一种防止主立井提升系统装载站定量斗过量装载的方法

一种防止主立井提升系统装载站定量斗过量装载的方法

刘倩 ,李伟 ,冉鹏程

西安利雅得电气股份有限公司

摘要：在煤矿企业的发展中，主立井提升系统是工作中的重要设备，它能够实现对煤炭的运输和装载，其中在实际的系统运行中，受到余煤及定量斗故障等因素的影响，可能会在装载站中存在过量装载的现象，引发一些过载跳车以及反坠等问题的产生，进而导致整个系统的运行稳定性及安全性都会受到影响。因此，为了更好的解决主立井提升系统装载站定量斗过量装载的问题，本文在主立井提升系统装载站，定量斗作为每次装矿量标椎的基础上，增加称重式定量给煤机，称重定量给料机每次给出固定的矿量给定量斗，就能够避免由于余煤而带来的影响，作为定量斗称重系统后备保护，防止因为定量斗称重系统故障，造成定量斗过量、超量装载，造成设备、人身重大安全事故，进一步确保整个主立井提升系统运行的稳定性。

一、设计背景

在主立井提升系统工作中，定量斗往往是确定整个煤炭自身粘性等因素的影响，但是在整个工作期间，在主立井提升系统中可能会存在一些余煤，这些余煤就会进入到装载站中，而在系统的装载中中往往是通过定量斗进行装载的，定量斗就会向升箕斗内装入额定重量的煤炭，此时就会造成过量装载的现象。同时当定量斗产生故障之后，也不能对给料机进行科学的控制，也会引发过量装载问题的产生。目前我国矿山主立井提升系统装载站，每次装矿量基本依靠定量斗等单一称重方式确定每次装矿量，一旦存在定量斗故障时，就无法确保装载站中煤矿量的精准控制，此种方式存在的问题是：

1. 保护单一，系统没有后备保护，当装煤的箕斗存在过量装载的现象，没有过量保护，定量斗称重系统故障时，易造成重大安全事故，对整个系统稳定性也会带来影响。
2. 特别重要部分没有采取冗余或其他容错措施，系统的操作风险性大。
3. 故障时会造成矿山停产，影响生产效率。
4. 故障时，提升机箕斗会超量装载，造成提升机过流保护，超量装载会造成井筒洒煤，严重时砸坏尾绳或尾绳托辊，造成重大安全事故。

为了解决以上问题，设置称重式定量给料机，为定量斗称重提供后备保护，两套称重系统热冗余，一套系统故障时，立即切换到备用系统工作，避免重大安全事故发生，做到不影响矿井生产。

二、改造方案

结合对目前在主立井提升系统装载站定量斗系统中存在的问题分析，为了更好的确保装载的合理性，本文在研究中针对给料机进行了称重式定量的控制方法，对整个装载站的煤矿量控制系统进行完善，通过给料机的称重式定量系统数据与称重式定量斗的系统数据进行对比，来科学的实现对装载站过量装载的有效控制。称重给料器对通过对目标的煤矿重量进行设定，确保与称重式定量斗的数据吻合，进而通过两个系统的共同作用，来科学的对煤矿量进行精确的控制。

三、设计思路与方法

1. 矿井典型装载站组成。

目前在矿井的主立井提升系统当中，装载站主要是由给料机、定量斗、装载皮带组成的，来实现煤矿生产过程的煤炭输送和计量控制。其中给料机主要是把煤矿从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供给到装载皮带当中，在装载皮带的运输作用下，将给料机给出的煤矿运输到定量斗当中，定量斗达到一定的煤矿数量之后，就会向给料机发出停止信号，停止给料。通过这一循坏的过程完成煤矿的装载。

2.主井装载站控制方法

在主立井提升系统中，装载皮带启动后给料机启动，开始给定量斗装矿，定量斗会显示实时状况量，当装矿量大于装矿设定值时，同时停止给料机及装载皮带，主立井箕斗到位时，打开定量斗放矿口，将矿石装入箕斗，提升机把矿石提升到地面，完成一次装载，在正常生产时，重复进行以上步骤完成矿井生产。在这种控制方法下，定量斗内的煤炭数量只能依靠定量斗的矿值来判断，很容易出现过量装载的问题，不能精准的对煤矿的数量进行控制。

3.定量斗称重故障造成的影响

在主立井提升系统当中，定量斗称重经常会产生数据不灵敏、控制不及时等故障问题，当定量斗称重系统发生这些故障时，定量斗的称重系统就无法发出停止给料机及装载皮带的命令，装载皮带及给料机会持续的对定量斗进行装载，装矿量装满定量斗时，矿石会溢出撒到井筒，时常会砸坏尾绳及尾绳托辊，过量的矿石装进提升机箕斗还会造成提升机过载，造成设备损坏，同时箕斗内的装煤量超过额定值一定比例后，在提升加速段会出现过载跳车等问题。并且在实际的系统运行中，针对定量斗故障问题的解决也是十分麻烦的，在维修的过程对也无法保障维修人员的安全性，这一问题也引起了很多煤矿企业的关注。因此，目前在主立井提升系统需要重点解决的就是煤矿定量的问题，结合装载站的组成构建，为了进一步改进过量装载的问题，可以从给料机的角度出发，来对给料系统进行称重设定，更好的为定量斗煤矿的精准度带来保障。

4.增加称重式定量给料机控制方法

主井装载定量的精确度直接影响着矿井安全生产，是确保矿井实现“以钩定产”的重要依据。在本次改进方法中将普通给料机更换为称重式定量给煤机，称重式定量给料机设置目标给矿量和定量斗承重量相同，在启动装载皮带及定量给料机时，定量斗称重值实时与称重定量给料机给矿值实时作比较，哪一个先到设定值，则同时停止称重定量给料机，另一个作为后备保护，实时监测两台称重设备称重值，当称重偏差大于设定值则系统发出称重值偏大提醒，进行过量装载的报警，提示维护人员校准定量斗或称重定量给煤机，来更好的确保整个系统装载的稳定性。这一种改进方法，能够很好的解决在装载过程中存在过量装载问题的产生，并且也解决了在装载中定量斗运行故障的问题，增加了称重式给料机的系统，让装载的过程更加安全，进一步确保了系统运行的稳定性及安全性。

四、应用效果

应用称重定量给料机可以为主立井提升系统装载提供可靠的后备保护，防止定量斗称重系统故障造成重大安全事故，影响矿井生产。称重式定量给料机的投入，给主立井提升系统装载提供了称重的热冗余方式，任意一种称重方式故障不会造成安全事故及影响矿井生产。为矿井安全生产提供了一种可靠地保证措施。

五、结论

综上所述，在主立井提升系统装载站中，过量装载的问题带来的危害是很大的，因此，应当重点针对这一问题进行分析解决，深入分析过量装载的原因，并且结合主立井提升系统当中装载站的主要组成，对其进行针对性的改进。本文通过增加称重式给料机的方法，全面的落实了对装载站定量斗煤矿数量的精准度控制，将装载站中过量装载的问题得到了解决，进一步提升了主立井提升系统运行的稳定性。并且在系统当中也实现生产流程及设备运行实时监控和过量装载自动检测提醒功能，更好的将主立井提升系统装载站的安全性得到了提升。

参考文献：

[1]张子明,吴长久,万鑫.煤矿主井箕斗装载称重装置研究与应用[J].铁法科技,2021(S01):126-129.

[2]杨波.全自动定量带式装载系统的设计研究[J].山西煤炭,2018(6):41-43.

[3]王超额,张豪.煤矿主井提升箕斗防超载保护关键技术研究与应用[J].现代矿业,2019,35(9):169-172.

[4]寇磊.主立井提升机余煤监视功能[J].中国科技纵横,2022(16):113-115.

作者简介：

（第一作者）

姓名：刘倩 198102 男 甘肃省庆阳市  汉 本科 机电工程师 庆阳新庄煤业有限公司新庄煤矿 研究方向:煤矿机电设备相关专业

（第二作者）

姓名：李伟 1989.09 男 陕西商洛 汉 大专 电气工程师 西安利雅得电气股份有限公司 研究方向:   电气自动化

（第三作者）

姓名：冉鹏程 1984.11 男 甘肃北银 汉 本科 部长+中级职称 西安利雅得电气股份有限公司 研究方向:矿山智能化控制系统