一、產(chǎn)品背景
根據(jù)有關(guān)規(guī)定提升系統(tǒng)載荷強(qiáng)制要求如下：
Ø立井提升容器和載荷，必須符合下列要求：罐籠和箕斗的最大提升載荷和最大提升載荷差應(yīng)當(dāng)在井口公布，嚴(yán)禁超載和超最大載荷差運(yùn)行。
Ø第423條 提升裝置必須按下列要求裝設(shè)安全保護(hù)：松繩保護(hù)：纏繞式提升機(jī)應(yīng)當(dāng)設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路或者報(bào)警回路。
提升系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)活動(dòng)中至關(guān)重要，其主要涉及到人員、輔料、礦產(chǎn)資料的輸送。提升系統(tǒng)如不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)礦井將 癱瘓，因此必須確保提升機(jī)安全運(yùn)行。超載或欠載對提升機(jī)的安全運(yùn)行都造成極大的安全隱患。在立井提升過程中因?yàn)榭ü?、礦車掉道、松繩、二次裝載等因素造成的重大安全事故比比皆是。 中礦冶金科技公司所研發(fā)的：礦用提升載荷監(jiān)測保護(hù)裝置可以 實(shí)時(shí)監(jiān)測提升機(jī)運(yùn)行的載荷情況，在載荷出現(xiàn)異常情況下，提升機(jī)的報(bào)警系統(tǒng)或安全回路保護(hù)系統(tǒng)立即報(bào)警或斷電，提醒絞車司機(jī)嚴(yán)禁繼續(xù)提升運(yùn)行，從而有效地保護(hù)了提升機(jī)的安全運(yùn)行。
二、核心技術(shù)
Ø全程監(jiān)測確保罐籠上上下下安全提升
Ø成功解決箕斗“二次裝載”世界難題
三、現(xiàn)場問題
在立井提升過程中提升容器因?yàn)榭ü?、礦車掉道、松繩、二次裝載、下大件棚倉、容器凍在罐道中、配重失調(diào)等因素，造成的提升系統(tǒng)發(fā)生重大安全事故的案例比比皆是。
案例一：鶴壁煤業(yè)集團(tuán)二礦
河南能源鶴壁煤電二礦在箕斗下方吊墜大件運(yùn)至主井底，在下降過程中大件觸碰罐道橫梁，箕斗在井筒內(nèi)棚住，絞車司機(jī)無法察覺，繼續(xù)開車放繩，鋼絲繩盤繞在箕斗上方，由于鋼絲繩的重力作用，最終大件帶著箕斗瞬間脫離井筒，箕斗與大件全部墜落井底，井筒及井底被嚴(yán)重破壞，給該礦安全生產(chǎn)造成巨大損失。
案例二：冀中能源集團(tuán)大社礦
冀中能源峰峰集團(tuán)大社礦春節(jié)期間安排職工放假休息，待開工后，絞車房司機(jī)按操作規(guī)程開啟絞車準(zhǔn)備提升原煤，由于春節(jié)期間天氣寒冷，在放假期間箕斗被凍結(jié)在井架上動(dòng)彈不得，絞車司機(jī)無法察覺，按正常流程開車，鋼絲繩瞬間斷裂，箕斗松動(dòng)墜落井底，造成不可挽回的損失。
案例三：大同煤礦集團(tuán)白洞礦
2005年9月15日大同煤礦集團(tuán)白洞礦主井提升機(jī)2＃箕斗由早班司機(jī)提升至卸載位置卸煤，卸煤過程中，箕斗內(nèi)裝有大矸石及雜物將扇形閘門棚住，扇形閘門未能復(fù)位，將箕斗卡在卸載點(diǎn)。此時(shí)，井架信號工無法發(fā)現(xiàn)該情況，發(fā)開車信號，司機(jī)正常開車，遂發(fā)生松繩，逐漸松繩盤繞在箕斗上方，在鋼絲繩重力作用下棚住的矸石及雜物等塌落，扇形閘門復(fù)位，箕斗在井筒內(nèi)瞬間跌落，在加速度作用下導(dǎo)致鋼絲繩斷裂，最終箕斗墜落至井底，在墜落過程中對井筒裝備、井筒、主井底都造成了重大創(chuàng)傷。
案例四：大同煤礦集團(tuán)晉華宮礦
2006年1月3日19時(shí)12分，大同煤礦集團(tuán)晉華宮礦副井提升機(jī)司機(jī)聽到向上慢提的信號時(shí)，正常開車，但絞車出現(xiàn)滾筒反轉(zhuǎn)，并且速度明顯加快，經(jīng)手閘手柄、主令手柄扳到零位、踩腳踏緊急制動(dòng)開關(guān)等都未能將絞車制動(dòng)，隨后一聲悶響，絞車停止運(yùn)行，發(fā)生過卷事故。造成2人死亡，11人受傷。提升機(jī)電控系統(tǒng)在重載慢提的工況下，提升機(jī)的拖動(dòng)力矩建立時(shí)間長，使其在低速重載啟動(dòng)工況下出現(xiàn)溜車；同時(shí)，在溜車過程中絞車的安全控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生異常沒有按設(shè)定進(jìn)行動(dòng)作，未實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。是引起事故的直接原因。
案例五：河南能源集團(tuán)城郊煤礦
2016年3月23日10：17左右， 城郊煤礦主井B箕斗開始上提，至-502.9m時(shí)，主井新系統(tǒng)變頻柜出現(xiàn)過流保護(hù)，提升機(jī)停止運(yùn)行?，F(xiàn)場提升機(jī)司機(jī)、電工立即倒換至ABB老系統(tǒng)運(yùn)行，絞車司機(jī)以0.5m/s的速度手動(dòng)提升，上位機(jī)顯示力矩過大，約600KN.m，為防止老系統(tǒng)變頻柜電流、功率單元過熱而出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，每提升5分鐘等待1分鐘確保功率單元不會(huì)出現(xiàn)過熱情況。提升至卸載位置后，先后卸載了大約6分鐘，方才把箕斗中煤卸空。具體原因：當(dāng)B箕斗上提至卸載位置，由于煤濕黏，箕斗內(nèi)并未卸空，B箕斗下行到位后，主井裝載定量斗向B箕斗繼續(xù)裝煤19.84t后，導(dǎo)致B箕斗發(fā)生“二次裝載”現(xiàn)象，這是造成本次事故直接原因。
²以上案例總結(jié)出立井提升系統(tǒng)在載荷上容易出現(xiàn)的問題：
Ø（1）單繩纏繞式絞車提升
A.超載 B.欠載 C.松繩
Ø（2）多繩摩擦式絞車提升
A.超載荷差 B.打滑
四、系統(tǒng)原理
安裝在天輪帶座軸承下方的稱重傳感器實(shí)時(shí)撲捉天輪的載荷，并通過稱重積算器進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)記錄，該數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒辣琍LC內(nèi)；通過安裝在提升機(jī)主軸上的轉(zhuǎn)速傳感器并結(jié)合井筒固有深度及位置傳感器共同判斷，可以得出提升容器在井筒內(nèi)實(shí)時(shí)位置的實(shí)時(shí)載荷值。提升容器在正常運(yùn)行過程中，將稱重傳感器所撲捉的天輪載荷給定值范圍存入PLC內(nèi)。提升過程中，如實(shí)時(shí)載荷明顯大于或小于給定值的范圍，即出現(xiàn)載荷異常情況，提升機(jī)的報(bào)警系統(tǒng)或安全回路保護(hù)系統(tǒng)立即報(bào)警或斷電。
五、功能總結(jié)
1、對罐籠全程監(jiān)測，數(shù)字化精確記錄罐籠在井筒內(nèi)任一位置的實(shí)時(shí)載荷數(shù)值，確保罐籠上上下下安全提升。在罐籠提升過程中，如果出現(xiàn)卡罐、礦車掉道、松繩或打滑等現(xiàn)象時(shí)，載荷瞬間變化較大，系統(tǒng)立即判斷載荷異常，先報(bào)警、提升機(jī)停止運(yùn)行，有效地保護(hù)了人身安全，促進(jìn)礦山和諧發(fā)展。
2、成功解決箕斗“二次裝載”這一世界難題；當(dāng)載荷監(jiān)測裝置發(fā)現(xiàn)箕斗未能卸載完畢時(shí)，載荷監(jiān)測系統(tǒng)準(zhǔn)確測量出箕斗余煤的準(zhǔn)確噸位，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)人工補(bǔ)償、智能補(bǔ)償兩種功能，從而確保避免在未知狀態(tài)下二次裝載所造成的超載現(xiàn)象發(fā)生，確保提升系統(tǒng)安全、有效運(yùn)行。
3、能夠全程監(jiān)測箕斗運(yùn)行狀況，如出現(xiàn)箕斗在上口卸載位置被卡住、箕斗超載、箕斗欠載、鋼絲繩出現(xiàn)打滑等現(xiàn)象時(shí)立即報(bào)警，起到保護(hù)提升機(jī)安全作用。
4、該監(jiān)測裝置能夠較好的預(yù)防事故的發(fā)生，對提升系統(tǒng)的保護(hù)具有主動(dòng)性，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全系數(shù)及效率。
5、防止提升機(jī)超載運(yùn)行，確保提升機(jī)在額定功率范圍內(nèi)運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備，延長設(shè)備使用壽命。
6、載荷監(jiān)測原理采用有線式數(shù)據(jù)傳輸，相對于井筒內(nèi)無線載荷傳輸方式，固定式傳感器安裝，性能穩(wěn)定，安全可靠。
六、產(chǎn)品構(gòu)成
提升載荷監(jiān)測保護(hù)裝置所涉及的設(shè)備包括：
1、提升機(jī) 2、提升容器
3、提升鋼絲繩 4、天輪
5、稱重傳感器 6、稱重積算器
7、可編程控制器 8、轉(zhuǎn)速傳感器
9、位置傳感器
根據(jù)有關(guān)規(guī)定提升系統(tǒng)載荷強(qiáng)制要求如下：
Ø立井提升容器和載荷，必須符合下列要求：罐籠和箕斗的最大提升載荷和最大提升載荷差應(yīng)當(dāng)在井口公布，嚴(yán)禁超載和超最大載荷差運(yùn)行。
Ø第423條 提升裝置必須按下列要求裝設(shè)安全保護(hù)：松繩保護(hù)：纏繞式提升機(jī)應(yīng)當(dāng)設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路或者報(bào)警回路。
提升系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)活動(dòng)中至關(guān)重要，其主要涉及到人員、輔料、礦產(chǎn)資料的輸送。提升系統(tǒng)如不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)礦井將 癱瘓，因此必須確保提升機(jī)安全運(yùn)行。超載或欠載對提升機(jī)的安全運(yùn)行都造成極大的安全隱患。在立井提升過程中因?yàn)榭ü?、礦車掉道、松繩、二次裝載等因素造成的重大安全事故比比皆是。 中礦冶金科技公司所研發(fā)的：礦用提升載荷監(jiān)測保護(hù)裝置可以 實(shí)時(shí)監(jiān)測提升機(jī)運(yùn)行的載荷情況，在載荷出現(xiàn)異常情況下，提升機(jī)的報(bào)警系統(tǒng)或安全回路保護(hù)系統(tǒng)立即報(bào)警或斷電，提醒絞車司機(jī)嚴(yán)禁繼續(xù)提升運(yùn)行，從而有效地保護(hù)了提升機(jī)的安全運(yùn)行。
二、核心技術(shù)
Ø全程監(jiān)測確保罐籠上上下下安全提升
Ø成功解決箕斗“二次裝載”世界難題
三、現(xiàn)場問題
在立井提升過程中提升容器因?yàn)榭ü?、礦車掉道、松繩、二次裝載、下大件棚倉、容器凍在罐道中、配重失調(diào)等因素，造成的提升系統(tǒng)發(fā)生重大安全事故的案例比比皆是。
案例一：鶴壁煤業(yè)集團(tuán)二礦
河南能源鶴壁煤電二礦在箕斗下方吊墜大件運(yùn)至主井底，在下降過程中大件觸碰罐道橫梁，箕斗在井筒內(nèi)棚住，絞車司機(jī)無法察覺，繼續(xù)開車放繩，鋼絲繩盤繞在箕斗上方，由于鋼絲繩的重力作用，最終大件帶著箕斗瞬間脫離井筒，箕斗與大件全部墜落井底，井筒及井底被嚴(yán)重破壞，給該礦安全生產(chǎn)造成巨大損失。
案例二：冀中能源集團(tuán)大社礦
冀中能源峰峰集團(tuán)大社礦春節(jié)期間安排職工放假休息，待開工后，絞車房司機(jī)按操作規(guī)程開啟絞車準(zhǔn)備提升原煤，由于春節(jié)期間天氣寒冷，在放假期間箕斗被凍結(jié)在井架上動(dòng)彈不得，絞車司機(jī)無法察覺，按正常流程開車，鋼絲繩瞬間斷裂，箕斗松動(dòng)墜落井底，造成不可挽回的損失。
案例三：大同煤礦集團(tuán)白洞礦
2005年9月15日大同煤礦集團(tuán)白洞礦主井提升機(jī)2＃箕斗由早班司機(jī)提升至卸載位置卸煤，卸煤過程中，箕斗內(nèi)裝有大矸石及雜物將扇形閘門棚住，扇形閘門未能復(fù)位，將箕斗卡在卸載點(diǎn)。此時(shí)，井架信號工無法發(fā)現(xiàn)該情況，發(fā)開車信號，司機(jī)正常開車，遂發(fā)生松繩，逐漸松繩盤繞在箕斗上方，在鋼絲繩重力作用下棚住的矸石及雜物等塌落，扇形閘門復(fù)位，箕斗在井筒內(nèi)瞬間跌落，在加速度作用下導(dǎo)致鋼絲繩斷裂，最終箕斗墜落至井底，在墜落過程中對井筒裝備、井筒、主井底都造成了重大創(chuàng)傷。
案例四：大同煤礦集團(tuán)晉華宮礦
2006年1月3日19時(shí)12分，大同煤礦集團(tuán)晉華宮礦副井提升機(jī)司機(jī)聽到向上慢提的信號時(shí)，正常開車，但絞車出現(xiàn)滾筒反轉(zhuǎn)，并且速度明顯加快，經(jīng)手閘手柄、主令手柄扳到零位、踩腳踏緊急制動(dòng)開關(guān)等都未能將絞車制動(dòng)，隨后一聲悶響，絞車停止運(yùn)行，發(fā)生過卷事故。造成2人死亡，11人受傷。提升機(jī)電控系統(tǒng)在重載慢提的工況下，提升機(jī)的拖動(dòng)力矩建立時(shí)間長，使其在低速重載啟動(dòng)工況下出現(xiàn)溜車；同時(shí)，在溜車過程中絞車的安全控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生異常沒有按設(shè)定進(jìn)行動(dòng)作，未實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。是引起事故的直接原因。
案例五：河南能源集團(tuán)城郊煤礦
2016年3月23日10：17左右， 城郊煤礦主井B箕斗開始上提，至-502.9m時(shí)，主井新系統(tǒng)變頻柜出現(xiàn)過流保護(hù)，提升機(jī)停止運(yùn)行?，F(xiàn)場提升機(jī)司機(jī)、電工立即倒換至ABB老系統(tǒng)運(yùn)行，絞車司機(jī)以0.5m/s的速度手動(dòng)提升，上位機(jī)顯示力矩過大，約600KN.m，為防止老系統(tǒng)變頻柜電流、功率單元過熱而出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，每提升5分鐘等待1分鐘確保功率單元不會(huì)出現(xiàn)過熱情況。提升至卸載位置后，先后卸載了大約6分鐘，方才把箕斗中煤卸空。具體原因：當(dāng)B箕斗上提至卸載位置，由于煤濕黏，箕斗內(nèi)并未卸空，B箕斗下行到位后，主井裝載定量斗向B箕斗繼續(xù)裝煤19.84t后，導(dǎo)致B箕斗發(fā)生“二次裝載”現(xiàn)象，這是造成本次事故直接原因。
²以上案例總結(jié)出立井提升系統(tǒng)在載荷上容易出現(xiàn)的問題：
Ø（1）單繩纏繞式絞車提升
A.超載 B.欠載 C.松繩
Ø（2）多繩摩擦式絞車提升
A.超載荷差 B.打滑
四、系統(tǒng)原理
安裝在天輪帶座軸承下方的稱重傳感器實(shí)時(shí)撲捉天輪的載荷，并通過稱重積算器進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)記錄，該數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒辣琍LC內(nèi)；通過安裝在提升機(jī)主軸上的轉(zhuǎn)速傳感器并結(jié)合井筒固有深度及位置傳感器共同判斷，可以得出提升容器在井筒內(nèi)實(shí)時(shí)位置的實(shí)時(shí)載荷值。提升容器在正常運(yùn)行過程中，將稱重傳感器所撲捉的天輪載荷給定值范圍存入PLC內(nèi)。提升過程中，如實(shí)時(shí)載荷明顯大于或小于給定值的范圍，即出現(xiàn)載荷異常情況，提升機(jī)的報(bào)警系統(tǒng)或安全回路保護(hù)系統(tǒng)立即報(bào)警或斷電。
五、功能總結(jié)
1、對罐籠全程監(jiān)測，數(shù)字化精確記錄罐籠在井筒內(nèi)任一位置的實(shí)時(shí)載荷數(shù)值，確保罐籠上上下下安全提升。在罐籠提升過程中，如果出現(xiàn)卡罐、礦車掉道、松繩或打滑等現(xiàn)象時(shí)，載荷瞬間變化較大，系統(tǒng)立即判斷載荷異常，先報(bào)警、提升機(jī)停止運(yùn)行，有效地保護(hù)了人身安全，促進(jìn)礦山和諧發(fā)展。
2、成功解決箕斗“二次裝載”這一世界難題；當(dāng)載荷監(jiān)測裝置發(fā)現(xiàn)箕斗未能卸載完畢時(shí)，載荷監(jiān)測系統(tǒng)準(zhǔn)確測量出箕斗余煤的準(zhǔn)確噸位，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)人工補(bǔ)償、智能補(bǔ)償兩種功能，從而確保避免在未知狀態(tài)下二次裝載所造成的超載現(xiàn)象發(fā)生，確保提升系統(tǒng)安全、有效運(yùn)行。
3、能夠全程監(jiān)測箕斗運(yùn)行狀況，如出現(xiàn)箕斗在上口卸載位置被卡住、箕斗超載、箕斗欠載、鋼絲繩出現(xiàn)打滑等現(xiàn)象時(shí)立即報(bào)警，起到保護(hù)提升機(jī)安全作用。
4、該監(jiān)測裝置能夠較好的預(yù)防事故的發(fā)生，對提升系統(tǒng)的保護(hù)具有主動(dòng)性，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全系數(shù)及效率。
5、防止提升機(jī)超載運(yùn)行，確保提升機(jī)在額定功率范圍內(nèi)運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備，延長設(shè)備使用壽命。
6、載荷監(jiān)測原理采用有線式數(shù)據(jù)傳輸，相對于井筒內(nèi)無線載荷傳輸方式，固定式傳感器安裝，性能穩(wěn)定，安全可靠。
六、產(chǎn)品構(gòu)成
提升載荷監(jiān)測保護(hù)裝置所涉及的設(shè)備包括：
1、提升機(jī) 2、提升容器
3、提升鋼絲繩 4、天輪
5、稱重傳感器 6、稱重積算器
7、可編程控制器 8、轉(zhuǎn)速傳感器
9、位置傳感器
