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)主要擔負著井下原煤的提升任務(wù)，在實際日常的生產(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，嚴重的會造成電機燒毀、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控制閉鎖、卸載卸煤量檢測及防重裝保護裝置、完善管理制度方面，對主井提升系統(tǒng)防超載提升實施綜合防治。

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，通過模擬量處理運算和邏輯運算形成完善的以定重閉鎖為主、定時閉鎖為輔、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，然后進行運算設(shè)定超限值，裝煤量到達超限值時自動停皮帶、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，當定量斗閘板打開向箕斗卸煤時，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)到位的非同時作為計數(shù)器的觸發(fā)條件。

1.1.4其他閉鎖裝置

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

1.2裝設(shè)保護裝置

1.2.1定量斗安裝倉滿保護裝置

定量斗安裝倉滿保護裝置傳感器安裝在定量斗上方，當定量斗所裝入煤與倉滿保護裝置傳感器接觸時，使保護裝置動作發(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行，作為稱重表超限控制裝煤量的后備保護。

1.2.2裝載站操作臺安裝防重裝報警裝置

裝載站操作臺安裝防重裝報警裝置，當防重裝保護動作時，裝載操作臺語音告警，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

裝載站設(shè)置裝載站急停保護，操作臺安裝裝載急停按鈕，當出現(xiàn)跑水煤或設(shè)備出現(xiàn)不可控狀態(tài)時，操作臺可按下裝載急停按鈕，裝載機電設(shè)備停止工作，處于停止狀態(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

當箕斗上行至卸載位置時，正常狀態(tài)是進入曲軌箕斗閘板自動打開，箕斗內(nèi)的煤自動卸入卸載小倉，但當出現(xiàn)煤粘時將有部分煤不能卸出，同時下行到裝載位置的箕斗裝滿后將自動發(fā)出開車信號，上勾粘煤的箕斗將下放運行至裝載，此時再次裝煤將發(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，該傳感器具有動作靈敏、可靠、方便，能自動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。當箕斗閘板打開時，煤由箕斗卸入卸載小倉，此時物料探測器檢測到物料后，其控制接點閉合輸出信號，煤放空后輸出接點斷開，通過控制接點接通和斷開時間來判斷箕斗內(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，實時監(jiān)控卸載運行畫面，為提升機司機提供可靠的現(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)防重裝保護裝置

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

3.1.1提升機電樞交鋒電流值檢測保護

當裝載站裝入箕斗標準裝載量（20噸）提升運行后，后備保護裝置監(jiān)測提升機電樞交鋒電流值，當大于750A小于2600A時自動報警（標準值為大于750A小于2750A），并閉鎖裝載站不能在向箕斗內(nèi)裝煤。

3.1.2實際卸載時間計時監(jiān)測

當箕斗卸煤時，物料傳感器自動檢測并輸出信號，并開始計時，當物料信號消失時計時結(jié)束，計算出實際卸載時間。實際卸載時間與報警限定時間值進行比較。實際卸載時間大于限定值，則輸出卸載時間長報警，實際卸載時間小于限定值，則輸出卸載時間短報警。無論卸載時間長還是短報警均反映卸煤狀態(tài)不正常，均閉鎖裝載不能裝煤，只有報警復(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。當箕斗在井筒處于交鋒狀態(tài)時，將交鋒電流提取保存。將理論交鋒電流值與實際交鋒電流值進行對比。當實際交鋒電流小于理論電流值時，系統(tǒng)會觸發(fā)箕斗未卸凈報警。并將實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。實際使用中檢測出箕斗的粘煤量精確到0.2噸。

3.2上位機監(jiān)測系統(tǒng)

上位機監(jiān)控軟件與S7-200 SMART PLC實時進行通信，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)的安全運行，防超載提升制定如下管理制度：

4.1手動自動切換要求

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

4.2防重裝報警后的要求

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

4.3長時間停機后提升的要求

提升機停止提升超過1小時，必須先溜罐1勾，確認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，當班的信號工必須匯報科調(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、提升機車操作工要認真監(jiān)護裝載機電設(shè)備、箕斗卸煤情況、提升機運行的電流等情況，發(fā)現(xiàn)異常必須及時停機匯報處理。

5結(jié)論

通過實施裝載的準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險，同時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)用推廣價值。

參考文獻

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