探析煤矿主提升设备的动态监测系统运用
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作者:周立珊
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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