煤矿装载提升系统保护功能创新和应用

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1、煤矿装载提升系统保护功能创新和应用　　【摘要】煤矿装载提升系统承担着矿井原煤提升任务，既是矿井生产能力的重要保证，也是矿井安全运转的关键环节。本文主要针对东滩煤矿煤流咽喉车间的主井装载皮带与给煤机输送、定量仓定重，以及箕斗提升原煤的工作特性，完善系统运行可靠性，充分提高设备自动化水平和工作效率。通过系统结构和功能阐述，简要说明本创新应用在矿井安全生产中的实际应用价值。【关键词】PLC矿井提升系统装载定重1概述6提升机过装、重装是装载提升系统一大安全隐患，若发现不及时或处理不得当，将引起主井提升机电机烧毁、钢丝绳断裂、坠斗等重大责任性事故。改造前

2、，装载提升系统主要存在以下问题：①给煤机给煤量存在大小差异，导致装载定时模式下的装煤量存在时多时少的问题，轻则影响矿井生产能力，重则危及提升设备安全运行；②装载定重装煤无后备保护，即在定量仓装煤（称重模式或延时模式）过程中一旦超重，将可能导致过装的现象；③因箕斗内稀煤较多致使卸载点不完全卸煤，造成箕斗过装煤的现象；④人为原因造成箕斗重装煤的现象；⑤称重传感器单回路工作，一旦传感器故障，很容易造成装煤量严重失实引起事故；⑥提升机电流调节仅靠人工修改，若煤质发生较大变化而未及时调整提升电流值时，也会造成过装现象发生。因此，对原有系统进行功能性完善，

3、通过利用现有PLC控制设施、通讯设备，修改主井PLC控制程序、完善装载提升系统工艺流程，逐步解决类似问题，使整个原煤装载提升环节更加周密化、合理化、系统化，同时提高整套设备的工作可靠性。2装载提升系统结构原理主井装载提升系统是整个矿井原煤生产的咽喉，主井装载提升机设备的工作效率直接影响全矿的生产能力。东滩煤矿现有两套相互独立的主井装载提升系统，每套系统的装载部分均有一条装煤皮带，每条皮带由三台给煤机（料仓）提供原煤，经配煤车将原煤输送到指定定量仓，定量仓核定称重后再装入箕斗提升至地面卸载仓，完成原煤的输送、配煤、称重、提升、卸载工作（如图1）。

4、3系统设计3.1皮带电流监测6在定时模式下，设置皮带运行电流和称重定时时间参考值，根据给煤机煤流量大小，系统自动监测皮带运行电流，并自动调整延时称重时间。当电流较参考值偏大时，系统将缩短延时称重时间；反之，当电流较参考值偏小时，系统将延长延时称重时间。在保证安全生产的前提下，最大程度发挥装载机的工作能力，提高了生产效率。3.2定容极限保护功能增加定量仓定容保护方案，实现定重、定时和定容三种定量装载。正常工作方式以定量称重为主，定时方式为辅，通过在定量仓上安装定容传感器，信号联锁判断，更为可靠地完成提升机自动定量称重提升。选择合适的定容传感器实现

5、煤仓定容，将安装在定量仓内的传感器接入装载控制回路，当定量仓装煤量达到限值时（一般较正常装煤量稍多），定容传感器动作，使皮带与给煤机停止运行。在定重模式或定时模式下装煤时，均可利用定容极限保护作为后备保护功能，有效避免溢仓和过装导致箕斗超重的现象（如图2）。3.3防止过装保护功能依据主井提升系统多年维护经验，结合现场实际运行情况，完善主井提升系统保护功能。通过监视主井提升电流值，若单钩卸载不完全，下钩提升电流必然低于正常值这一常理，在主井车房、装载点自动运行方式下，当上行箕斗运行至井筒300-500m深度位置的提升电流持续低于3200A超过2s

6、时，主井车房声光报警，提醒主井司机观察前后两次提升运行电流是否异常。若提升电流确为异常，即可在该箕斗装煤前手动完成提升，避免提升机过装事故发生。63.4防止重装保护功能设置提升机单循环提升过程内，定量仓门只能开启一次的功能。由于人为原因，造成箕斗内满装或有余煤的情况下再次向该箕斗装煤，即为重装煤，重装煤将造成严重的过装事故。利用提升机箕斗到达卸载位置的模拟量信号，使定量仓门在箕斗卸煤前（到达卸载区域），无法再次开启，提高箕斗装煤过程的安全保障性，避免提升机重装事故的发生。3.5研制双回路称重传感器选用双回路双通道采集信号，更加精确、可靠的应变桥

7、原理称重传感器，新型传感器内置两个传感元件，独立双回路（硬件配置）输出，双通道（软件设置）输入PLC模块，实现监控功能。6称重传感器通过双回路双通道为PLC提供电流信号，两个回路互为备用，当一路参与装载控制时，一路作为参考比较。①通过程序控制，对两数据进行实时比较，当出现差值较大超过设定值，如某一传感元件故障输出误差较大时，系统声光报警，提前预测传感器故障，可通过WinCC人机界面切换按钮切换回路，屏蔽掉故障回路。杜绝安全隐患，提供系统可靠性，确保提升系统安全运行。若一路出现断线，无输出，切换至备用回路可临时继续提升，但监控功能被屏蔽，需利用检

8、修时间紧急更换。②若一路应变桥损坏，误差大，造成差值偏大，可通过查看匀速提升电流及满仓值。若电流正常，满仓值偏大或偏小，可判断参与控制回路故障，切换至