稱重式裝載係統在非通過式立井箕鬥裝載係統中的應用
科技專論
作者：齊曉廷 申玉罡
【摘要】針對非通過式裝載係統，主井底鼓形裝載設備存在的裝載量不可控、箕鬥經常超載、不能實現自動化運行等嚴重問題，從裝載設備本身入手，徹底解決裝載量不可控的問題，為主立井提升提供可靠的安全保障，同時，實現裝載自動化，改善現場操作人員的勞動條件，以實現生產操作的人性化。
【關鍵詞】裝載係統改造；自動化操作
1.新三礦主立井提升係統裝備狀況：
新三礦主立井承擔著礦井負3.5水平與地麵之間的原煤提升任務，於1995年正式投入運行。該車房安裝洛礦2010年生產的2JK-2-2.5型提升機，絞車運行速度：4.8m/s，提升高度：175m，提升容器配備JG-4.5Q輕型石家莊飛機製造長生產的鋁合金箕鬥一對，箕鬥有效容積：4.8m3，名義載重量：4.5t。係統自投運以來，隨著技術的進步和安全要求的提高，一方麵我們逐步將電控裝裝置由KKX係列改造為PLC可編程控製的智能化TKD型，並於2012年增加一套高壓變頻電控係統，確保了提升電控係統的雙備份，為安全提升創造了條件；另一方麵，提升機也由原來的XKT型改造為2JK-2.5*1.2型，提升容器為傳統的鋼製箕鬥進行了輕型化鋁合金改造，確保了提升機械部分的安全、可靠、高度，為安全生產錦上添花，所有這些工作，為新三礦的安全生產奠定了基礎。美中不足的是，限於新三礦主井底的地質條件及硐室和生產條件，箕鬥的裝載設備仍采用傳統的定容式裝載設備（非通過式裝載設備），而我煤質極不穩定，造成箕鬥超載頻繁，這種情況的存在一則違反《煤礦安全規程》第382條“-----箕鬥提升必須采用定重裝載”的規定，二則造成嚴重的安全隱患，製約了礦井的安全生產。
針對此情況，我礦曾對該裝載設備進行了定重升級改造，限於當時的技術條件，改造時以定容式裝載設備為基礎，通過在井底的箕鬥坐梁上安裝稱重傳感器稱重，在裝載設備溜煤筒上加裝限煤閘門控製煤量的方法實現定重。其原理是稱重傳感器發出重量信號經計算機處理後通過液壓站控製溜煤筒內的閘門開閉，實現箕鬥裝載的開始與停止。但經使用後發現該裝置實用價值不高，不具備正常的功能。
2.設備改造前運行情況分析
新三礦主立井提升係統經過幾年來的運行和不斷改造，總體的裝備技術水平得到了不斷提升，安全可靠性也得到了逐步提高，但井底裝載設備存在的問題成了該提升係統安全生產的瓶頸，直接影響了整體的安全運行，表現在：
2.1稱重傳感器直接承受箕鬥的全重和衝擊重量，損壞嚴重。稱重傳感器安裝於井底尾梁上，正常生產過程中箕鬥停在稱重傳感器上，一方麵箕鬥下回到位停車的瞬間對其產生較大的衝擊力；另一方麵裝載開始時設備鼓形溜煤槽翻轉時，大量煤炭瞬間落入箕鬥內，產生很大的衝擊力。這兩個力疊加，導致稱重傳感器損壞。我礦使用的稱重傳感器由最初的80t級增加至800t級後仍不能承受此衝擊力，造成生產維護成本過高，經濟性極差。
2.2稱重精度低，箕鬥裝載量不穩定，無法實現真正的定重。受結構因素影響，稱重傳感器承受了箕鬥的壓力，而箕鬥壓力與鋼絲繩鬆緊程度密切相關，而鋼絲繩在使用過程中是逐步變長的，這就造成箕鬥裝載量相應的減少；而稱重傳感器的信號經計算機處理後再通過液壓回路驅動油缸推動閘板限煤的過程中耗時較長，造成限煤延時，又增加了裝載量。二者相疊加，造成箕鬥內的實際裝載量不可控，也就無法定重。
2.3裝載設備仍以老式的鼓形裝載設備為基礎，造成提升機在提升未端的負載加大，形成實質的過負荷，危及提升安全。裝載開始時，裝載設備的溜煤槽依靠下行箕鬥的自重而旋轉過死點，兩碼滾筒的實際張力差增加，造成另一個箕鬥卸載負荷增加；而裝載完畢箕鬥離開裝載位置時，裝載設備的溜煤槽依靠上行箕鬥將自身抬起至過死點，造成初始提升負荷增加。對於雙筒提升機來講，每個提升過程的最初和最末過程的負荷是最大的，而此種裝載設備又加大了這個負荷，加局了提升過載且不可控，是提升過程的重大危險源之一。