煤矿用柴油机.pdf

第 3 1卷第 0 6期 2 0 1 0年0 6月 煤 矿 机 械 Co a l Mi n e Ma c h i n e r y V0 l - 3 1 No ． 0 6 J u n ．2 01 0 Z B C 2 4型煤矿用柴油机车保护装置在 WC 8 0 E J 型 支架搬运车中的应用 术 周旭 煤炭科学研究 总院 太原研究 院， 太原 0 3 0 0 0 6 摘 要 以防爆 柴 油机 为 动 力 的 WC 8 O E J型 支 架搬 运 车是 综 采 工作 面 重 型 液压 支 架快 速 搬 家、 倒 面 的重要 设 备 。鉴 于 目前 国 内现 有 的煤 矿 井 下防爆 柴 油机 车辆 安 全保 护 系统存在 诸 多不足 与弊 端 ． 介 绍 了 WC 8 0 E J型 支架搬 运 车 柴 油机 安 全保 护 系统 的 整 体设 计 ． 并给 出此 系统 的硬 件 组 成、 工作原理、 功能特点及其优点。现场运行表 明， 系统性能可靠。 关键词 支架搬运车 ；防爆柴油机 安全保护系统可靠性 中图分类号 T D 3 5 5 ； T D 5 2 文 献标 志码 A文章编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 1 0 0 60 1 7 50 3 Ap p l i c a t i o n o f Ty p e Z BC 2 4 M i n e Us e d Di e s e l M o t o r c y c l e S a f e t y Pr o t e c t i o n De v i c e f o r WC 8 0 E J Ty p e Br a c k e t Co n v e y i n g Ve h i c l e ZHoU Xu T a i y u a n B r a n c h o f C o a l S c i e n c e R e s e a r c h C e n t e r I n s t i t u t e ， T a i y u a n 0 3 0 0 0 6 ， C h i n a Ab s t r a c t WC 8 0 E J t y p e b r a c k e t c o n v e y v e h i c l e， w h i c h i s b a s e d o n fl a me p r o o f d i e s e l e n g i n e a s p o we r ， i s t h e i mp o r t a n t e qu i p me n t whi c h a p p l i e s t o r a pi d c o n v e y a n c e f o r h e a v y h y d r a ul i c s u p po r t o n t h e c o mpr e h e n s i v e me c ha ni z e d c o a l mi n i n g f a c e ．Ac c o r di n g t o a l l k i n d s o f s ho rta g e s for d o me s t i c e x i s t i n g mi n e-u s e d d i e s e l mo t o r c y c l e s a f e t y p r o t e c t i o n s y s t e m i s i n e x i s t e n c e ，i n t r o du c e s t h e who l e de s i g n o f d i e s e l e n g i n e p r o t e c t i o n d e v i c e for WC8 O E J t y p e b r a c k e t c o n v e y v e h i c l e i n d e t a i l ．T h e h a r d w a r e ． wo r ki ng p r i n c i p l e， f u n c t i o n c ha r a c t e r i s t i c s a n d me r i t s for t h e p r o t e c t i o n s y s t e m a r e a l s o g i v e n．Pr a c t i c a l r e s u l t t e s t i fi e d t h a t t h i s s y s t e m h a s b e e n r u n n i n g r e l i a b i l i t y ． Ke y wo r ds br a c k e t c o n v e y v e hi c l e；fla me p r o o f d i e s e l e n g i ne；s a f e t y pr o t e c t i o n s y s t e m ；r e l i a bi l i t y 0 引言 近年来随着我 国煤矿开采技术 的高速发展和 采掘机械化程度的迅速提高． 一批新型的拥有百万 吨综 采工 作 面 的现 代 化煤 矿 相 继 出现 ． 一些 大型 煤 炭 企 业甚 至 开 始推 出千 万 吨综 采 面 ． 矿 井 总产 和 工 作 面单产都 已接 近或超过世界发达 国家的先 进水 平 中国神华集团神东煤炭公司上湾矿矿井地质条 件优越 、 煤质好 、 煤层厚 。 适合采用大采高重型液压 支架 ． 为此郑州煤机集 团公司专 门针对该煤层条件 研 制 了 重 量 达 7 4 t 采 高 7 ． 0 m 的神 华 Z Y1 6 8 0 0 ／ 3 2 ／ 7 0型液 压 支 架 同时 煤科 总 院太 原研 究 院也 研 制 开 发 了用 于 搬 运 该 液 压 支 架 的 WC 8 0 E J型 8 0 t 重 型支 架搬 运 车 该支架搬 运车结合了铲板式支架搬运 车和框 架 式 支架 搬 运 车 的优点 ． 装 铲板 后 即 为铲 板 式 运 输 车 ． 去 掉 铲 板 ． 采 用 特 制 连接 机 构 与 框 架 式后 拖 车 连 接后 即可 进行 长 距离 搬 运 液压 支 架 等 设备 运 输 ． WC 8 0 E J 型支架搬运车以防爆柴油机为动力。 天地科技股份有 限公司科技发展青年创 新基金资助项 目 T Z J J 一 0 9 - S XMJ -5 以防爆柴油机作为动力 的矿井辅助运输车辆 ． 具 有方 便快 捷 、 运输 距 离 长 、 维修 保 养 方便 等 特 点 ， 已被 众多煤 矿 采用 国外 的防爆 车辆 已实 现柴 油机 电传 感 器保 护 控 制功 能 ． 国 内防爆 车 辆 即便 有实 现 柴油机电传感器保护功能的 。也有如下不足之处 1 不具备柴油机转速 、柴油机累计运行时间 、 车 速 、 车辆 累计行驶里程 和时间 、 参数超 限预报警及 其 车辆运行参数记录存储等功能 2 信息显示仍 采 用 数 码 管显 示 ． 可 靠性 不 高 ， 另 外 ， 将 显 示 器 与 主 机 做 成 隔爆 兼 本 安 型一 体设 计 、 体 积 大 ， 不 便 安 装 。 鉴 于 目前 国 内 现 有 的煤 矿 井 下 防 爆 柴 油 机 车 辆 安 全 保 护 系统 存 在 诸 多不 足 与 弊端 ． 煤 矿 矿 井 工作 条 件恶劣 ， 对 电气设备 的可靠性要求很高 ， 为此 ， 煤炭 总院太原研究 院开发研制 出适合 WC 8 0 E J型支架 搬 运 车 用 防爆 柴 油机 安 全 保 护装 置 一 Z B C 2 4型柴 油 机车安全保护装置 1控 制 系统 硬 件组成 Z B C 2 4型煤 矿 用 柴 油机 车 安 全 保护 装 置 简 称 保护装置 采用 了 C 8 0 5 1 F 3 6 1 ／ 1 ／ 4 ／ 6 ／ 8型单片机 ． 该 系列单 片机可靠 性高 、 配置灵 活 。 且有 良好 的环境 V o 1 ． 3 1 N o ． 0 6 Z B C 2 4型煤矿用柴油机车保护装置在 WC 8 0 E J 型支架搬运车中的应用周旭 第 3 1 卷第 O 6 期 适应性 和抗 干扰能力 保护装置主要 由 Z B C 2 4 一 Z煤矿用柴油机车保 护装置主机 简称主机 、 Z B C 2 4 一 X煤矿用柴油机车 保护装置显示器 简称显示器 、 Y E 0 ． 3 ／ 2 4 ． 3甲烷变 送器组成 ． 它们之 间的相互连接采用 长度不超过 8 m 的 MHY V R1 x 4 0 ． 3 1 型本 安 电缆 ； 另 外 ． 主机 可 由 D C 2 4 V非安 电源 供 电 ．采用 浇封 兼 本质 安全 型防 爆设计 ． 且保护装置主机和显示器采用分体设计 ， 各 自体积大为减少 Z B C 2 4型煤矿用柴油机车保护 装置控制系统的硬件配置见图 l 所示 非安 DC 2 4 V继 电器输出 1路至断气电磁阀 输入 至电磁阗 2 路至润稽电磁阀 监 控 单 元 YE 0 ．3 ／ 2 4甲烷变送器 避 ZB C 2 4 - Z T ] 量 煤 矿 用 柴 油 机 车 保 护 装 置 主 机 l I路 I 一 图 1 控 制 系统 硬 件框 图 主 机 由监 控 单 元 、 WZ P Y一 2 1 0 、 WZ P Y一 5 6 0和 WZ P Y一 7 9 0液 位 元 件 、 Z B C 2 4一 Z Y 油 压 元 件 、 Z B C 2 4 一 Z S转速元件f 2个1 和 WZ P K 一 2 4 1温度元件 3个 组成 ， 它们之间的相互连接采用 长度不超过 8 i n的 MHY V R1 x 4 0 ． 3 型本安电缆 2工作原 理 保护装置对柴油机车的排气管温度 、 转速等行 车参数进行监测 ．当相关参数超过允许范围时． 提 供声光报警功能． 并且显示出超标值或故障的传感 元件 ． 可 以将主机无源继 电器开关量输出接至柴油 机车油路上的断气停车电磁阀 ． 以此来控制电磁 阀 的开合 。 显 示 器通 过主 机供 电 ．并 和 主机 进行 通 信 。 得 到主机的检测信息 。 显示器 内部进行运送处理后在 液 晶屏 上显 示 出来 主机的速度元件通过感应铁质齿盘产生脉冲 ． 通过脉冲计数 ， 来完成车速／ 转速的监测 通过监测 液位 开 关 和 油压 开 关 的开 关状 态 完 成 对 水 箱 水 位 和机油压力 的监测 ； 对 于排气管温度 、 水箱温度和 发 动机 表 面温度 的测 量 ． 均 通过 测量 主 机 自带 的铂 热电阻的阻值来完成 ； 另外 ， Y E 0 ． 3 ／ 2 4 ． 3甲烷变送器 来监测柴油机车周围的甲烷含量 在完成了以上监 测后将测量数据传输至 Z B C 2 4 一 X显示器 ．显示器 对数据进行显示 ．当排气管温度超过一定值时 ． 可 通过主机的继 电器输出 ． 控制 电磁阀 ． 停止发动机 的供 油 ． 强 行停 车 3功能应 用 接通电源 ， 显示 器即可正常工作。主机 自动进 行数据监测 ． 并将数据传送至 Z B C 2 4 一 X显示器 ． 监 测量超标或设备 、 元件断线时 。 主机进行相应 的控 制输出 ， 显示器给出报警提示 ． 有必要时强制关闭 电源 停车 1 上 电 上电后 ．显示器会显示一个几秒钟的开机等待 界面． 以确保外围电路处在正常工作状态 2 运行 在启动完毕进入正常运行监测界面 ． 车速和里 程在屏幕上一直显示 ，其他监测量分屏循环显示 ． 完 整 的信 息显 示 a ． 已运行 X X X X， 已开 行 X X X X b ． 瓦 斯 X． X X ， 转 速 X X X X d m i n ； c ． 排 温 X X X o c ／ 6 8 o C， d ． 表温 X X X C ／ 1 4 8℃ ； e ． 水温 X X X℃／ 9 5℃ 等 。 3 故障报警 当发生故障或监测量超标时． 在显示器上会显 示相应的报警界面 ． 同时蜂鸣器会发 出急促 的断续 声。若为故障报警 ， 则采取间歇性报警的方式 ． 每隔 几分钟 时间可设定 报警一次 ， 每次 1 0 s 。若为除甲 烷外的其他监测量超标报警．则先显示报警内容 ． 连 续超 标 3 0 S以上 时 ． 则保 护装 置主 机控 制继 电器 输出 ， 闭锁电磁 阀． 强制停 车 。 同时提示 “ 请 关闭电 源 ” ， 以避 免将 电池箱 的 电池 耗尽 若 监 测到 甲烷 超 标 ， 则立即闭锁电磁阀 ， 强制停车 ， 并提示 “ 请关闭 电源” 。当水位元件发生故障 如断线 时 ， 报警提示 界面显示“ 水位传感器故障” 提示。当水位元件监测 到水箱缺水时 ， 报警提示界面显示“ 水箱缺水 ” 。 当水箱连续缺水达 3 0 s 以上时 ． 则在显示超标内容 的同时， 也显示“ 水箱缺水 请关闭电源 ” 信息。 其他信息显示同样 4 参 数设 置 可通过 S 7红外遥控发射器来实现对保护装 置的状态查看 ， 参数设置等功能。 S 7红外遥控发 射器 界面见 图 2 所 示 ■ 图 2 K．I S 7红外 遥 控 发 射器 第 3 1 卷第 o 6期 2 01 0年0 6月 煤 矿 机 械 Co a l M i ne Ma c hi n e r y Vo 1 ． 3 l No ．0 6 J u n． 2 Ol O 集 成 控 制 系 统 在 东 庞 矿 选 煤 厂 的 应 用 安 宁 中国矿业大学 信息 与电气工程学院 ， 江 苏 徐州2 2 1 l 1 6 摘 要 实现选煤厂 自动化是保证产品质量和 系统安全运转 。提 高生产效益和经济效益的有 效途径 。 阐述 了集 成控制 系统在 东庞 矿 选煤 厂的设 计 和应 用效 果 ． 以及 系统 改进 的 方向 关 键词 选煤 厂 自动 化 ；层 次化 网络 中图分 类号 T P 2 7 3 文 献标 志码 A 文章 编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 1 0 0 60 1 7 70 3 Ap p l i c a t i o n o f I n t e g r a t e d Co n t r o l S y s t e m i n Do n g p a n g Co a l Pr e p a r at i o n Pl a nt AN Ni ng I n f o r ma t i o n a n d E l e c t ri c I n s t i t u t e o f C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y ， X u z h o u 2 2 1 1 1 6 ， C h i n a Ab s t r a c t Re a l i z a t i o n o f c o a l p r e p a r a t i o n p l a n t a u t o ma t i o n s y s t e ms i s a n e f f e c t i v e wa y t o e n s u r e p r o d u c t q u a l i t y a n d s a f e o p e r a t i o n ．i mp r o v e p r o du c t i o n e ffi c i e n c y a n d e c o n o mi c b e n e f i t s ．Th e de s i g n a n d a p p l i c a t i o n e f f e c t s o f t h e i n t e g r a t e d c o n t r o l s y s t e m i n Do n g p a n g c o a l p r e p a r a t i o n p l a n t a r e d e s c r i b e d ， a s we l l a s s y s t e m i mpr o v e me n t s d i r e c t i o n． Ke y wor dsc o a l pr e p a r a t i o n p l a n t ；a u t o ma t i o n；h i e r a r c hi c a l ne t wo r k 0 引言 东 庞 矿 选 煤 厂 生 产 的煤 种 牌 号 属 1 ／ 3焦 煤 ． 年 入洗能力为 5 0 0万 t 原煤 ， 是特大型选煤厂， 生产工 艺主要有原煤重介旋 流器分选 ，煤泥浮选等工艺 ， ◆- ◆一◆◆-．-◆-- ．-◆ ．- ．一◆-◆一◆一◆一 ◆-◆-◆_◆◆-◆。 在 遥 控 器 中 ．上部 数 字键 部 分 实 现 密码 输 入 ． 具体参数设置 的输入等功能 中部“ ” “ 一 ” 功能键实 现遥控器操作过程 中的菜单上下选择 ． 参数设置位 的左右选 择 等 功能 下 部 的“ 设 置／ 退 出” 和 “ 确 认 ” 键 实现各菜单项或菜单界面的进入／ 退 出等功能 4优 点 与国内其他柴油机 车电传感器安全保 护装 置 相 比． Z B C 2 4型柴 油机 车安 全保 护装 置 的优 点 1 主 机采 用 浇封 兼 本 质 安 全 型 防 爆 设 计 ． 且 保 护装 置 主机 和 显示 器 采 用分 体 设 计 ． 各 自体 积 大 为 减小 ． 可方 便将 显示 器安 装 在车 辆仪 表 面板上 另 外 ．主机 电源 可 由非 本 安 电源 直接 输 入 ， 此 电源模 块 采用 宽 范 围输 入 工业 级 电源 芯 片 ． 该 芯 片 自带过流过热保护功能 ． 并具有短时间过载稳定输 出功 能 。 2 显 示 器 设 计 为本 安 液 晶 屏 显 示 器 ． 可 实 现 防爆柴油机 车辆安全运行 信息显示 、 预报 警 、 数据 智能监测记录存盘和故障诊断分析功能 另 外 ． 显 示 器 采 用 低 功 耗 显 示 芯 片 ． 在 系统 上 电时首先由显示器向主机发送系统的配置信息 ． 系 统 工作 后 主机 向显示 器 不 停发 送 采 集信 息 ． 通 讯方 式均 采用 全 双工方 式 生产过程 的特点是流水作业线 ． 设备种类 和数量繁 多 ， 系统 的启 车 、 运 转 、 停 车都 必须 按 一定 的程 序 进 行 ； 主 要 分 选 环 节 存 在 多 种 影 响 因素 ． 需 要 在 自动 调节状态下运行 ，以保证产品质量 和洗选效率 一 便实现对保护装置的状态查看 ． 参数设置等功能 4 保护装置具备柴油机转 速 、 柴油机 累计运 行 时 间 、 车 速 、 车辆 累计 行驶 里 程 和 时 间 、 参 数 超 限 预报警 及其 车辆 运 行参数 记 录存储 等 功能 。 5结语 2 0 0 9年 1 2月 ． 3台该 设 备 在 中 国神 华 煤 炭 股 份 公 司 神东 煤 炭 分 公 司 上湾 矿 进 行 了为期 3 0 d的 井 下工 业性 试验 3 0 d内从 井 口向综 采 工作 面共搬 运 郑州 煤 机集 团公 司 生 产 的神 华 Z Y1 6 8 0 0 ／ 3 2 ／ 7 0型 重 型 液压 支 架 1 5 2架 ． 其 中单 台车 搬 运 1 架 液 压支 架 从 下 到上 仅 需 4 ～ 5 h就 能 够满 足生 产 搬运 需 要 ． 试 验 期 间没 有 发 生 由于 Z B C 2 4型 柴 油 机 车 安 全保 护装置出现 电气故障而造成停机现象 。实践证 明 Z B C 2 4型柴油机车安全保护装置其 电气性能可靠 ． 故 障率低 参 考 文 献 [ 1 ] 雷煌． 无轨胶轮辅助运输在井下综采工作面搬家作业中的应用 [ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 8 ， 2 9 1 1 3 9 1 4 1 ． [ ] 三室 垡垡堡堕 堕 生兰垫 ． 些 ， 2 0 ． 作者简介 周旭 1 9 7 8 一 ， 陕西西 安人 ， 工程 师， 2 0 0 3年毕业于 西安科技大学电气工程及其 自动化专业 ． 2 0 0 8年 考入太原理工大学 电气与动力工程学 院工程硕士研究生 ， 现在 煤炭科学研究 总院太原 研究 院研发 中心从 事煤矿短壁设备和特 种车辆 电气 自动化 。电话 0 3 5 1 - 7 6 8 5 9 2 8 ． 电子信箱 z h o u x z h o u 1 2 6 ．t o m ． 3 保 护装 置 可 通 过 K J S 7红外 遥 控 发 射 器 方 责任编辑 马宝玲收稿日期 2 0 1 0 0 1 0 6 1 77