煤矿装车站火车移动机械化采制样系统的开发与应用_刘金国.pdf

叮 总第9 4期 煤矿装车站火车移动机械化 采制样系统的开发与应用 刘金国 煤炭科学研究总院检测研究分院 , 北京 10 00 13 摘 要 阐述了我国自己开发的煤矿装车站火车移动机械化采制样 系统的关键技术 ; 介绍了DST 一1型火车 移动机械化采制样系统的工艺 、 结构设计及该 系统在充矿集团济三煤矿 的应用 。 关键词 装车站 ; 机械化采制样 中图分类号 T D53 文献标识码 B 文章编号 x005 一 27982X 70 8 一 0 O6 一0 2 引言 煤炭质量监测和质量控制的基础工作是煤炭 分析;为了获得准确的煤炭分析结果 , 首先必须从 被检验批煤中采取有代表性的煤样 , 并将其无偏 差地制备成分析试样 为此 , 世界各国和国际标 准化组织 1 5 0 都专门制定了煤炭采样和制样标 准方法 , 包括机械采样和人工采样方法标准 。 从6 0 年代起 , 国际上即使用机械化采制样装置 , 国际标准化组织也制定了相应标准 I S094H一1 s o lidmin e r alf l ,els一me o ha nie al S a mp一ing和新标 准15 0 13909 H a rd。 oa l a n d 。 o ke 一Me e ha nic al Sam- i l ng n , 并呼吁取消人工采样 。 特别是近5年来 , 我国煤炭 、 电力 、 冶金 、 建 材 、 国内外贸易等 , 对机械化采样系统的要求日趋 迫切 。 在国内 、 国际煤炭贸易中 , 由于煤炭质量引 发的纠纷日渐突出 , 特别是在煤炭国际贸易中 , 由 于 目前我国还没有一套在国际上认可的机械采制样 技术与装备 , 因此 , 在煤炭质量纠纷中 , 只能以国 外的采制样技术为标准进行评价 , 而使我国在这方 面屡遭损失 。 因此 , 加快我国煤炭采制样技术与装 备的研究步伐 , 从根本上解决我国煤矿装车站火车 移动状态下的机械化采制样技术与装备问题 , 提高 煤炭分析数据的客观性和准确性 , 使我国煤炭采制 样技术达到国际先进水平 , 具有重要现实意义 。 煤矿装车站的规模 、 自动化程度存在很大差异 , 因 此 , 煤矿装车站火车移动机械化采制样系统 , 在结 构 、 控制系统设计上必须结合实际情况 。 l 煤矿装车站火车移动机械化采制样系统的 偏差和精密度 , 必须符合GB厅19 4 9 4的相关规定 ; 2 满足煤矿装车站单线或复线火车同时装车 采样的实际要求 , 且不能相互干涉 ; 3 火车装车与采样同时进行 ; 机械化采制样 系统与采样车厢保持适时动态同步 ; 4 兼顾车厢表面 、 定深和全断面采样 ; 5 完善的保护 、 控制系统和故障诊断功能 ; 6 完善的抗堵塞能力 , 制样系统的关键部位 具有自清扫功能 ; 7 具有较强的适应多煤种的采样能力 ; 1 要解决的关键技术 煤矿装车站火车移动机械化采制样技术 , 必须 与我国煤矿装车站的实际情况相适应 。 由于国内各 2 采制样系统的工艺设计 2 . 1 工艺设计 该系统的工艺设计直接决定系统装备的运 行可靠性和系统的采制样偏差 、 精密度 。 煤炭科学 研究总院研发成功的DST 一l型 火车移动机械化采制 样装置如图1 。 . 22 结构设计 该系统集机械 、 液压 、 电气及计算机控制技术 于一体 。 火车采制样系统 , 就其所处的状态 , 可分 为火车静止自动化采制样系统和火车移动同步跟踪 自动化采制样系统 。 1 静止 自动化采制样系统 , 即在采制样过程 中 , 火车处于静止等待状态 ; 该类系统结构和控制 方式简单 , 装车效率较低 。 收稿日期 20 07一08一0 5 作者简介 刘 金国】 96 4 一 , 男 , 山东东营人 , 工学硕士 , 研究员 , 现从事机械化采制样技术与设备的设计开发工作 。 20 0 7 年 8月 刘金国 煤矿装车站火车移动机械 化采制样 系统的开发与应用第 16塞第8期 2 同步跟踪 自动化采制样系统 , 即火车按正 常装车程序移动装车 , 自动化采制样系统自动跟踪 装车火车的移动速度并始终保持移动同步状态 。 同 步跟踪采制样系统的控制和结构较复杂 , 但每节车 厢不必因为采样而静止等待12 0 5 , 装车效率高 。 3D ST一l机械化采制样系统 , 是火车装车过 程中采制样系统与火车车厢实时保持动态同步 。 系 统主要 由行车行走机构 、 小车行走机构 、 采样系 统 、 密闭式给煤机构 、 破碎缩分系统 、 弃样处理系 统 、 低压配电系统和计算机控制系统等组成 。 系统 的基本工作原理为 按照GB厅1949 4的相关规定 , 在计算机控制下 , 对行车及小车的复合运动自动进 行定位或人为定位 。 采样过程中 , 由计算机控制行 车行走机构 , 使其自动跟踪火车运动状态 , 实现与 火车的同步移动 。 设计的采样点为每节车厢采取 一个全断面子样 。 采样点定位后 , 采样头在驱动 装置带动下 , 开始采样 , 采样方式 为钻取式 。 采 样头到达设计的采样深度时停止采样 , 并上升 , 提高至顶点 , 然后将所采取子样卸至储料仓 , 通 过储料仓人破碎机 。 破碎为 一 1 3 m m的煤样进人缩 分比为12 / 一 1 /50可调的皮带缩分机缩分 , 留样进人 6工位智能样品收集器 , 而其余弃样进人弃样提升 机 , 通过弃样皮带输送机返回到火车车厢内 。 螺旋 采样头的升降 、 储料仓闸门的开启为液压驱动 , 电 液控制 ; 通过机械 、 液压和计算机控制系统可以实 现全系统的全自动 、 半自动及手动3种控制方式 。 DS T 一1型煤矿火车移动机械化采制样系统 。 3DS T 一1型采制样系统在济三煤矿的应用 图1 DS T一1型火车移动机械化采制样 系统实物照片及操控界面 5 干基灰分最大允许偏差 A d 蕊1 . 0 ; 6 全水最大允许偏差 抓蕊.0 9 ; 7 采制化总精密度 , P 蕊 1. 7 /吸 d。 3 . 205丁一,采制样系统特点 l 有区分满车 、 空车及半车的能力 ; 出现空 车或半空车情况 , 系统 自动放弃采样 ; 2 适应 “ K ’ ’ 型车厢和普通车厢不同采样 ; 3 不同煤种时 , 具有 自清扫和冲刷功能 ; 4 在纯属于传感器失速情况下 , 具有故障屏 蔽功能 ; 确保系统的连续采样 ; 5 连续采样 , 不影响装车 ; 效率高 。 充矿集团济三煤矿年产量为1 00 0万 t , 属特大 井工型矿井 。 该矿火车装车站有两条独立的装车 线 。 装车线上 , 在车厢连续移动速度为O 一 .0 3 2耐 s 范围内 , 可依据装车站的实际情况人工随机调整 , 也可随时停止或后退 ; 装车车厢除普通货车厢棚 车 外 , 还有两头倾斜 、 长度较短的 “ K ’ ’ 型车 厢 ; 气温低时 , 还会出现空车或半车的异常情况 ; 单车平均装车时间大约5 mi n左右 。 D ST一1采制样系 统于20 0 6年1 2 月在该矿装车站投人使用 。 在装车过 程中 , 实时动态与采样车厢保持同步 , 已采取子样 上万个 , 全面考验了系统的各项技术指标 。 3 . 105下一,采 制样系统主要工艺参数 1 完成一个全端面采样时间 蕊9 0 5 2 适应水分 延1 2 3 适应煤粒度 一 5 0 m m; 最大毛 10 0 m m; 4 系统缩分比调整范围 12 / 一 1/5 0 ; 4 小结 1 DST一采制样系统 , 较好解决了装车站火 车移动机械化采制样系统 的各项关键技术 ; 为我国 装车站的机械化采制样提供了一套新型装备 ; 2 系统合理 , 操作简便 , 维修工作量少; 3 系统 自动化程度高 , 不仅确保所采取的子 样符合GB厅1949 4的相关要求 , 而且大大减轻了采 样劳动强度 , 提高了采样工作安全性 ; 4 系统设有 “ 四重 ” 安全保护 , 具有较高的 工作安全可靠性 ; 5 系统具有较强的不同煤种采制样的适应能 力 。 在济三矿使用过程中 , 系统成功地在洗混煤 、 望动力煤 、 3 动力煤条件下进行机械化采制样作业 ; 6 控制系统有网络扩充功能 ; 可实现装车站 采制样参数与煤矿调度室的远距离传输与通讯 。 【责任编辑 王玉梅 ]