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​煤礦安全監控之主提升系統鋼絲繩張力監測技術分析

發布時間:時間:2020/8/28 0:05:51人氣:

      一,主提升系統鋼絲繩張力監測技必要性分析

        多繩摩擦提升機是由多根鋼絲繩共同承擔其提升載荷重量的,在長時間運行過程中,由于鋼絲繩彈性變形等原因,使提升機存在著鋼絲繩過載、鋼絲繩不平衡、箕斗未卸空等諸多安全問題。因此,檢測提升鋼絲繩張力大小,掌握提升機的運行狀況,對礦井安全運行具有重要的意義。

       1,針對多繩摩擦式提升機在運行過程中存在的鋼絲繩受力不均的問題,結合車集煤礦主井提升系統的實際情況 , 提出鋼絲繩張力監測裝置的設計方案,同時系統分析了該監測裝置應用于煤礦提升系統的優點及關鍵技術,有效避免了提升事故的發生, 具有巨大的經濟效益與社會效益。 


 

 

       2,立井提升是煤礦生產中的重要環節是聯系井上下的中心樞紐擔負著原煤.人員.材料及設備的提升任務多繩摩擦式提升機在工作過程中,各鋼絲繩間受力不平衡,導致各鋼絲繩和摩擦襯墊的磨損也不均勻這樣就影響了鋼絲繩和摩擦襯墊的壽命鋼絲繩的驅動力即是鋼絲繩對繩槽的正壓力和與襯墊的摩擦系數決定的摩擦力,由于多根鋼絲繩摩擦力各不相同產生了張力差,使用鋼絲繩自動自動平衡裝置來調整鋼絲繩的張力差,只能保證油缸相通—側鋼絲繩張力相等,另一側存在張力差,但張力差的大小無法顯示檢修維護人員缺少調整鋼絲繩張力差的有效依據不利于安全提升。


       3,箕斗在裝載過程中,有可能出現裝煤超載甚至重復裝載的情況.由于此時提升司機不能從其他儀器設備中準確得知箕斗中的實際裝煤量若此時開車必將導致提升機動力不足.爬行速度緩慢.提升鋼絲繩張力過大.鋼絲繩嚴重受損甚至斷繩等提升事故的發生。超載提升鋼絲繩張力差過大等是造成礦井提升墜罐.過卷等惡性事故的主要原因,因此設計一套鋼絲繩張力監測裝置來實時監測鋼絲繩張力變化情況是避免提升事故有效的方法確保提升系統的安全運行。


二,主提升系統鋼絲繩張力監測技術傳感系統設計要點

      1,測力傳感器用于鋼絲繩張力檢測。該傳感器采用應變式的測量原理,和輪輻式的彈性體結構,具有量程大、高度低、抗干擾能力強等優點。




     2,采用有限元分析的方法對彈性體結構進行優化設計,分析了彈性體主要結構參數對傳感器性能的影響,得到了彈性體的{**}優結構。對傳感器進行了靜態特性仿真分析,得到了傳感器的靈敏度、線性度等靜態性能指標。{**}后設計了放大處理電路,該電路具有良好的線性度。

     3,   采用組態軟件開發了檢測系統軟件。系統主要包含鋼絲繩張力及其力圖的顯示、提升機運行狀態的模擬、數據的查詢和打印等模塊,具有對鋼絲繩過載等安全隱患的報警功能,可以進行遠程控制。通過檢測系統軟件的模擬實驗,驗證了系統軟件具有較好的可行性。



三,主提升系統鋼絲繩張力監測通訊功能設計


      1,由于主井筒實際井深625米,井壁巖石對無線電磁波的吸收作用比較明顯,當礦用本安型提升機鋼絲繩張力監測裝置信號采集發射箱隨箕斗運動到井底時與井口距離較遠油壓數據無線信號無法準確傳輸至地面。


    


      2,考慮到井底數據是判斷提升超載的主要依據本系統設計兩個礦用本安型提升機鋼絲繩張力監測裝置信號采集接收箱安裝于井筒中間位置和并口分別用于接收井簡中部以下和以上的油壓數據,考慮傳輸距離,為保證采集到的數據穩定,可靠送入計算機,設計兩塊RS232轉RS485模塊RS-232轉RS- 485模塊有兩個接口RS232連接PC機串口用于與PC機通訊。


四,主提升系統鋼絲繩張力監測抗干擾系統設計

       1,在信號采樣時,由于外界干擾很容易導致信號失真,在測控系統中常用濾波技術來消除干擾濾波器的原理是根據頻率的不同產生不同的增益,使特定頻率的信號突顯出來其他頻率信號則被衰減達到消除干擾的目的。

       2,在系統中由于信號頻率相對不高,常采用RC濾波器,由于其結構簡單抗干擾性強,有很好的低頻性能選用標準阻容元件也容易實現因此在本系統中設計了一階低通濾波器,它能很好的濾除系統中的高頻信號,衰減幅度波動等干




五,主提升系統鋼絲繩張力監測安全性能分析:

      1,當箕斗四根鋼絲繩的張力不平衡度超過10%時,張力不平衡指示燈將變為紅色并連續發出聲音報警方便維修人員及時進行停車檢查處理避免事故進一步擴大;當箕斗裝煤量超過超載報警設定值時超載報警指示燈將變為紅色提高了鋼絲繩的使用壽命;

      2,當箕斗卸煤不凈粘煤量超過滯煤超限報警設定值時滯煤超限報警指示燈將變紅系統將連續發出語音報警避免重裝事故的發生大大提升了主井提升系統的本質安全程度。

 

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