当竖井单箕斗/罐笼配平衡锤提升机的提升容器运行到位停车后，平衡锤的实际停车位置取决于提升绳的长度。提升绳为弹性体，其长度会随着使用时间的增加而不断伸长，伸长后如不及时处理，会使平衡锤发生下过卷现象，过分伸长时，将导致尾绳底部与井底发生摩擦、碰撞，造成尾绳损坏，发生重大安全事故[1]。在以往运行中，提升绳基本靠点检人员定期对其伸长量进行测量，待伸长量达到一定程度后，通过调绳重新调整平衡锤的位置。人工定期测量不能实时准确地反映出提升绳的伸长量，尤其在深井提升中，提升绳伸长较快，若忘记测量，很可能导致过卷或重大事故的发生[2]。为防止提升绳伸长量过大，笔者设计了一种自动测量提升绳伸长量的系统。

1 检测原理

金川集团股份有限公司二矿区 18 行副井 1、2 号提升机，采用单罐笼配平衡锤的 4 绳塔式摩擦式提升机，井深 1 165 m (井口标高 1 801 m，井底标高 636 m)。有 4 个提升水平：井口 1 水平 (1 801 m)、2 水平(978 m)、3 水平 (850 m)、井底水平 (700 m)，其中废石提升作业在 3 水平和 4 水平进行。在废石提升过程中，千米深井随着生产时间的增加，提升绳伸长量的问题较为突出。由于罐笼的停车位置受提升机停车程序和各自水平停车开关的控制，提升绳伸长虽对罐笼的正常停车位置不产生影响，但关系到平衡锤的停车位置。当提升绳伸长时，会导致平衡锤的停车位置发生下移，所以提升绳的伸长量就反映为平衡锤的下移量。罐笼的运行标高由提升机控制软件 (PLC) 通过增量编码器传输的脉冲信号进行自动实时计算，故需要设计一种能够通过罐笼标高来计算伸长量的系统。当罐笼运行至井底水平时，平衡锤已运出至井口，在平衡锤下方与井口之间的合适区域内安装一个接近开关，同时需在平衡锤上安装一个金属感应片 (保证平衡锤经过接近开关时，能正常感应到该接近片)。调绳后罐笼运行情况如图1、2 所示。

  

图1 调绳后的正常停车位

 

1. 罐笼 1. 接近开关3. 金属感应片 4. 平衡锤

  

图2 调绳后检测开关动作时罐笼的位置

 

1. 罐笼 1. 接近开关3. 金属感应片 4. 平衡锤

当罐笼到达井底停车前，平衡锤已完全运出至井口，其上面的金属感应片也已经过接近开关，之后罐笼准确地停在井底水平。当罐笼由井底上行至其他水平时，平衡锤开始下行进入井筒，当其上面的金属感应片通过接近开关时，接近开关将动作信号送入提升机控制软件 (PLC)，软件记下此时罐笼的标高数值。当提升绳长度发生变化时，标高数值也相应发生变化。将提升绳调绳后测得的标高数值作为基准值(702．98 - 700．00 = 2．98 m)，后期提升机每次运行时测得的该数值与基准值的差值即为提升绳的伸长量。提升绳伸长后罐笼运行情况如图3、4 所示。

2 检测元件的选择与安装

对于该测量系统涉及到的软件，则借用提升机现有控制软件来实现，充分发挥其软件资源的优势。

  

图3 提升绳伸长后的正常停车位

 

1. 罐笼 2. 接近开关3. 金属感应片 4. 平衡锤

  

图4 提升绳伸长后检测开关动作时罐笼的位置

 

1. 罐笼 2. 接近开关3. 金属感应片 4. 平衡锤

对于接近开关的安装位置：① 从理论上讲，当罐笼处在井口位置 (平衡锤在井底) 时，也可以实现提升绳伸长量的测量，但是千米深井井筒涌水量较大，井底环境恶劣，检测开关如果安装在井底，受淋水和井筒落物撞击等不利因素的影响，开关寿命较短，且检测不可靠；② 由于 18 行副井为千米深井，提升行程较长 (约 1 101 m)，控制软件的行程计算存在较大的累积误差，如果在累积误差没有消除的情况下进行伸长量的测量，将降低测量数值的准确性，所以测量工作必须在提升行程计算的累积误差消除后进行，而消除累积误差需靠同步开关来实现。

由于药理学要求学生具有生理学、病理生理学等先修课程的良好基础，综合性较强，因此课程较之单一课程的难度大。在讲授药理学的过程中，往往因为学生先修课程基础较单薄，授课教师不得不花一定时间补充和回顾基础知识，不但占用药理学的授课时间，也会打乱教学安排，严重影响教学效果[9]。因此，确保学生对生理学、病理生理学等课程有较扎实的理论基础是首先要解决的问题。

综上所述，通过对实际工况的分析，将接近开关安装在井口平衡锤和同步开关之间的位置，选择图尔克 Ni60-K90SR-FZ3X2 型接近开关，该开关动作可靠，且防护等级高，使用寿命较长。

3 软件的实现

同时借助 WINCC 画面，可以实时显示提升绳伸长量数值，如图7所示。

将罐笼停在井底水平 (停在 L4) 作为提升绳伸长量检测的一个基本条件，当罐笼由井底水平向其他中段运行时，RS 触发器使“提升绳伸长检测起点”这一条件使能。提升机在检修等非正常运行模式下，无发罐信号，靠人为进行停车，无同步命令，行程计算的累积误差不能消除，所以只有在提升机处于正常操作模式下才能进行伸长量测量。故将正常发罐信号和上行命令也作为伸长量检测的一个条件。(“700 m 水平去井口”、“700 m 水平去 978 m 水平”、“700 m 水平去 850 m 水平”)。发罐信号发出后，当罐笼在井底水平上行时，平衡锤在井口下行，平衡锤上的金属检测板经过接近开关时，软件将此时的罐笼标高与井底水平设置的标高相减，得出的值即为罐笼在井底水平时平衡锤检测板距离接近开关的实际距离。将提升绳每次重新调绳后平衡锤检测板距接近开关的距离作为测量基准值，上述测量的实际距离与该基准值的差值就是提升的实际绳伸长量。

（1）对止水槽基面采用聚合物复合韧型环氧砂浆进行找平处理，折角部位加强厚度形成弧状，解决因基面不平整而形成局部漏水空洞。

  

图5 提升绳伸长量测量程序

  

图6 提升绳伸长检测起点条件

该测量系统的软件部分借助提升机控制软件 (西门子 S7-400 系列， STEP7 编程软件) 来实现。结合对提升机运行工况的深入分析，开发测量软件。提升伸长量测量程序如图5所示。其伸长检测起点如图6所示。

  

图7 提升绳伸长量实时显示画面

4 结语

立井摩擦式提升机提升绳伸长量自动测量系统的应用，实现了对提升绳伸长量的实时准确测量，为调绳提供了可靠的数据支撑，同时也有效地保证了提升机的安全稳定运行。

参 考 文 献

[1]唐国祥，武文辉，王有益．矿井提升机故障处理和技术改造[M]．北京：机械工业出版社，2013：2-5．

[2]李玉瑾．多绳摩擦提升系统动力学研究与工程设计 [M]．北京：煤炭工业出版社，2008：65． □