主井装载系统防二次装载保护的优化设计

主井装载系统防二次装载保护的优化设计

黄丹 ,郑阳

（安徽省淮南市淮南矿业集团公司张集煤矿绞车二队，安徽省淮南市，邮编232001）

摘 要：张集煤矿二期工程作为A组煤生产的主力矿井，今年以来北区主井装载系统日提升任务重，且又是单机运行抗风险能力低，主提升系统构成较为复杂，电控系统、闸控系统、传动系统等任何一个系统的元器件损坏都有可能造成提升机井筒内故障停车，并且除提升系统内部因素造成故障停车外，还存在一些外部因素也会造成提升机井筒内故障停车，当故障解除以后，重新打点开车时若操作工发错信号点则容易造成二次装载事故的发生。本文对主井装载系统防二次装载保护进行优化升级，避免了主井装载系统二次装载情况的发生，确保了我矿北区主井提升系统的安全稳定运转。

关键词：主井装载；二次装载；上位机；

一、设计背景

主井二次装载对主井提升系统的危害极大，一旦系统出现二次载，过高的启动电流也会损伤电机，减少设备的使用寿命，甚至还会发生滑绳，电机反转等较大的安全隐患事故，并且洒落的煤矸容易砸伤尾绳以及尾绳托辊。近期淮北徐疃矿主井提升系统出现二次装载事故就出现了电机反转以及主绳滑绳事故，并且洒落的煤矸造成一根尾绳损坏，因此主井装载系统防二次装载保护的重要性在当下不言而喻。

张集煤矿二期工程主井装载控制系统的核心是西门子公司的S7-300 PLC，并通过工业以太网TCP/IP协议通信技术与上位机交换系统运行参数，在上位机上实时显示装载系统运行状态并进行故障报警。主井提升系统由电控系统、闸控系统、传动系统等构成，任何一个系统的元器件损坏都有可能造成提升机井筒内故障停车，并且除提升系统内部因素造成故障停车外，还存在一些外部因素比如110kV变电所故障跳电导，高压柜内进小动物等，这些因素都会造成主提系统在日常提煤的过程中出现井筒内故障停车。当故障解除以后，重新打点开车时若发错点造成提升机运行错向，把原本应该装过煤上提的箕斗再次下放到装煤口，这就造成了主井二次装载隐患的发生，给主井提升系统带来了极大的安全隐患。本文对主井装载系统防二次装载保护进行优化升级，避免了主井装载系统二次装载情况的发生，确保了我矿北区主井提升系统的安全稳定运转。

二、设计思路与方法

（一）主井装载系统防二次装载保护控制流程分析

主提系统故障箕斗井筒内停车主控PLC判定提升机的运行状态DP coupler通讯器卸载PLC工业以太网TCP/IP通讯装载PLC判定重新打点走钩时箕斗井筒内运行错向故障报警定量斗扇形闸门严禁打开完成主提系统防二次装载保护。

（二）主井装载系统防二次装载保护具体设计步骤

1.北区主井提升系统的操作错向以及运行错向保护，它们的本质原理就是根据打点信号判断提升系统操作和运行上是否出现错向，前提是打点信号必须正确，否则就会出现错向开车现象发生。当主提系统在井筒内出现故障跳车，故障解除以后，重新打点开车时若发错点就会造成提升机运行错向，把原本应该装过煤上提的箕斗再次下放到装煤口造成主井二次装载。本文首先根据发点信号判定箕斗运行状态是上行还是下行，当出现非检修状态下箕斗井筒内故障停车后就把箕斗运行状态进行保存，最后再与故障解除后重新发点信号进行比较，判断是否出现提升机错向开车（如图1所示）

图1 井筒开车运行错向判定程序

2.当判定重新打点走钩时箕斗井筒内出现了运行错向，此时装载系统的定量斗扇形闸门将会禁止打开（如图2所示），于此同时在上位机上进行故障报警（如图3所示）提醒现场工作人员提升机运行方向错误，从而避免了主井装载系统二次装载情况的发生，确保了我矿北区主井提升系统的安全稳定运转。

三、有益效果

由于北区主井是单机提升，抗风险能力低，并且主井二次装载对主井提升系统的危害极大造成的损失不可挽回。本文对主井装载系统防二次装载保护进行优化升级，避免了系统二次装载，消除上述隐患存在的可能，确保了我矿北区主井提升系统的安全稳定运转。以近期淮北许疃矿主井发生的二次装载事故损坏尾绳为例，从更换尾绳开始到正常走钩，影响提A组煤约3个小时，主井一次提煤的运行时间为105s，正常提煤时箕斗一次提升30t，故定量斗称重故障保护产生的经济效益=（3×3600/105）×30t×1700元/t=525万。

四、总结

本文对现有的主井装载系统防二次装载保护进行了优化升级，避免主井装载系统二次装载情况的发生，确保了主井提升系统的安全稳定运转，下一步将继续在-424装载打点室的触摸屏上增加主井装载系统防二次装载保护故障报警消息，从而建立起完备的报警系统，以便现场人员及时了解故障信息。

图2 主钩定量斗扇形闸门控制程序

图3 上位机故障报警

参考文献：

[1]杨姗姗.装载系统自动化研究与应用[J].机电信息,2011(24):78-79.

[2]吴兴国,许金松,郑永州.煤矿主井装载系统的改造与实践[J].矿山机械,2009,37(23):117-118.

[3]蒋再山.煤矿主井装载系统改造实践[J].煤矿机械,2009,30(11):148-150.

[4]周长龙,张耀,陈国昌.煤矿主井装载系统技术改造经验[J].矿山机械,2006(12):120-121.

作者简介：

黄丹，男，1986.05籍贯安徽寿县2015.06毕业于安徽理工大学控制科学与工程，硕士研究生，工程师，工作方向：煤矿机电自动化，单位名称：淮南矿业集团公司张集煤矿绞车二队，邮编232001

郑阳，男，1987.08出生籍贯安徽淮南 2014.07毕业于安徽理工大学电气自动化，本科，助理政工师，工作方向:煤矿党建建设及提升自动化