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​煤矿安全监控之主提升系统钢丝绳张力监测技术分析

发布时间:时间:2020/8/28 0:05:51人气:

      一,主提升系统钢丝绳张力监测技必要性分析

        多绳摩擦提升机是由多根钢丝绳共同承担其提升载荷重量的,在长时间运行过程中,由于钢丝绳弹性变形等原因,使提升机存在着钢丝绳过载、钢丝绳不平衡、箕斗未卸空等诸多安全问题。因此,检测提升钢丝绳张力大小,掌握提升机的运行状况,对矿井安全运行具有重要的意义。

       1,针对多绳摩擦式提升机在运行过程中存在的钢丝绳受力不均的问题,结合车集煤矿主井提升系统的实际情况 , 提出钢丝绳张力监测装置的设计方案,同时系统分析了该监测装置应用于煤矿提升系统的优点及关键技术,有效避免了提升事故的发生, 具有巨大的经济效益与社会效益。 


 

 

       2,立井提升是煤矿生产中的重要环节是联系井上下的中心枢纽担负着原煤.人员.材料及设备的提升任务多绳摩擦式提升机在工作过程中,各钢丝绳间受力不平衡,导致各钢丝绳和摩擦衬垫的磨损也不均匀这样就影响了钢丝绳和摩擦衬垫的寿命钢丝绳的驱动力即是钢丝绳对绳槽的正压力和与衬垫的摩擦系数决定的摩擦力,由于多根钢丝绳摩擦力各不相同产生了张力差,使用钢丝绳自动自动平衡装置来调整钢丝绳的张力差,只能保证油缸相通—侧钢丝绳张力相等,另一侧存在张力差,但张力差的大小无法显示检修维护人员缺少调整钢丝绳张力差的有效依据不利于安全提升。


       3,箕斗在装载过程中,有可能出现装煤超载甚至重复装载的情况.由于此时提升司机不能从其他仪器设备中准确得知箕斗中的实际装煤量若此时开车必将导致提升机动力不足.爬行速度缓慢.提升钢丝绳张力过大.钢丝绳严重受损甚至断绳等提升事故的发生。超载提升钢丝绳张力差过大等是造成矿井提升坠罐.过卷等恶性事故的主要原因,因此设计一套钢丝绳张力监测装置来实时监测钢丝绳张力变化情况是避免提升事故有效的方法确保提升系统的安全运行。


二,主提升系统钢丝绳张力监测技术传感系统设计要点

      1,测力传感器用于钢丝绳张力检测。该传感器采用应变式的测量原理,和轮辐式的弹性体结构,具有量程大、高度低、抗干扰能力强等优点。




     2,采用有限元分析的方法对弹性体结构进行优化设计,分析了弹性体主要结构参数对传感器性能的影响,得到了弹性体的{**}优结构。对传感器进行了静态特性仿真分析,得到了传感器的灵敏度、线性度等静态性能指标。{**}后设计了放大处理电路,该电路具有良好的线性度。

     3,   采用组态软件开发了检测系统软件。系统主要包含钢丝绳张力及其力图的显示、提升机运行状态的模拟、数据的查询和打印等模块,具有对钢丝绳过载等安全隐患的报警功能,可以进行远程控制。通过检测系统软件的模拟实验,验证了系统软件具有较好的可行性。



三,主提升系统钢丝绳张力监测通讯功能设计


      1,由于主井筒实际井深625米,井壁岩石对无线电磁波的吸收作用比较明显,当矿用本安型提升机钢丝绳张力监测装置信号采集发射箱随箕斗运动到井底时与井口距离较远油压数据无线信号无法准确传输至地面。


    


      2,考虑到井底数据是判断提升超载的主要依据本系统设计两个矿用本安型提升机钢丝绳张力监测装置信号采集接收箱安装于井筒中间位置和并口分别用于接收井简中部以下和以上的油压数据,考虑传输距离,为保证采集到的数据稳定,可靠送入计算机,设计两块RS232转RS485模块RS-232转RS- 485模块有两个接口RS232连接PC机串口用于与PC机通讯。


四,主提升系统钢丝绳张力监测抗干扰系统设计

       1,在信号采样时,由于外界干扰很容易导致信号失真,在测控系统中常用滤波技术来消除干扰滤波器的原理是根据频率的不同产生不同的增益,使特定频率的信号突显出来其他频率信号则被衰减达到消除干扰的目的。

       2,在系统中由于信号频率相对不高,常采用RC滤波器,由于其结构简单抗干扰性强,有很好的低频性能选用标准阻容元件也容易实现因此在本系统中设计了一阶低通滤波器,它能很好的滤除系统中的高频信号,衰减幅度波动等干




五,主提升系统钢丝绳张力监测安全性能分析:

      1,当箕斗四根钢丝绳的张力不平衡度超过10%时,张力不平衡指示灯将变为红色并连续发出声音报警方便维修人员及时进行停车检查处理避免事故进一步扩大;当箕斗装煤量超过超载报警设定值时超载报警指示灯将变为红色提高了钢丝绳的使用寿命;

      2,当箕斗卸煤不净粘煤量超过滞煤超限报警设定值时滞煤超限报警指示灯将变红系统将连续发出语音报警避免重装事故的发生大大提升了主井提升系统的本质安全程度。

 

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