煤礦豎井投料防堵技術研究

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1、煤礦豎井投料防堵技術研究【摘要】通過對唐山礦業(yè)分公司肝石充填系統(tǒng)豎井投料可能出現的堵井危險進行分析和研究，確定運用多種形式和技術，實施自動化綜合監(jiān)測監(jiān)控，杜絕發(fā)生因堵井而造成的廢井事故，提高豎井投料的安全系數?！娟P鍵詞】豎井投料；防堵；需達物位儀；微波固體流量開關開灤唐山礦業(yè)分公司2013年建成肝石充填回采系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括地面投料系統(tǒng)和井下采面充填系統(tǒng)，其中地面充填系統(tǒng)包括井上集中控制室，儲肝倉庫，運料系統(tǒng)及投料井四大組成部分。整個系統(tǒng)運行過程中投料井的安全是最關鍵環(huán)節(jié)。此投料井深度620米,井下建造有投料緩沖倉嗣室一座，嗣室內建有緩沖器一套和儲什倉一個。1、投料流程井上可石或料

2、石通過儲可倉庫內的膠帶輸送機投入投料井，砰石通過620米的投料井自山落體下落到井下緩沖倉，砸落在緩沖器上，降低沖擊力后落入肝石倉中。2、堵井情況分析2.1投料井堵塞投料井內徑580mm,設計入料粒度小于等于50mmo因投料井專供投料使用，構造相對簡單，采用復合金屬管路貫通井下負600水平。石干石或料石運輸、儲存和投料過程中因天氣冷暖變化和濕度變化情況可能出現結塊現象，造成投料粒度增大，在實際投料過程中可能出現堵塞井筒情況，井筒為豎井口封閉，如發(fā)生井筒堵塞情況將極難疏通，甚至可能成為廢井。2.2儲什倉堵塞石干石或料石經過緩沖器后可能出現將儲肝倉填滿溢出現象，如不及時發(fā)現可能填滿整個

3、緩沖倉麗室并堵塞投料井。3、技術分析要解決以上兩種問題，需要分別處理。首先監(jiān)測上井口入料和下井口出料狀態(tài)，通過自動化控制系統(tǒng)控制投料系統(tǒng)運行，防止料石堵井。3.1投料井防堵技術方案采用一種新型防堵監(jiān)測裝置。主要構成情況如下：防爆型微波固體流量開關兩個、多通道光纖轉換器一對，可編程控制器一套，控制系統(tǒng)微機一套，配套掛架兩個。圖1、圖2、圖3是結構示意圖。圖中設備包括如下：充填站運料膠帶輸送機、投料井上口微波固體流量開關1、光纖轉換器1、控制系統(tǒng)微機、投料井、投料井下口固體流量開關2、光纖轉換器2、緩沖裝置、給煤機、膠帶輸送機。具體實施方式圖中顯示，本實用新型裝置中微波固體流量開關1

4、、2分別固定在投料井上下口靠近井壁位置，且不被井壁遮擋，固定方式為圖4所示采用管式夾具安裝。兩開關分別連接光纖轉換器，將電信號轉為光信號，用光纜傳輸到控制室內的控制系統(tǒng)的PLC,通過控制系統(tǒng)微機進行監(jiān)測和控制。此微波固體流量開關防護等級為IP67,耐振10-150HZ,可有效防止煤塵滲入和管路振動，發(fā)射功率Max5mW，測量范

5、韋I0~2m,繼電器動作延時Maxl5so當有固體通過井口投入時，微波固體流量開關1將捕捉到這個動作，并將此動作轉化為開關量信號，開關量信號轉化為光信號后，經過光纜傳輸到控制系統(tǒng)PLC；當物料經過自由落體落到投料井下口時被微波固體流量開關2捕捉到動作，在組

6、態(tài)軟件中反映此兩個開關量。通過理論演算和實際測量，物料自投料井上口投入經過大約12.5s~13s落到投料井下口，在微機中設定兩個微波固體流量開關監(jiān)測到的信號間隔時間大于13s（實際設定為15s）,當兩開關量時間大于15s時，即可認定為發(fā)生初期堵井情況（可理解為少量物料堵井或附著井壁），此時控制系統(tǒng)將停止充填站運料膠帶輸送機工作，并伴有報警聲光提示，工作人員可根據現場情況進行應急處理。當充填站運料膠帶正常停止工作13s后，微機將停止讀取開關量，防止誤報警。2.2儲肝倉防堵技術方案圖5是此方案結構示意圖。在擋仰籠上方安裝2臺防爆攝像頭，。在緩沖器托梁下安裝3臺脈沖雷達物位儀。2臺防爆

7、攝像頭,24小時監(jiān)視緩沖倉內投料情況和儲I；干倉內物料水平,通過光纖將視頻信號傳到井上集中控制室，便于控制人員實時監(jiān)控。選用脈沖雷達物位儀是因其具冇高達26GHz的發(fā)射頻率，具冇較強的抗干擾能力，測量盲區(qū)小，有較高的測量精度和可靠性。因倉口較大安裝3臺脈沖雷達物位儀是為了脈沖信號能基本覆蓋倉內各角落實時監(jiān)測儲肝倉內物料水平及位置變化。雷達反饋信號傳輸到井上控制室通過組態(tài)軟件可顯現儲砰倉肝石堆積高度，設定危險位置上限，具有報警功能。這樣可以杜絕滿倉造成的堵塞隱患。4、結論此煤礦豎井投料防堵技術實際運用狀態(tài)良好，視頻信號與數字信號相結合，多種監(jiān)測監(jiān)控方式互補，安裝方便，可靠性高。降低

8、物料堵井的危險性，在堵井初期就能及時監(jiān)測，并自動停止投料，降低了事故處理時間和難度，降低了清井處理成本，解決了人工無法及時發(fā)現堵井情況的難題。