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1、 本文由maxiaotian1985贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第卷第期 砌年月 煤矿机械 充填投料井管道底部堵塞自动监控系统的研究 张 蓓 ， （中国矿业大学应用学院，江苏徐州（￥） 摘要：充填物料以垂直方式运送到井下，其运输系统关键是垂直投料井管道不被堵塞，或是 被堵塞能及时发现并控制井上运输系统停机。针对以上问题提出了充填投料井管道底部堵塞自动 监控系统的研究，此系统可定位检测管道是否堵塞并可控制其系统设备运行，并对关键件无源液压 探头做了详细的论述。 关键词：充填开采；堵塞；自动监控；投料井；探头 中图分类号： 文献标志码
2、： 文章编号：）（） 州 。） 。 ： ， ， ， ： ， ； ； ； 概述 煤炭充填开采过程中，需要从地面运送物料到 由此得出电容值和输出电流值之间的关系。 联立式（）和式（）即可计算出煤仓料位高度 。 “：（矿一志），（：（一一足）（） （） ， 结语 式中 尺放电总负载。 有了发电平均电压，可方便算出，支路电流 综合以上计算与分析，该料位检测装置成本低， 结构简单，维护方便。同时，该测量装置能抗冲击， 不受粉尘和噪声干扰，对物料各种状态也无苛刻要 求，抗干扰能力很强。且其测量结果线性度很好，信 号连续易控制，方便实现数字化转换，能够很好地兼 容工业以太网控制体系，适宜应用在目前的煤矿综
3、合自动化控制系统中煤仓料位监控环节。 参考文献： 马素乎，寇子明深细煤仓料位自动监控系统的研究煤炭科 学技术。（） 郑友江，赵继云煤仓料位自动监控系统的研究煤矿机械， ，（）： 刘迎春，叶湘滨传感器原理设计与应用长沙：国防科技大 学出版社 秦曾煌电工学北京：高等教育出版社 作者简介：倪文峰（一），江苏淮安人，硕士研究生（在读） 从事煤矿自动化控制方面学习与研究，电子信箱：? 忙啪器（） 。，产生电流差，则 （） 设初始值为，此时，。，当 煤仓中有煤时煤仓电容量发生变化， ，。一，器（）（ 一屹） （） 式（）中，一因子使检测结果存在非线性特 征，在此通过适当设置电源频率和电阻的值，将此项 对应
4、所产生的变化量控制在以内。所以式 （）简化为（此时的为煤仓电容为初始电容值时 的状态） ，页而（卜一置）（。一） 万 方数据 （） ? 收稿期： 井下，方式一般有斜式运送与垂直运送。垂直运送 一般通过垂直管道运送物料到井下给料装置上，再 通过该装置把物料送到输送机上，给料装置能否及 时把物料输送出去是非常关键的。如果给料装置不 能及时把物料输送出去，势必堆积在管道的底部，甚 至堆满整个管道，此时必须及时关闭井上的给料设 备，否则，造成投料井管道的堵塞。如果管道堵塞， 清理起来必然很困难。因此，及时、可靠、准确、自动 监测管道底部是否堵塞以及能否及时关闭井上给料 设备是至关重要的。 常见料位检测
5、的方法 目前针对投料井管道堵塞的检测设备还没有报 道，仅有对料仓料位检测的设备，比较成熟的方法 有： 部堵塞测量的传感器应该具有良好的环境相容性、 高可靠性、防爆、测量位置固定、连续准确、易于维护 或免维护等特点。 投料井管道底部堵塞监控系统组成 投料井管道底部堵塞监控系统是针对投料井运 输系统的特点，根据重锤式料位检测原理加上特制 的探头传感器设计而成的，主要由检测机构和控制 机构组成。检测机构主要包括：电动机、蜗轮蜗杆减 速器、扭矩传感器、滚筒、霍尔传感器、钢丝绳以及无 源液压探头等。 控制机构主要包括单片机、控制器、计数装置、 显示装置和报警装置等。 钢丝绳一端联接无源液压探头，另一端通
6、过悬 吊在投料井上部顶梁上的定滑轮缠绕在测深绞车的 滚筒上，绞车滚筒端部圆周上设有均匀标记，在相应 位置上安装了一个霍尔传感器。当滚筒转动时，任 一标记经过霍尔传感器次，就发出个脉冲电信 号，记录脉冲信号的数量，就可以计算出滚筒的转动 量，从而求出无源液压探头的位移，相应的探头位置 用数字显示。滚筒与电动机之间采用蜗轮蜗杆减速 器，当电动机停转，由于蜗轮蜗杆减速器有良好的自 锁性能，无需另加制动装置，电机停转，无源液压探 头可停留在任何高度位置上。扭矩传感器安装在滚 筒与蜗轮蜗杆减速器之间，用来测量钢丝绳的拉力。 当无源液压探头被物料覆盖挤压时，钢丝绳拉力减 小，扭矩传感器立刻把此信号传给单片
7、机。 投料井管道底部堵塞监控系统工作原理 堵塞监测系统是针对充填投料井管道底部堵塞 特定条件开发研制的，系统开始工作时，单片机首先 检测探测无源液压探头是否位于初始位置，若无源 液压探头不在初始位置，则控制系统通过继电器控 制电动机反转，使无源液压探头回到初始位置。确 定无源液压探头位于初始位置后，电动机正转，带动 减速器及滚筒旋转，滚筒上钢丝绳通过滑轮把无源 液压探头下放，同时霍尔传感器发出记数脉冲，记数 脉冲送给单片机进行记数。无源液压探头被放置在 事先设计好的管道底部位置，显示器显示出无源液 压探头位于管道深度。当管道堵塞，物料堆积在无 源液压探头周边，此时物料就会对无源液压探头外 壳挤
8、压，使拉无源液压探头的钢丝绳拉力减小，从而 扭矩传感器的拉力减小，产生的信号送给单片机，单 （）超声波式能连续测量料位，探头不与物料 接触，无黏着和被埋危险。但对煤仓直径与深度比 有一定的要求，并要求煤仓形状规则，内表面光滑， 且测量盲区较大，因而可靠性差，测量深度也有一定 限度。 （）射线式 能作定点测量，也能作连续测 量，探头不与物料接触，无黏着和被埋危险，能用于 封闭容器。但是防护要求高，作连续测量时，价格昂 贵。 （）电阻式结构简单，安装容易，能作定点和 上限位监测，而且探头与物料接触容易黏着物料，造 成误动作，并容易损坏。 （）电容式是根据探极之间的电容正比于物 料的料位，能作定点测
9、量，也能连续测量，构造简单， 安装容易。但它要求物料的介电常数稳定，同样探 头接触物料易黏着物料和损坏，而且测量距离也较 短。 （）重锤式以钢丝绳悬挂重锤，定时地探测料 仓顶部到物料表面问的距离。它能定时作连续测 量，测量深度深，方法简单，成本较低，但重锤短时和 物料接触，有被埋的危险。 以上设备均是检测料仓料位的，而投料井要求 的是测量管道底部是否堵塞以及如何对上道设备及 时关闭问题，都不适用。因此，迫切需要设计一种新 型的系统来满足充填投料井管道底部堵塞自动监控 的要求。 投料井管道空间狭窄，直径一般在 以下，深 度在 ，且壁面粗糙，黏有一定量物料，时 间一长更为突出。鉴于投料井管道内环境
10、恶劣、粉 尘大、测距较远、电磁干扰强，故用于投料井管道底 片机通知继电控制器，控制器接收到这一信号后，停 止电动机运行。同时单片机给井上给料系统发出一 个停止给料信号并报警，从而完成一次监控过程，原 理见图。 ? 万 方数据 充填投料井管道底部堵塞自动监控系统的研究张蓓 完成了传输管道堵塞信号任务。 结语 第卷第期 充填开采采用垂直投料井将物料输送到井下是 近年来才应用的，监测投料井管道是否堵塞对充填 开采生产是非常重要的。将检测堵塞探头设计为非 带电体并固定在管道底部检测管道是否堵塞，改变 以往料仓料位探头为带电体或探头需要来回移动才 图堵塞监控系统工作原理图 能检测料位问题，避免了易受工作
11、环境潮湿、灰尘等 因素影响，时常产生误动作的弊端以及电动机频繁 正反转、启动等不利因素，更避免了煤粉爆炸的危 关键件设计 此系统关键件适应检测投料井底部堵塞的传感 器。该传感器要求无电源、固定不动、高可靠性、防 爆、连续准确、免维护等。针对以上特点设计了无源 液压探头传感器，它由柔性外壳、液体、重块、活塞等 组成，其结构见图。无源液压探头悬挂在投料井 管底部指定的探测位置上固定不动，当管道底部堵 塞时，外壳侧面受到物料挤压，柔性外壳受压变形， 变形力对探头内部液体施加压力，液体受压后把压 力传给内部活塞，推动活塞及活塞上重块一起向上 移动。而探头外壳不动，重块与钢丝绳相连，从而钢 丝绳拉力减轻
12、，引起扭矩传感器信号变化，扭矩传感 险。该系统设计合理、结构简单、能适应恶劣的工作 环境、自动检测、显示检测结果并能控制系统相关设 备、费用低廉、灵敏可靠。也适用于其他应用场合，具 有较高的推广使用价值。 参考文献： 郑友江，赵继云煤仓料位自动监控系统的研究煤矿机械， 。（）： 钱鸣高，许家林，缪协兴煤矿绿色开采技术中国矿业大学学 报，（） 高东晖一系列单片机在煤仓料位监测系统中的应用 山西冶金。（） 器再把信号传给单片机。到此无源液压探头传感器 马素乎，寇子明深细煤仓料位自动监控系统的研究煤炭科 学技术。（） 黄成祥，王杰，傅波，等重锤式智能料位仪的设计四川大学 学报（工程科学版），（） 王
13、福瑞单片微机测控系统设计大全北京：北京航空航天大 学出版社 作者简介：张蓓（一）。山西霍州人，中国矿业大学应用学院 电气工程及自动化专业在读本科，电话：，电子信箱： 日 图无源液压探头示意图 钢丝绳液体重块活塞外壳 收稿期： 技术立企人才兴企质量强企品牌荣企 莱芜煤机公司自主创新成果丰硕 近日，在山东煤机集团召开的首届科技大会上，山东煤机集团莱芜煤机公司自主研发的步进式烧结机系统设计等项成果荣获一等奖； 州一盘式加压过滤机等项成果荣获二等奖；水仓清理系统等项成果荣获三等奖另有名工程技术人员被评为“优秀科技工作者”。 近年来，莱芜煤机公司坚持“科学技术是第一生产力”的战略思想，确立“技术立企、质
14、量强企、人才兴企、品牌荣企”的发展战略把提高自 主创新能力摆在突出位置，倡导“精、准、严、细、实、恒”的“六字”工作标准，在产品开发、产学研合作、技术管理、技术改造、体系运行等方面结出 累累硕果，为该公司经济效益持续增长奠定了良好基础。 在产品开发方面，为保证技术创新工作的顺利开展，营造勇于创新、敢为人先的良好氛围，该公司先后制定下发了科技项目管理办法和 科技成果奖励办法，为技术创新工作搭建了良好的政策平台。仅年。完成新产品鉴定项获国家专利项，主持编制完成国 家行业标准项。加压过滤机被认定为“中国知名过滤机十佳品牌”，并获“全国用户满意产品”称号，烧结机被认定为“中国知名烧结机十佳名 优品牌”
15、，“兴华牌”商标被评为“山东省著名商标”。 在产、学、研合作方面，积极探索新模式，研究通过技术人股、资产重组等模式与院校和科研所单位搭建研发中心，形成利益共享、风险共担 的创新联盟，建立长效稳定的合作机制，完善技术创新管理体制和分配激励机制，导入了绩效工资制。目前，该公司与中国矿业大学、山东大 学、山东科技大学、平顶山选煤设计研究院、济南煤矿设计研究院、武汉科技大学等十多家校、院、所建立了长期稳定的合作关系。 在技术管理和技术改造方面，技术人员的技术创新理念和市场服务理念得到转变，创市场、闯市场的积极性有很大提高。技术人员先后参 与市场定货和销售服务人次，其中个项目定货成功，涉及定货额达万元。
16、在内蒙古泰生孑步进式烧结机项目定货中，工程 技术人员发挥了重大作用，充分运用技术导向的优势取得了这一重要项目的定货成功，是“反客为主”营销方法的典型成功案例，为今后以技 术创新引领市场创造了新的经验。同时，该公司不断加大技术改造力度，完成压滤机、破碎机专业化生产线，整合理顺成立了自主经营为主的 新型压滤机公司和破碎机公司，经过投产运行，取得了明显的经济效益。据统计：年，该公司完成新产品设计、重大改进、系列化设 计、引进特殊设计项目项。 在体系运行方面，质量管理体系、环境管理体系、。”认证体系、国家测量管理体系、职 业健康安全管理体系等长期保持有效运行。质量管理、质量检查、计量管理等工作得到加强
17、。大力加强技术中心建设，保持了“省级技术开发 中心”荣誉称号。 苗成标供稿 一 万 方数据 充填投料井管道底部堵塞自动监控系统的研究 作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数： 张蓓， ZHANG Bei 中国矿业大学应用学院,江苏,徐州,221008 煤矿机械 COAL MINE MACHINERY 2008，29(6) 0次 参考文献(6条) 1.郑友江.赵继云.石峰 煤仓料位自动监控系统的研究期刊论文-煤矿机械 2005(7) 2.钱鸣高.许家林.缪协兴 煤矿绿色开采技术期刊论文-中国矿业大学学报 2003(4) 3.高东晖.王志刚 MCS-51系列单片机在煤仓料
18、位监测系统中的应用期刊论文-山西冶金 2001(3) 4.马素平.寇子明 深细煤仓料位自动监控系统的研究期刊论文-煤炭科学技术 2001(6) 5.黄成祥.王杰.傅波.谢永乐 重锤式智能料位仪的设计期刊论文-四川大学学报（工程科学版） 2000(3) 6.王福瑞 单片微机测控系统设计大全 1998 相似文献(1条) 1.期刊论文 王荃 邢台矿充填开采投料孔防堵措施的研究与实施 -中国外资2009(8) 介绍了邢台矿矸石粉煤灰充填投料孔防堵技术措施及其实施效果,通过几个面的防堵保护技术研究,有效避免了充填投料孔的堵塞,增加了充填的安全 系数,保证了充填料的顺利运输,为充填项目的成功提供了保障. 本文链接：http:/ 下载时间：2010年4月10日1