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摘要：矿井的主井提升系统主要担负着井下原煤的提升任务，在实际日常的生产中，因原煤煤质粘度、含水量以及容器维护等原因造成重复装煤或装煤超重等情况，造成箕斗超载，提升电流过大，无法正常提升，严重的会造成电机烧毁、钢丝绳断裂、箕斗逆向坠落等恶性安全生产事故。为此通过装载煤量精准控制闭锁、卸载卸煤量检测及防重装保护装置、完善管理制度方面，对主井提升系统防超载提升实施综合防治。
关键词：提升系统;超载;PLC;防治
1装载防止装载量超载技术方案
1.1程序控制
装载站采用S7-300PLC为控制核心，将装载现场的称重传感器模拟信号、位置传感器的开关信号、皮带控制信号等全部接入PLC中，通过模拟量处理运算和逻辑运算形成完善的以定重闭锁为主、定时闭锁为辅、定容控制为后备的闭锁控制。
1.1.1设定装载定量斗装煤量下限值、超限值
设定装载定量斗装煤量下限值、超限值，利用PLC通过读取称重传感器模拟量值，然后进行运算设定超限值，装煤量到达超限值时自动停皮带、闭锁定量斗的闸煤板，防止一次性装载量超载。
1.1.2设定定量斗闸板打开与大倉嘴闸煤板闭锁
设定定量斗闸板打开与大仓嘴闸板闭锁，当定量斗闸板打开向箕斗卸煤时，大仓嘴闸板不能打开，防止二次装载。
1.1.3定量斗闸板二次打开闭锁
提煤方式只许定量斗闸板打开一次，防止向箕斗二次装载，装设有闸煤板开到位传感器和闸煤板关到位传感器，将定量斗闸煤板的开到位和关到位的非同时作为计数器的触发条件。
1.1.4其他闭锁装置
同时还设有分煤板闭锁大仓闸煤板、定时闭锁装载皮带（防止因大仓闸煤板卡块关不严、关不到位造成漏煤）、定量斗煤量超限闭锁、报警等。
1.2装设保护装置
1.2.1定量斗安装仓满保护装置
定量斗安装仓满保护装置传感器安装在定量斗上方，当定量斗所装入煤与仓满保护装置传感器接触时，使保护装置动作发出信号并闭锁大仓嘴闸板和皮带，使其不能打开和停止皮带的运行，作为称重表超限控制装煤量的后备保护。
1.2.2装载站操作台安装防重装报警装置
装载站操作台安装防重装报警装置，当防重装保护动作时，装载操作台语音告警，并闭锁定量斗闸板打不开。
1.2.3装载站设置装载站急停保护
装载站设置装载站急停保护，操作台安装装载急停按钮，当出现跑水煤或设备出现不可控状态时，操作台可按下装载急停按钮，装载机电设备停止工作，处于停止状态，避免出现定量斗超载发生。
2卸载防箕斗未卸空引起超载提升技术方案
当箕斗上行至卸载位置时，正常状态是进入曲轨箕斗闸板自动打开，箕斗内的煤自动卸入卸载小仓，但当出现煤粘时将有部分煤不能卸出，同时下行到装载位置的箕斗装满后将自动发出开车信号，上勾粘煤的箕斗将下放运行至装载，此时再次装煤将发生超载。因此检测箕斗是否粘煤非常重要，采取以了下方案：
2.1卸载站装设物料传感器
采用MWS-DP-3-24V型微波固体物料探测传感器，该传感器具有动作灵敏、可靠、方便，能自动检测散状物料或液体料位，安装在卸载正对箕斗闸板打开位置，距离1-2米。当箕斗闸板打开时，煤由箕斗卸入卸载小仓，此时物料探测器检测到物料后，其控制接点闭合输出信号，煤放空后输出接点断开，通过控制接点接通和断开时间来判断箕斗内原煤是否卸出、卸出多少。
2.2装设视频监控装置
在卸载位置安装摄像头，视频图像通过网络传输给车房视频监视器，实时监控卸载运行画面，为提升机司机提供可靠的现场画面，起到安全监控作用。
3 车房防超载提升技术方案
3.1装设防重装保护装置
采用西门子S7-200 SMART PLC通过以太网分别与提升机电控、信号系统通信，读取提升机运行数据及信号系统装载量等数据。
3.1.1提升机电枢交锋电流值检测保护
当装载站装入箕斗标准装载量（20吨）提升运行后，后备保护装置监测提升机电枢交锋电流值，当大于750A小于2600A时自动报警（标准值为大于750A小于2750A），并闭锁装载站不能在向箕斗内装煤。
3.1.2实际卸载时间计时监测
当箕斗卸煤时，物料传感器自动检测并输出信号，并开始计时，当物料信号消失时计时结束，计算出实际卸载时间。实际卸载时间与报警限定时间值进行比较。实际卸载时间大于限定值，则输出卸载时间长报警，实际卸载时间小于限定值，则输出卸载时间短报警。无论卸载时间长还是短报警均反映卸煤状态不正常，均闭锁装载不能装煤，只有报警复位后方可再次装煤[1]。
3.1.3交锋电流的理论值
通过实际装载重量按一定系数比例换算出理论的交锋电流值。当箕斗在井筒处于交锋状态时，将交锋电流提取保存。将理论交锋电流值与实际交锋电流值进行对比。当实际交锋电流小于理论电流值时，系统会触发箕斗未卸净报警。并将实际交锋电流与理论交锋做差值，利用该差值反算出箕斗沾煤重量。实际使用中检测出箕斗的粘煤量精确到0.2吨。
3.2上位机监测系统
上位机监控软件与S7-200 SMART PLC实时进行通信，读取防重装系统数据，作为防超载提升的重要手段。
4防超载提升管理制度
为了确保主井提升系统的安全运行，防超载提升制定如下管理制度：
4.1手动自动切换要求
每次主井开始提升原煤时，装载和提升机必须先使用“手动”方式提升3-5勾，无异常情况方可使用“自动”方式。
4.2防重装报警后的要求
提升机防重装保护报警后，信号工与提升机司机必须共同确认报警的原因方可复位。报警原因不清不得复位、不得向箕斗装煤，并溜罐1-2勾。
4.3长时间停机后提升的要求
提升机停止提升超过1小时，必须先溜罐1勾，确认提升电流无问题后方可正常装煤提升。
4.4停止提升前的要求
停止提升前必须将定量斗的原煤绞空，定量斗不得长时间存煤。（特殊检修原因除外）
4.5定量斗超限后的处理
装载定量斗装煤量超过22吨，当班的信号工必须汇报科调度站，由科值班人员组织处理。信号工不得私自采取分次装载和手动电磁阀的方式处理。
4.6各值守人员的要求
提升期间装载信号工、提升机车操作工要认真监护装载机电设备、箕斗卸煤情况、提升机运行的电流等情况，发现异常必须及时停机汇报处理。
5结论
通过实施装载的准确称重检测和完善闭锁、箕斗卸煤煤流的监测、多方视频监控、管理制度的完善等综合措施，自2018年至今公司主井提升系统未发生一起超载提升事故，大大提高了主井提升系统的安全性，避免了超载提升带来的安全风险，同时在公司的老主井提升系统中推广应用，该综合措施具有广泛的应用推广价值。
参考文献
[1]胡桂林.主井提升机防重复装载保护装置设计[J].河北煤炭，2011.
关键词：提升系统;超载;PLC;防治
1装载防止装载量超载技术方案
1.1程序控制
装载站采用S7-300PLC为控制核心，将装载现场的称重传感器模拟信号、位置传感器的开关信号、皮带控制信号等全部接入PLC中，通过模拟量处理运算和逻辑运算形成完善的以定重闭锁为主、定时闭锁为辅、定容控制为后备的闭锁控制。
1.1.1设定装载定量斗装煤量下限值、超限值
设定装载定量斗装煤量下限值、超限值，利用PLC通过读取称重传感器模拟量值，然后进行运算设定超限值，装煤量到达超限值时自动停皮带、闭锁定量斗的闸煤板，防止一次性装载量超载。
1.1.2设定定量斗闸板打开与大倉嘴闸煤板闭锁
设定定量斗闸板打开与大仓嘴闸板闭锁，当定量斗闸板打开向箕斗卸煤时，大仓嘴闸板不能打开，防止二次装载。
1.1.3定量斗闸板二次打开闭锁
提煤方式只许定量斗闸板打开一次，防止向箕斗二次装载，装设有闸煤板开到位传感器和闸煤板关到位传感器，将定量斗闸煤板的开到位和关到位的非同时作为计数器的触发条件。
1.1.4其他闭锁装置
同时还设有分煤板闭锁大仓闸煤板、定时闭锁装载皮带（防止因大仓闸煤板卡块关不严、关不到位造成漏煤）、定量斗煤量超限闭锁、报警等。
1.2装设保护装置
1.2.1定量斗安装仓满保护装置
定量斗安装仓满保护装置传感器安装在定量斗上方，当定量斗所装入煤与仓满保护装置传感器接触时，使保护装置动作发出信号并闭锁大仓嘴闸板和皮带，使其不能打开和停止皮带的运行，作为称重表超限控制装煤量的后备保护。
1.2.2装载站操作台安装防重装报警装置
装载站操作台安装防重装报警装置，当防重装保护动作时，装载操作台语音告警，并闭锁定量斗闸板打不开。
1.2.3装载站设置装载站急停保护
装载站设置装载站急停保护，操作台安装装载急停按钮，当出现跑水煤或设备出现不可控状态时，操作台可按下装载急停按钮，装载机电设备停止工作，处于停止状态，避免出现定量斗超载发生。
2卸载防箕斗未卸空引起超载提升技术方案
当箕斗上行至卸载位置时，正常状态是进入曲轨箕斗闸板自动打开，箕斗内的煤自动卸入卸载小仓，但当出现煤粘时将有部分煤不能卸出，同时下行到装载位置的箕斗装满后将自动发出开车信号，上勾粘煤的箕斗将下放运行至装载，此时再次装煤将发生超载。因此检测箕斗是否粘煤非常重要，采取以了下方案：
2.1卸载站装设物料传感器
采用MWS-DP-3-24V型微波固体物料探测传感器，该传感器具有动作灵敏、可靠、方便，能自动检测散状物料或液体料位，安装在卸载正对箕斗闸板打开位置，距离1-2米。当箕斗闸板打开时，煤由箕斗卸入卸载小仓，此时物料探测器检测到物料后，其控制接点闭合输出信号，煤放空后输出接点断开，通过控制接点接通和断开时间来判断箕斗内原煤是否卸出、卸出多少。
2.2装设视频监控装置
在卸载位置安装摄像头，视频图像通过网络传输给车房视频监视器，实时监控卸载运行画面，为提升机司机提供可靠的现场画面，起到安全监控作用。
3 车房防超载提升技术方案
3.1装设防重装保护装置
采用西门子S7-200 SMART PLC通过以太网分别与提升机电控、信号系统通信，读取提升机运行数据及信号系统装载量等数据。
3.1.1提升机电枢交锋电流值检测保护
当装载站装入箕斗标准装载量（20吨）提升运行后，后备保护装置监测提升机电枢交锋电流值，当大于750A小于2600A时自动报警（标准值为大于750A小于2750A），并闭锁装载站不能在向箕斗内装煤。
3.1.2实际卸载时间计时监测
当箕斗卸煤时，物料传感器自动检测并输出信号，并开始计时，当物料信号消失时计时结束，计算出实际卸载时间。实际卸载时间与报警限定时间值进行比较。实际卸载时间大于限定值，则输出卸载时间长报警，实际卸载时间小于限定值，则输出卸载时间短报警。无论卸载时间长还是短报警均反映卸煤状态不正常，均闭锁装载不能装煤，只有报警复位后方可再次装煤[1]。
3.1.3交锋电流的理论值
通过实际装载重量按一定系数比例换算出理论的交锋电流值。当箕斗在井筒处于交锋状态时，将交锋电流提取保存。将理论交锋电流值与实际交锋电流值进行对比。当实际交锋电流小于理论电流值时，系统会触发箕斗未卸净报警。并将实际交锋电流与理论交锋做差值，利用该差值反算出箕斗沾煤重量。实际使用中检测出箕斗的粘煤量精确到0.2吨。
3.2上位机监测系统
上位机监控软件与S7-200 SMART PLC实时进行通信，读取防重装系统数据，作为防超载提升的重要手段。
4防超载提升管理制度
为了确保主井提升系统的安全运行，防超载提升制定如下管理制度：
4.1手动自动切换要求
每次主井开始提升原煤时，装载和提升机必须先使用“手动”方式提升3-5勾，无异常情况方可使用“自动”方式。
4.2防重装报警后的要求
提升机防重装保护报警后，信号工与提升机司机必须共同确认报警的原因方可复位。报警原因不清不得复位、不得向箕斗装煤，并溜罐1-2勾。
4.3长时间停机后提升的要求
提升机停止提升超过1小时，必须先溜罐1勾，确认提升电流无问题后方可正常装煤提升。
4.4停止提升前的要求
停止提升前必须将定量斗的原煤绞空，定量斗不得长时间存煤。（特殊检修原因除外）
4.5定量斗超限后的处理
装载定量斗装煤量超过22吨，当班的信号工必须汇报科调度站，由科值班人员组织处理。信号工不得私自采取分次装载和手动电磁阀的方式处理。
4.6各值守人员的要求
提升期间装载信号工、提升机车操作工要认真监护装载机电设备、箕斗卸煤情况、提升机运行的电流等情况，发现异常必须及时停机汇报处理。
5结论
通过实施装载的准确称重检测和完善闭锁、箕斗卸煤煤流的监测、多方视频监控、管理制度的完善等综合措施，自2018年至今公司主井提升系统未发生一起超载提升事故，大大提高了主井提升系统的安全性，避免了超载提升带来的安全风险，同时在公司的老主井提升系统中推广应用，该综合措施具有广泛的应用推广价值。
参考文献
[1]胡桂林.主井提升机防重复装载保护装置设计[J].河北煤炭，2011.