智能型矿井提升定量称重控制系统的研究与应用

　　1 系统研究与应用的意义

　　徐州矿务集团是一个百年老矿, 开采深度多达一千多米。长期以来, 井下开采的煤炭主要依靠立井箕斗设备提升到地面进入储煤仓, 然后通过火车或汽车销往全国各地。煤矿立井提升系统工作过程如图 1 所示.

　　在提升煤炭过程中, 由于立井箕斗没有安装称重系统, 箕斗中的煤炭装多或装少无法知道。如果装多了, 造成箕斗超负荷运行, 加快钢丝绳磨损老化, 时常有掉罐, 出现罐毁人亡事故, 严重影响了煤矿的安全生产; 如果每罐煤炭装少了,就会造成工作效率降低, 浪费能耗, 不利于节能减排; 更重要的是, 井下每天、每月甚至每年实际生产的原煤产量无法计量, 只能依靠收尺量方和数矿车来推算产量, 计量严重失准, 无法对采区实行定额考核, 造成了产销量不一致, 常常出现亏吨或涨吨现象, 严重地影响煤炭企业经营生产。因此, 开展智能型矿井提升定量称重系统的研究和应用, 对于加强井下生产原煤计量, 实现对采区的定额管理, 做到产销一致, 确保矿井提升系统的安全, 节能减排和高产高效, 都有着重要的现实意义和深远的历史意义。

　　2 系统的组成原理与设计

　　智能型定量称重控制系统是一种按照事先设计好的称重程序和定量值将大批散状物料 ( 如 8t 煤炭)自动分成质量组相等的小份额载荷的自动称重控制系统, 国际建议 ( OIML) 称之为“重力式自动装料秤” ( Automatic Gravimetric FillingInstruments) 。

　　2.1 工作原理

　　智能型定量称重控制系统的基本工作原理是由秤体将被称散料的重量传递给称重传感器,称重传感器将输出的毫伏信号由称重显示控制器进行放大、滤波、数模 ( A/D) 转换之后, 送到微型计算机内进行数字处理, 通过显示器进行重量显示和打印输出, 同时再反过来对秤体进行控制, 从而形成一个闭环测控系统, 以实现完整的计量控制过程。其工作原理如图 2 所示.

　　2.2 系统的组成结构

　　2.2.1 秤体

　　智能型定量称重控制系统的秤体一般由贮料斗、称量斗和气动阀 ( 电磁阀) 组成。贮料斗通常以粗、细二级喂料方式给称量斗喂料, 称量斗在称完指定物料重量以后, 以开料斗斗底门方式排放物料, 其中粗、细喂料和开底门排料的信号均由称重显示控制器通过气动电磁阀予以控制。典型的秤体机械结构原理如图 3 所示。使用时,在微机控制下皮带喂料机以正常速度进行粗喂料,贮料斗①中的料进入称量斗③进行计量,称重显示控制器即采集重量数据, 当细喂料设定值时, 皮带喂料机②改为慢速运行, 同时控制气动喂料闸门④下降, 物料料层随之减薄, 使流量变小,减小了物料对称量斗的冲击, 使称重几乎在静态下进行。当达到预置设定值时, 皮带喂料机②停止运行, 由气动控制的断料斗⑤下降, 于是因惯性而离开了皮带喂料机②的物料被截留在斗内,称量斗③开始计量, 再由气动排料门汽缸⑦打开排料门⑥, 排料完毕则自动关闭排料门⑧, 进入下一次称重, 重复以上过程。一个完整的称重时序图如图 4 所示.