煤矿井下皮带运输状态监测系统研究

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1、煤矿井下皮带运输状态监测系统研究煤矿井下皮带运输状态监测系统研究【摘要】本文在煤矿井下皮带运输的理论研究分析基础上，设计开发矿井皮带运输状态监测系统，为综合监控技术的广泛应用和提高煤矿矿井皮带运输状态监测与事故预警提供理论基础和应用借鉴。【关键词】皮带运输机；监测；煤矿0引言皮带运输机是一种由电机驱动的连续运输设备，主要用来输送物料和成品，被广泛应用于工业生产各领域。在皮带运输机连续运行过程中，皮带运输机经常会出现打滑、断带、划伤、过载、联轴器断开等故障，导致压矿的严重后果。因此对皮带运输机运行状态的监测具有重耍意义。煤矿井下皮带运输系统走向长，环节多且

2、装备了多种类型的皮带运输机。运行经验表明，仅靠提高皮带运输系统的质量难以满足安全生产的要求，还须装备功能完善、质量可靠、技术先进的皮带运输自动化系统，以实现对皮带机群运行状态检测、控制与保护、现场视频监视。1煤矿井下皮带运输状态监测系统设计系统设计工作原理是：皮带运输机的断带、划伤、横撕、打滑、过载、联轴器断开等多种皮带机运行异常状态会给生产带来较严重的后果，为避免这些现象的出现我们可以检测皮带速度、电机转矩作这两个特征参量是否异常。皮带速度、电机转矩成为皮带运输机状态监测系统比较重要信号被测参量。除此以外，当皮带运输机正常运行时，安装在皮带机上的传感器

3、还应检测皮带运输机运行状态的烟雾、温度、跑偏、堆煤、纵撕等特征参量，将表示皮带运输机运行状态的非电量转变成为标准电信号，并将采集到的电信号经过滤波、放大、整形处理后传给主控单元进行信号分析、处理，并与设定的标准信号的阈值进行分析比较，市主控单元采取相应的控制策略，发出控制命令。例如对异常信号进行停机、预警、报警等。制策略。矿井皮带运输状态监测系统主要由井下控制分站与井上控制主站构成，整个系统采用全分布式控制结构。控制分站负责采集矿井下的各种状态特征参量的采集和对设备做出相应的控制。每条皮带机机头位置安装监控分站一台，监控分站的显示机构可实吋显示当前皮带机

4、的运行状态。各监控分站与各状态参量传感器Z间采用距阵结构实现联接，控制分站与监控主站之间采用现场网络总线结构接入工业以太网，监控主站与监控主机之间通过矿井环形光纤以太网络联接。监控主机部分位于地面机电监控中心，工业控制计算机上安装组态软件实现对各分站的每条皮带机的运行状态的实时监控。系统结构如图a所示。矿井皮带运输状态监测系统监测量有速度、电机转矩、纵撕传感器等，其结果如图b所示。GSC6-SC型速度传感器，主要用于检测皮带机的运行速度，其基本工作原理为开路式磁阻传感器。用于检测作输送机皮带的运行速度和低速打滑、超速和断带等现象的监测。速度传感器的摩擦滚

5、轮安装于皮带机机头上皮带的下侧，根据压缩弹簧的张力使摩擦滚轮与上皮带紧密接触。此种安装方法鉴于由于上皮带托辘较密，水和灰都不易影响摩擦滚轮，摩擦滚轮转动较平稳，输出频率可靠。CQG电机转矩传感器基于数字式转矩传感器原理之上研制而成。这种电机转矩传感器采用磁电转换原理，应用和位差原理和数字显示的转矩转速测量方法，是通过磁电变换输出具有相位差的二个电压讯号的传感器，可直接读出扭矩和转速的测量结果。ZS01-L-Y型纵撕传感器主要用于检测各种规格型号的皮带输送机皮带纵向撕裂。当皮带运输机出现皮带纵撕故障时，便会出发拦索,使之产生位移变化量，通过检测位移变化量的

6、变化来检测皮带纵撕信号量。纵撕传感器安装于受料段皮带下缓冲托辘Z间，每个受料段设一组，从传感器内直接输出预警、报警停机信号。跑偏开关主要用于检测实际运行过程中皮带输送机的跑偏位移量来实现皮带输送机跑偏后自动预警、报警功能；跑偏开关具有两级动作，一级动作用于预警，二级动作用于停机报警。当皮带运输机运行过程屮轻微跑偏时，跑偏开关发出预警信号；当皮带运输机运行过程中严重跑偏时，跑偏开关发出停机报警信号。跑偏开关通常安装在机头位置，皮带运输机槽角倾斜安装，开关立辗应当垂直于皮带面，立辗高度的1/3处位于皮带面，同吋保证电缆出线口安装在皮带机内侧。由于皮带机在正常

7、运行过程中会产牛…定程度的自然跑偏，而此自然跑偏不会影响皮带机的正常运行，所以在安装时将立辗距带边留有一定的空间。GQLO.1-丫烟雾传感器是离子式烟雾传感器的一种，用于环境中烟雾的检测，能有效准确的检测环境中烟雾的浓度信号。堆煤传感器主要安装在皮带机机头溜煤眼和皮带搭接处。当皮带机头发生堆煤或满仓及超过限位的时候，堆煤传感器动作一定的角度,传感器输出点由闭合变成断开。控制系统监测到后，进行报警和停机，已达到保护皮带机的目的。GWM-40-W型号温度传感器是基于热电偶原理的温度传感器，当被测设备或环境温度升高到一定的吋候，温度传感器的热敏原件动作输出信号

8、。以保证安全。用于电机运行吋温度的检测，能有效准确的检测电机运行时温度信号。2结