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超聲波煤位檢測(cè)裝置在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用論文
摘要:監(jiān)測(cè)監(jiān)控在煤礦安全生產(chǎn)中的作用越來越廣泛，煤位檢測(cè)裝置就是礦山自動(dòng)化領(lǐng)域里一個(gè)重要組成部分。與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法相比，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有著控制準(zhǔn)確、監(jiān)測(cè)方便和操作安全等優(yōu)點(diǎn)，它能夠提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提前預(yù)警，及時(shí)斷電等種種實(shí)用功能。文章首先介紹了煤倉煤位檢測(cè)裝置在礦山安全生產(chǎn)中的重要作用，其次闡述了超聲波煤位探測(cè)裝置的基本原理和技術(shù)特點(diǎn)，最后針對(duì)當(dāng)前常村煤礦的實(shí)際情況，詳細(xì)介紹了螺旋煤倉煤位檢測(cè)裝置接入KJ95N監(jiān)控系統(tǒng)后的使用方法，以及當(dāng)煤倉達(dá)到上限值后的自動(dòng)化聯(lián)動(dòng)等問題，這對(duì)于防止煤倉中的煤溢出，確保煤礦煤倉有序放煤有著至關(guān)重要的作用。
關(guān)鍵詞:煤位檢測(cè)裝置;監(jiān)控分站;遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)
在生產(chǎn)實(shí)踐中，煤倉是按照礦井的出煤量來設(shè)計(jì)大小的。按照原來的設(shè)計(jì)規(guī)劃，常村礦每年的原煤產(chǎn)量是三四百萬噸，所以設(shè)計(jì)的煤倉大小屬于中等煤倉。近年來，由于煤炭銷路的打開，常村礦每年生產(chǎn)的原煤有八百萬噸左右，原煤產(chǎn)量增加了一倍多，而原來設(shè)計(jì)的煤倉就不能滿足原煤儲(chǔ)運(yùn)的需要，在原煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)未改變的情況下，就只能在原煤運(yùn)輸調(diào)度上下功夫。這就首先提到煤位檢測(cè)裝置的運(yùn)用，它的主要作用是:當(dāng)進(jìn)入煤倉的煤炭量大于輸出的煤炭量時(shí)，由于煤炭的累積，就會(huì)導(dǎo)致煤倉中的煤越來越多，當(dāng)達(dá)到一定的量時(shí)，煤位檢測(cè)裝置就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，調(diào)度指揮中心通過生產(chǎn)上的調(diào)控，放緩煤倉中的煤炭輸入速度，提高煤倉中的煤炭輸出速度;當(dāng)煤倉中的煤量達(dá)到上限值時(shí)，調(diào)度指揮中心就要發(fā)布指令停止膠帶的運(yùn)行，防止煤倉中的煤溢出，從而避免出現(xiàn)設(shè)備的損壞和人員的傷亡。煤倉是煤礦井上和井下連接的一個(gè)中轉(zhuǎn)站，連接著煤礦的產(chǎn)量和銷量的一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，所以說，煤倉煤位檢測(cè)系統(tǒng)是保障煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要設(shè)施之一，在煤礦的安全生產(chǎn)、和諧發(fā)展中有著至關(guān)重要的作用［1］。
1超聲波煤位檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理
利用超聲波技術(shù)測(cè)量物位是目前應(yīng)用最為廣泛的物位測(cè)量方法，相比于傳統(tǒng)的物位測(cè)量方法具有價(jià)格合理、性能穩(wěn)定、在惡劣的環(huán)境條件下有較強(qiáng)免疫力的優(yōu)點(diǎn)。超聲波物位計(jì)有一個(gè)壓電陶瓷換能器，由其發(fā)出高頻脈沖信號(hào)通過傳輸介質(zhì)傳遞到聲源傳感器上，而聲源傳感器由一塊或多塊的壓電晶片組成;當(dāng)壓電晶片接收到高頻脈沖信號(hào)時(shí)，壓電晶片一供電就產(chǎn)生微小的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，根據(jù)壓電晶片微小的機(jī)械運(yùn)動(dòng)由膜片轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)。反之，接收聲波時(shí)，膜片也會(huì)產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而機(jī)械運(yùn)動(dòng)則被相連的壓電晶體轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(反射信號(hào))［2］。超聲波測(cè)位的原理是:首先發(fā)射探頭發(fā)出超聲波脈沖信號(hào)，經(jīng)過傳輸介質(zhì)傳遞到界面，然后經(jīng)界面通過傳輸介質(zhì)返回接收探頭，根據(jù)從發(fā)射到接收脈沖信號(hào)的時(shí)間和聲波在介質(zhì)中的速度，就可以求出被測(cè)煤位的距離。被測(cè)煤位的的距離S的計(jì)算公式為:S=12Ct式中:C為空氣中的聲速。
2超聲波煤位檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)
1)定向性強(qiáng)。由于超聲波的能量消耗緩慢，在介質(zhì)中的傳播距離較遠(yuǎn)，所以對(duì)于物位的檢測(cè)有較強(qiáng)的方向性，不管對(duì)于靜止的物體還是移動(dòng)的物體，都能夠適用。2)方便檢測(cè)。由于煤礦的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境比較惡劣，而基于超聲波技術(shù)的煤位檢測(cè)裝置不需要與煤層直接接觸，因而減少了煤礦惡劣環(huán)境對(duì)設(shè)備的侵蝕性，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，這就決定了超聲波煤位檢測(cè)裝置在煤倉煤位的檢測(cè)中有較強(qiáng)的實(shí)用性。3)測(cè)量精度高。目前國(guó)內(nèi)的超聲波測(cè)距集成電路的測(cè)量精度已經(jīng)達(dá)到了厘米級(jí)，這種測(cè)量精度已經(jīng)不亞于人的目測(cè)精度，在煤礦安全生產(chǎn)中對(duì)于煤位的檢測(cè)和調(diào)控已經(jīng)足夠了。4)實(shí)時(shí)控制。超聲波檢測(cè)物位迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單，所以易于做到實(shí)時(shí)控制。這對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行，避免造成設(shè)備損壞和人員傷亡有著至關(guān)重要的作用。盡管基于超聲波技術(shù)的煤位檢測(cè)裝置有上述諸多優(yōu)點(diǎn)，但是它也有自身的局限性。例如，設(shè)備本身存在著測(cè)量盲區(qū)大、測(cè)量深度有限、對(duì)煤倉的直徑及其表面是否光滑等有嚴(yán)格的要求;檢測(cè)精度又受溫度、聲壓和風(fēng)力等因素的影響。為保障煤礦安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行，又適應(yīng)當(dāng)前煤炭經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下行，達(dá)到降本增效的目的，在不需要增加額外支出的前提下，結(jié)合我礦井下環(huán)境的具體情況，這就需要我們?cè)趯?duì)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)上下功夫。
3KGU5B煤位檢測(cè)裝置在我礦安全生產(chǎn)中的運(yùn)用
KGU5B礦用超聲位儀由物位儀控制箱，物位儀換能器，物位儀顯示器組成，見圖1。圖1超聲位儀系統(tǒng)這種物位儀有很好的軟件支持，微處理器自動(dòng)控制功率發(fā)射和信號(hào)接收電路，自動(dòng)修正工作參數(shù);識(shí)別真實(shí)的回波信號(hào)，有效地濾除噪聲和干擾信號(hào)，進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和數(shù)值計(jì)算等數(shù)據(jù)處理，以達(dá)到理想的測(cè)量效果。此設(shè)備提供兩種模擬信號(hào);一種是電流信號(hào)4～20mA，一種為頻率信號(hào)200～1000Hz。兩個(gè)控制信號(hào);高位繼電器本安(常開)輸出。將電流信號(hào)連接到一臺(tái)物位儀顯示器上，這樣膠帶司機(jī)可以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)實(shí)地進(jìn)行觀察，及時(shí)了解煤倉的進(jìn)煤和出煤情況，發(fā)現(xiàn)將要達(dá)到煤倉報(bào)警點(diǎn)的時(shí)候，及時(shí)匯報(bào)并調(diào)控煤倉的進(jìn)煤情況，從而達(dá)到防止煤倉冒倉和安全生產(chǎn)的目的;將頻率信號(hào)接入KJ95系統(tǒng)上傳到監(jiān)控主機(jī)上，由監(jiān)控人員對(duì)煤倉的儲(chǔ)煤情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而達(dá)到調(diào)控煤倉存儲(chǔ)情況的目的，見圖2。上述的煤位檢測(cè)裝置對(duì)進(jìn)行煤倉實(shí)時(shí)實(shí)地的雙重監(jiān)測(cè)，提高了對(duì)煤倉煤位的有效監(jiān)測(cè)，對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)有著重要作用。根據(jù)我礦的實(shí)際出煤情況，一般煤倉煤位穩(wěn)定在7．5～12m左右，而滿倉煤位在18m，將12m設(shè)為煤倉的上限報(bào)警，17m為煤倉上限控制值，只要煤倉達(dá)到此值(此值通過主機(jī)在設(shè)置)，結(jié)合監(jiān)控分站、遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)和膠帶聯(lián)鎖制動(dòng)，控制膠帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，不再往煤倉運(yùn)煤，見圖3。
4結(jié)語
煤位檢測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)礦山自動(dòng)化生產(chǎn)的一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，這是大趨勢(shì)。煤位檢測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)了解煤倉的存儲(chǔ)情況，在保證安全生產(chǎn)的前提下最大限度的提高了生產(chǎn)效率。減少了企業(yè)事故的發(fā)生，提高了企業(yè)的收益，具有良好的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
［1］張向東，蘭常玉，董榮泉．自動(dòng)化煤位探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析［J］．山西建筑，2008(5):358－359．
�。�2］喬治．智能超聲波物位計(jì)實(shí)際應(yīng)用中的問題及解決［J］．自動(dòng)化與儀器儀表，2011(5):70－73．
【超聲波煤位檢測(cè)裝置在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用論文】相關(guān)文章：
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