专利名称：矿井箕斗定重自动装载系统的制作方法
技术领域：
矿井箕斗定重自动装载系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种矿井定量装载系统，特别是涉及一种基于非接触称量技术的矿井箕斗定重自动装载系统。
背景技术：
[0002]《煤矿安全规程》第382条规定“箕斗提升必须采用定量装载”。定量斗箱式装载设备，在我国已定为标准装载设备，具有结构简单，装载时不使用其他辅助设备等优点。其称量原理如图1所示。其中，由给煤机2驱动，原煤从煤仓1中输出，经过皮带机3运输，被装入定量斗5中进行称量。当定量斗5中的原煤重量达到给定值，控制系统即停止给煤机和皮带机动作。然后系统检测提升箕斗6的位置，待提升箕斗到位后将定量斗中的原煤装入提升箕斗。[0003]然而，在不同的地质条件下，有些煤矿煤质粘度大，水分含量不确定，传统的箕斗提升式定量装载系统在实际的使用过程中，定量斗箱式装载设备的箕斗滞煤严重，且滞煤量极具不确定性。如图1所示，对于这些煤矿因为煤质粘度大，原煤因为潮湿而滞留定量斗的问题，工程技术人员往往会通过在定量斗5中装载空气炮(图1中标号4)的方法迫使定量斗中原煤进入提升箕斗。而且，在这种情况下，微电子元件受井简涌水严重、硐室湿度大等恶劣条件影响，很容易损坏，进而导致控制设备出现故障而停运。在这种煤质的煤矿的生产过程中，通常将主井箕斗提升改为手动操作。操作时凭经验及感觉，估计滞煤量，采用打点计数(27 55s)装载，很不准确，常出现半罐提升和溢出，撒煤量大，提升能力受到极大的限制。[0004]传统的箕斗提升式定量装载系统，存在问题如下(1)定量斗箱安装需要开凿较大的硐室和增加凿井深度，岩巷工程需300万元，加之定量斗箱及其控制没备，中间环节多，投资巨大；( 控制设备的弱电微电子原件时常受恶劣环境影响，出现故障而失灵；(3) 装载时问因煤质和水分不同而改变，不利于实现提升自动化；(4)运行中增加了提升高度和排水高度IOm以上，增加了运转费用。[0005]矿井提升造价及运转费用是影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一。传统的箕斗提升式定量装载系统采用定量秤进行原煤称量，这种称量结构存在两个较大的弊端 ①结构复杂，易出故障；②水分含量大的原煤滞留定量斗的情况较为突出，增加空气炮进行疏通增加了成本和复杂度。应用于水分含量大的煤质矿井，由于主井提升系统功率大，耗电多，其用电量大约占到矿井总用电量的6 10%，造成了严重的能源浪费。增加了生产成本不说，更是造成了严重的资源和能源浪费，不利于建设节约型社会。[0006]因此，主井提升系统迫切需要经济、可靠、安全、自动化程度高的装载装置，以尽量发挥设备能力，减少提升循环时间，减少吨煤电耗。目前，针对井下水量大，原煤因为潮湿而滞留定量斗的问题，一些工程人员将装卸载自动化系统与主井提升系统进行融合，在主井提升系统的自动化程度上进行了有益的尝试。在有些地方，对定量斗装载系统进行了自动化改进，采用PLC实现了程序自动控制，提高了提升装载自动化程度，降低了劳动强度。虽然以上改进和试验在一定程度上解决了传统装载系统速度慢、可靠性低等缺点，但是并没有解决原系统成本昂贵、结构复杂的问题。实用新型内容[0007]本实用新型针对传统定量秤装载系统存在的问题，提出一种基于非接触称量技术的矿井箕斗定重自动装载系统，结构简单，运行经济可靠。[0008]本实用新型所采用的技术方案[0009]一种矿井箕斗定重自动装载系统，包括给煤机，箕斗提升系统，定量称重装置，程序控制器，所述定量称重装置的一次检测元件采用霍尔传感器，所述定量称重装置包括磁铁和一组或并列的两组霍尔传感器，所述霍尔传感器组中的每一个霍尔传感器依次安装在井筒一侧，磁铁和霍尔传感器对应安装在提升箕斗上，所述霍尔传感器输出信号连接程序控制器；程序控制器输出信号控制连接给煤机，并向提升控制室发出停车和运行信号。[0010]所述的矿井箕斗定重自动装载系统，在提升控制室设有微机控制系统，所述程序控制器和微机控制系统交互连接，程序控制器输出信号控制连接给煤机和提升箕斗提升系统，微机控制系统包括人机界面。[0011]所述的矿井箕斗定重自动装载系统，包括皮带运输机，所述给煤机输送物料到皮带运输机，皮带运输机喂料口的设置和加料状态下提升箕斗的加料口对应。[0012]本实用新型的有益积极效果[0013]1、本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统，有效地实现了主提升自动定量装载， 结构简单，使用安全可靠，经济、合理。改进了原系统的硐室结构，取消定量斗，采用原煤经皮带直接进入箕斗的装载结构。本实用新型造价低，平均为6000元/套，投资不到定量斗箱式装载设施0. 3-0. 4%，一方面降低了装载系统的复杂程度，减少了投入成本，避免了不必要的故障隐患；另一方面使用经济效益好，减小了硐室体积(开挖硐室2500m3左右)，对新建矿井可减少建井深度IOm左右，每次提升减少提升距离10m，排水高度减少10m，节约了主井建设成本。[0014]同时，本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统，有效地克服滞煤现象，极大减轻清煤斜巷工作量，清煤工作量大大减少，节约了大量人力物力；并且减少了煤炭装载时对钢丝绳及天轮的冲击，延长了钢丝绳寿命。在目前企业抓管理、创效益的情况下，本项目的研究成果将具有较为广泛的推广价值。[0015]2、本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统，采用霍尔探测传感器感知箕斗位置， 控制精度高、电气隔离性能好，能有效避免强电部分窜入弱电部分，故障率基本为零。在井筒一侧安装霍尔传感器一组，在箕斗上安装磁铁一个，根据原煤重量和钢丝绳长度成正比的原理进行原煤称量。当箕斗下放到指定深度后，系统通霍尔传感器的反馈获取箕斗在装载过程中的下移量(即钢丝绳的拉伸长度)。当钢丝绳拉伸达到指定长度，即表示装载到设定重量。于是系统停止装载，发出提升信号。传感器组的设置一方面可以动态反映箕斗的深度变化，同时可以调整夏季和冬季钢丝绳伸张率的不同而引起的误差。[0016]3、本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统，基于PLC控制装置，采用微机技术对各霍尔传感器的信号进行采集，并根据设定进行自动装载。装载完毕后向提升控制室发出停车和运行信号。系统在装载硐室提供人机界面。由于井下水量大，一般元器件容易损坏或失效。霍尔传感器感知磁铁信号，在恶劣环境下工作可靠、稳定。微机控制技术相对来说发展成熟，可行性较大。可手动、自动转换，且自动不闭锁手动，使手动、自动安全运行。[0017]4、本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统，主提升自动定量装载装置采用有触点的开关组成逻辑电路完全实现装载自动化，直观，简单，只要有一般电工知识即可维修。抗干扰能力强，使用寿命长。使用方便，一定时期内只需调整霍尔传感头位置和时间继电器即可。在铁生沟煤矿应用以来效果良好。
[0018]图1 传统主井定量自动装载控制系统原理图；[0019]图2 本实用新型主井定量自动装载控制系统原理图(硐室结构)；[0020]图3 本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统定重称量原理图；[0021]图4 本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统校称系统电子秤安装图；[0022]图5 本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统校称系统校称原理图。
具体实施方式
[0023]实施例一参见图2、图3。本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统，包括给煤机2， 箕斗提升系统，定量称重装置，程序控制器，所述定量称重装置的一次检测元件采用霍尔传感器，所述定量称重装置包括磁铁8和一组或并列的两组霍尔传感器7，所述霍尔传感器组中的每一个霍尔传感器依次安装在井筒一侧，所述磁铁8和霍尔传感器7对应安装在提升箕斗6上，所述霍尔传感器输出信号连接程序控制器；程序控制器输出信号控制连接给煤机2，并向提升控制室发出停车和运行信号。所述的矿井箕斗定重自动装载系统，包括皮带机3，所述给煤机2输送物料到皮带机3，所述皮带机的喂料口的设置与加料状态下提升箕斗6的加料口对应。图3为系统定量称量原理图。[0024]图2为本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统硐室结构(设备布置)。本实用新型的实施改进了原系统的硐室结构，取消了定量斗，采用原煤经皮带直接进入箕斗的装载结构，造价低，投资不到定量斗箱式装载设施0.3-0.4%。对新建矿井，减小了开挖硐室体积， 减少建井深度IOm左右，每次提升减少提升距离10m，排水高度减少10m，节约了主井建设成本。同时，本实用新型降低了装载系统的复杂程度，减少了投入成本，避免了不必要的故障急 ^^ ο[0025]实施例二 参见图2、图3，本实施例的的矿井箕斗定重自动装载系统，与实施例一不同的是，在提升控制室设有微机控制系统，所述程序控制器和微机控制系统交互连接，程序控制器输出信号控制连接给煤机2和提升箕斗提升系统，微机控制系统包括人机界面。[0026]本实用新型矿井箕斗定重自动装载系统，在实际的使用情况下，硐室设计比较容易完成。在原定量斗上方加装封闭地板，皮带机进行加长前移，主井箕斗底部重定位钢梁位置，即可完成硐室设计。但由于着塑性变形、气候会引起钢丝绳的蠕变等原因，因此需要设计行之有效的校称系统，针对钢丝弹性拉长引起的误差进行校正。[0027]校称系统设计原理如图4、图5所示图4中，在提升箕斗下方安装一个煤安电子秤9，作为校称的依据。图5是校称原理图，图中，实线是深度和时间的曲线、长虚线是电子秤读数和时间的曲线。假设当提升箕斗6的下放深度达到460m时，电子秤开始有读数。随着时间的推移，皮带机3开始向提升箕斗中加煤，电子秤9的读数也随之变大。当读数达到额定称量值时，停止皮带装载。随后，绞车开始提升箕斗。而由于箕斗中已经装载了煤，所以在电子称读数回到0之前，箕斗并没有提升，而绞车房的深度指示(该值由天轮的旋转产生)发生了变化。下放深度和箕斗离开电子秤的深度之间的差值及为调整值。该调整值通过选择不同的霍尔检测探头来进行校正。
权利要求1.一种矿井箕斗定重自动装载系统，包括给煤机，箕斗提升系统，定量称重装置，程序控制器，其特征是所述定量称重装置的一次检测元件采用霍尔传感器，所述定量称重装置包括磁铁和一组或并列的两组霍尔传感器，所述霍尔传感器组中的每一个霍尔传感器依次安装在井筒一侧，磁铁和霍尔传感器对应安装在提升箕斗上，所述霍尔传感器输出信号连接程序控制器；程序控制器输出信号控制连接给煤机，并向提升控制室发出停车和运行信号。
2.根据权利要求1所述的矿井箕斗定重自动装载系统，其特征是在提升控制室设有微机控制系统，所述程序控制器和微机控制系统交互连接，程序控制器输出信号控制连接给煤机和提升箕斗提升系统，微机控制系统包括人机界面。
3.根据权利要求1或2所述的矿井箕斗定重自动装载系统，其特征是包括皮带运输机，所述给煤机输送物料到皮带运输机，皮带运输机喂料口的设置和加料状态下提升箕斗的加料口对应。
专利摘要本实用新型涉及一种基于非接触称量技术的矿井箕斗定重自动装载系统。一种矿井箕斗定重自动装载系统，包括给煤机，箕斗提升系统，定量称重装置，所述定量称重装置包括磁铁和一组或并列的两组霍尔传感器，所述霍尔传感器组中的每一个霍尔传感器依次安装在井筒一侧，磁铁和霍尔传感器对应安装在提升箕斗上，霍尔传感器输出信号连接程序控制器；程序控制器输出信号控制连接给煤机，并向提升控制室发出停车和运行信号。本实用新型结构简单，使用安全，经济、可靠。改进了原系统的硐室结构，取消了定量斗，原煤经皮带直接装载入提升箕斗，造价低，投资不到定量斗箱式装载设施的0.3-0.4%，降低了装载系统的复杂程度，减少了投入成本，避免了不必要的故障隐患。
文档编号B66B17/26GK202296767SQ20112036152
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者史世杰, 张根现, 曹顺洲, 杨淑萍, 王光超, 王准涛, 王学刚, 马星河 申请人:义马煤业集团股份有限公司