基本信息
- 项目名称：
- 矿井箕斗安全装载实时监控系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 矿井箕斗安全装载实时监控系统吸收了国内外先进的微机技术、控制技术、无线传输技术研制。它是集检测、保护、控制、通信为一体的自动化装置。可实现对矿井的主井的箕斗提升容器载荷的检测、显示及控制，同时对钢丝绳的张力进行检测、显示与保护的功能，从而提高了煤矿主井的箕斗提升容器的可靠性和安全性，有利于提高矿井生产效率和生产安全，具有重大的经济效益和社会效益。
- 详细介绍：
- “运输是矿井的动脉，提升是咽喉！” 在煤矿的生产中提升箕斗担负着煤炭、钎石、下方材料、降人员和设备的运输任务，是最重要最繁忙的生产环节之一。保证提升箕斗安全正常地工作对煤矿的生产有着非常重大的意义。针对此问题，提出了“矿井箕斗安全装载实时监控系统”的设计。 1. 作品设计、发明的目的 实现对矿井的主井的箕斗提升容器载荷的检测、显示及控制，同时对钢丝绳的张力进行检测、显示与保护的功能，遍免箕斗钢丝绳滑绳、断绳、高罐，造成箕斗坠井的恶性事故，提高了煤矿主井的箕斗提升容器的可靠性和安全性，有利于提高矿井生产效率和生产安全。 2. 作品发明的基本思想 矿井箕斗安全装载实时监控系统吸收了国内外先进的微机技术、控制技术、无线通信传输技术研制。它是集检测、保护、控制、通信为一体的自动化装置。 3. 作品发明的创新点 1) 利用油压传感器，实时获取钢丝绳受力情况； 2) 通过对钢丝绳的张力进行检测，实现对矿井的主井的箕斗提升容器载荷的检测、显示及控制的功能； 3) 根据箕斗提升容器的实时载荷重量，能够实现对箕斗滞留煤的报警； 4) 根据箕斗提升容器的最大装载量，控制装载容器的动作，控制箕斗提升容器的发车信号。 4. 技术关键 1) 能够可靠获取钢丝绳张力信息的传感器技术； 2) 直流电源供电技术； 3) 信号的传输包括系统中抗干扰措施、信号的无线数字传输和信号的串行通讯; 4) 上位机监控系统界面的设计; 5) 硬件组成器件的选择和合理的设计; 6) 软件的模块化优化设计; 7) 印刷电路板的制作; 8) 数据传输过程中的差错控制方式。 5. 主要实现功能 1) 通过实时检测箕斗提升容器的钢丝绳的张力，可判断是否漏油等故障情况。 2) 通过对钢丝绳的张力进行检测，显示箕斗提升容器的载荷重量。 3) 根据箕斗提升容器的实时载荷重量，能够实现对箕斗滞留煤的报警；根据箕斗提升容器的最大装载量，控制装载容器的动作，控制箕斗提升容器的发车信号。 4) 通过检测地面煤仓的煤位，实现煤仓煤位超限报警。 5) 通过检测油压反映箕斗提升容器的煤炭重量，将信号传到地面计算机系统，累计显示每天、每月、每年的煤炭产量。 6. 主要技术指标 1) 测压范围：0～30MPa 2) 供电电压：箕斗测重（12V蓄电池）、井下接收（110V～120V交流供电）、地面接收（220V交流供电） 3) 数据传输方式：无线模式FSK 4) 无线传输距离：0～100M 5) 工作环境：相对温度为-30℃到50℃，相对湿度为5%到95%
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1.作品设计、发明的目的 实现对矿井箕斗提升容器载荷的检测、显示及控制，同时对钢丝绳的张力进行检测、显示与保护的功能，遍免箕斗钢丝绳滑绳、断绳、高罐，造成箕斗坠井的恶性事故. 2.作品发明的基本思想 集检测、保护、控制、通信为一体的自动化装置。 3.作品发明的创新点 1)利用油压传感器，实时获取钢丝绳受力情况； 2)实现对矿井箕斗提升容器载荷检测、显示及控制的功能； 3)根据实时载荷，能够实现对箕斗滞留煤的报警； 4)根据最大装载量，控制箕斗提升容器的发车信号。 4.技术关键 1)能够可靠获取钢丝绳张力信息的传感器技术； 2)直流电源供电技术； 3)信号的传输包括系统中抗干扰措施、; 4)上位机监控系统界面的设计; 5)硬件组成器件的选择和合理的设计; 6)数据传输过程中的差错控制方式。 5.主要技术指标 1)测压范围：0～30MPa 2)供电电压：箕斗测重（12V蓄电池）、井下接收（110V～120V交流）、地面接收（220V交流） 3)数据传输方式：无线模式FSK 4)无线传输距离：0～100M 5)工作环境：相对温度为-30℃到50℃，相对湿度为5%到95%
科学性、先进性
- （注：详细介绍请参照申报材料） （1）目前的定重装载基本都是测量装载容器的重量，没有直接测量重装载后箕斗的实际载重量。 （2）日积月累造成箕斗中的残留煤炭增加，很容易造成箕斗载荷超限，或秤重装置发生疲劳误差及故障，影响生产，严重时会导致滑绳、断绳、高罐，造成箕斗坠井的恶性事故。 （3）吸收了国内外先进的微机技术、控制技术、无线传输技术研制。它是集检测、保护、控制、通信为一体的自动化装置。可实现对矿井的主井的箕斗提升容器载荷的检测、显示及控制，同时对钢丝绳的张力进行检测、显示与保护的功能。 参考文献 1．任中全等，基于PLC的矿用立井箕斗定重装载系统研制[J]，煤矿机械，2008.2 2. 芦健，张昆.王石凹煤矿立井箕斗定重装载系统的研制[J].矿山机械，2007，35(11):72-73 3. 张星星，罐笼和箕斗安全监控系统可靠性探讨[J]，矿山机械，2001.6
获奖情况及鉴定结果
- 没有参加评审、鉴定、评比和展示等活动。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 产品技术拟转让扬州顺达重工设备有限公司，明年拟完成防爆等检验。
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1.技术特点 该系统吸收了国内外先进的微机技术、控制技术、无线传输技术研制。它是集检测、保护、控制、通信为一体的自动化装置。 2.优势 系统能够实现对矿井的主井、副井的箕斗提升容器载荷的检测、显示及控制，同时对钢丝绳的张力进行检测、显示与保护的功能，从而提高了煤矿主井、副井的箕斗提升容器的可靠性和安全性，有利于提高矿井生产效率和生产安全。 3.适用范围 适合煤炭生产单位中主井、副井的箕斗提升容器的安全保护监测监控。 4.推广前景 可以弥补目前煤矿生产中主井、副井的箕斗提升容器监测监控系统的不足，对保障煤矿安全具有重要的作用，能够提高安全生产系数，减少煤矿事故的发生，更有力地保证矿工的人生安全，可以在煤炭生产企业进行推广应用。
同类课题研究水平概述
- (详细介绍请参照研究报告) 1、国外研究情况 由于国外对煤矿安全的要求很严格，所以对钢丝绳的张力很早就开始研究，并取得的许多成果，许多大的外国公司也批量生产检测产品，同样国外的检测系统也使用了不同的系统和方法，近几年国外的公司也逐步地向射频通信检测转移。 国外的张力检测系统一般工作较为可靠，精度和分辨率较高，系统较为复杂，造价较高，而且国外矿井的条件较好，这些系统要求的条件也较高。对于我国矿井提升箕斗系统来说如果照搬反而得不偿失。因此不适合我国的国情。 2、国内的研究情况 长期以来我国对提升箕斗钢丝绳的检测多采取静态法，因为此法的不全面性限制的对事故的提前预测性，并没有真正的在检测中发挥很大的作用，经常作为辅助手段来使用。近几年来国内的科研单位也为解决钢丝绳的动态检测做了大量的工作，开发成一些动态测量钢丝绳的仪器或系统。 这些研究成果对我国矿井钢丝绳的检测做出了有益的探索，可这些科研成果一般把重点放在提高测试精度上，或是研究某一部分，并没有系统的产品，对于信号的实时传输研究的很少。总体来说我国的矿井箕斗安全装载实时监控系统还处在刚刚起步阶段。在理论和实践方面还有很长的路要走，特别是理论方面更是欠缺，没有系统地研究这方面的资料，处于摸索阶段，产品也多是引进国外的技术，但由于情况的差异，限制的产品的有效使用。 根据这一情况，我们提出设计一种箕斗提升容器载荷及钢丝绳张力监测保护装置。矿井箕斗安全装载实时监控系统吸收了国内外先进的微机技术、控制技术、无线传输技术研制。它是集检测、保护、控制、通信为一体的自动化装置。可实现对矿井的主井的箕斗提升容器载荷的检测、显示及控制，同时对钢丝绳的张力进行检测、显示与保护的功能，从而提高了煤矿主井的箕斗提升容器的可靠性和安全性，有利于提高矿井生产效率和生产安全，具有重大的经济效益和社会效益。 目前，对于箕斗保护的产品大多集中在保护提升机在运行中卡箕斗和过卷故障，类似本课题的专利产品还没有检索到，因此，研究一种矿井箕斗安全装载实时监控系统很有必要。
