3] 劉浩.基于PLC控制的輸煤電氣設(shè)備故障處理分析[J].電力安全技術(shù)，2018，20（7）：58-59.

[4] 曹建文.淺議輸煤設(shè)備管理與檢修[J].能源與節(jié)能，2018（6）：155-156.