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探析煤矿主提升设备的动态监测系统运用

作者:未知

  摘   要:针对在煤矿开采与生产中具有重要作用的主提升设备,考虑到设备的传统监测与检测方式效率低下,且准确度不高,无法适应当前煤矿企业生产要求,提出能对主提升设备重要状态参数进行实时监测的系统技术,包括钢丝绳的张力及张力差、钢丝绳断丝和罐道间距,最后通过实践,得出这些监测系统合理可行,可为设备的状态判断及调整处理提供可靠数据参考和依据的结论。
  关键词:煤矿生产  主提升设备  设备动态监测
  中图分类号:TD633                                文献标识码:A                        文章编号:1674-098X(2019)06(c)-0050-02
  在过去,对提升设备进行状态监测时,大多采用常规监测手段,不仅适用范围较小,而且只能依靠绞车来保护。对此,为适应煤矿开采和生产要求,设计出全新的针对提升设备的在线监测技术和系统。这一系统主要对影响设备状态的所有因素进行监测,进而为设备的状态判断和故障诊断与处理提供参考依据。
  1  钢丝绳张力差的在线监测
  提升机由于具有很多優势,所以在当前的矿井提升作业中应用十分广泛。然而,提升机运行过程中,所有钢丝绳的实际受力情况难以保持均衡和统一,导致受力不均,即便引入液压平衡装置,仍无法改善这一情况。如果张力不平衡,除了会导致钢丝绳受损,缩短衬垫寿命,还会产生断绳与滑绳,造成安全隐患和事故。除此之外,当提升机超载运行时,将对提升系统造成很大的冲击与磨损,若中途出现过流急停,则会使钢丝绳出现重大损伤,严重时将断裂,引起重大安全事故。而在实际生产过程中,对张力进行测试时采用的方法以人工定期测试为主,不仅不方便,而且结果不准确[1]。
  针对以上情况,可利用张力差进行在线监测的手段,在调绳器油缸处设置传感器,以此获取张力信号,实现对载重量及载重差的实时监测。每次提升之前,都应对载重量与载重差进行监测,如果监测张力差超过10%,利用传送到安全回路上的信号将提升机闭锁,严禁提升。
  另外,设置专门用于张力差监测的传感器,将其设置于平衡装置,实现对总张力及张力差的实时监测;如果监测结果超限,则发出相应的控制信号,将提升机闭锁;当监测发现张力急剧降低时,提升机将立即安全制动,将卡罐故障及时排除。
  对于张力平衡装置,其工作方式主要为半调压式,当四个钢丝绳同时工作时,仅有一侧油缸启动,这一侧每条钢丝绳张力基本相同;而另外一侧的油缸不启动,油缸压力不同,能通过传感器监测到张力差,当张力差在10%以上时,将发出超限报警。提升之前如果发现载重差超限(载重量即张力和),需将提升机立即闭锁。根据载重量,能推算出实际的提煤量。另外,可以通过安装无线发射装置,将传感器信号实时传输至接收装置,再由电缆传输至车房当中[2]。
  这一系统能对钢丝绳实际张力与张力差进行在线监测,如果超限预警,则可立即进行报警,并制定相应的解决措施,避免由超载或张力差较大造成安全事故。对监测系统而言,还应具备对实时数据进行浏览、采用语音方式进行报警提示和对历史数据进行查询等实用功能。通过对此系统的引入,能大幅延长钢丝绳寿命,保证运行可靠性,避免安全事故发生,缩减日常维护工作量,为企业创造更大效益。
  2  钢丝绳断丝的在线监测
  钢丝绳运行安全一直以来都是人们关注的焦点问题之一,断绳将带来十分严重和恶劣的后果。现行安全规程要求,每股钢丝绳的断丝总面积和总断面面积比值,升降人员或者升降人员和物料时,不能超过5%,专为升降物料钢丝绳,不能超过10%,如果不满足以上要求,应及时进行更换。可见,做好钢丝绳使用与维护至关重要,应得到相关人员的高度重视。
  在过去,对钢丝绳进行检验时,主要采用人工,一般以0.3m/s的速度实施。由于用肉眼进行观察,所以准确度很低,无法对内部断丝情况进行检测,同时所开展的拉力试验,也存在一定局限性。在破损检测过程中,仅可以在钢丝绳绳头部位进行取样,但这一部分无法正确反映钢丝绳所处实际状态,因此技术人员正致力于研究新的检测方法。这里主要提出一种可避免造成损坏的方法,即无损检测[3]。
  无损检测,是指在保证钢丝绳完整性的基础上,对其内外部实际情况予以全面检测。装置滚筒设置能产生电磁场的设备,借助永久磁铁对其中一段钢丝绳进行深度磁化,使其达到饱和状态,然后用线圈进行磁检测,在绞车正式运行之后,从钢丝绳上通过时如果存在缺陷,则会有明显的漏磁表现,导致磁路中的磁通量急剧变化。如果磁通和检测元件之间存在相对运动,则说明线圈中已经有感应电动势存在,根据磁感应现象性能强度,能对钢丝绳内外部实际变化进行反映。对以上设备和深度指示器实施连接,能准确的确定出断丝产生位置,为实际查找提供方便,同时,以磁感应强度及其变化为依据,还能推算出产生断丝位置的横截面积大小。实践表明,通过对这一检测方式的正确使用,能有效预防断丝发生,在技术可行和经济合理的基础上延长钢丝绳寿命,使事故发生率明显降低。
  3  罐道间距的在线监测
  罐道为提升容器于井筒内进行上下运动过程中的导向或限位设备,其间距设置是否合适,决定了提升容器能否安全稳定的运行。如果罐道的间距较小,则会加剧磨损,同时发出异响;如果罐道的间距较大,则会增加容器发生的摆动,对设备运行造成安全威胁。在过去对罐道间距进行检测时,主要是使用溜罐等进行[4]。
  传统方法以人力为主,不仅效率低,而且准确度较差,所以可考虑利用装置来提高效率,该装置主要由以下几部分组成:(1)连杆;(2)滚轮;(3)弹簧;(4)传感器。装置的工作原理为:以连杆的刻度为依据,对罐道间距进行测量,由传感器将测量结果传输至工控机。其具体操作方法为:于提升器底部对测量装置进行安装和固定,然后分别向罐道引出可以对长度进行自动调节操作的连杆,其两端应设置滚轮,并在中间设置弹簧,在提升器运动过程中,滚轮可以在弹力作用下运行,由内部装设的传感器进行信号采集和传输。提升器运行时,测量装置能对罐道间距进行直接测量,同时由传感器将信号传输至工控机。将井筒的平位开关视作零点,将传感器安装在和车房相连的位置,在提升机运行时,测量装置能十分快速且准确的对不同位置上的罐道间距进行测量,如果测量结果有异常,没有出在允许的范围之内,则相关技术人员能根据测量数据立刻查找,并制定有效的措施予以解决。
  4  结语
  综上所述,在矿井中,提升设备是重要组成部分,也是矿井咽喉所在,使其能够安全运行,是煤矿生产安全基本保障。通过对以上监测系统的引入和应用,能对包含钢丝绳张力、张力差、断丝及罐道间距在内的重要状态数据进行实时监测,进而为设备运行状态监测提供可靠参考依据。
  参考文献
  [1] 魏海文.浅谈选煤机电设备的维修管理及质量控制问题[J].内燃机与配件,2018(16):162-163.
  [2] 龙卫.入厂煤样智能化管理设备在火力发电厂的应用[J].电力勘测设计,2018(S1):169-173.
  [3] 刘浩.基于PLC控制的输煤电气设备故障处理分析[J].电力安全技术,2018,20(7):58-59.
  [4] 曹建文.浅议输煤设备管理与检修[J].能源与节能,2018(6):155-156.
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