竖井提升的松绳保护

发射，通知井上计算机作出判断，发出报警信号，
并立即停机，这样罐笼上的发射机实际在真正出
现事故的时候才发射，而平时只接收地面来的提
升机运转信号，这就大大降低罐笼上设备的能耗，
延长了电池的使用时间。
井下、地面信号的同步处理
主机设于提升机房内，通过安装在深度指示 器上的光电编码器来输出提升机上的“停”与“转” 信号。提升机的停与转的起始时刻，都要通过发 射机通知井下的设备。
种井型及井深试验，发射机的功率选择 ，这
样的功率在
深矿井试验时，在井底车场到
提升机房通讯效果良好。
发射机及 相 关 电 路 的 供 电 采 用
、
的蓄电池。信号采集及计算机处理电路的总耗电
量为
，发射机处于接收状态时为 ，静态
只有
，电池一次充电可保证使用 。如
果发射机经 常 处 于 发 射 状 态，则 发 射 电 流 是
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_mkaq200201018.aspx
第 卷第 期
·新技术·新工艺·
文章编号：
（）
煤矿安全
竖井提升的松绳保护
年月
李文华 ，郭仁宁 ，郑连宏 ，李秋新
（ 辽宁工程技术大学，辽宁阜新
； 准格尔煤炭工业公司计算中心，内蒙 伊克昭盟
）
摘 要：文章针对目前煤矿竖井提升中的松绳问题，应用当前先进的微型计算机技术、磁晶格技术、无线发射
技术等，对这一危害矿井提升安全问题，提出并设计出一套解决方案。
院任教，多年来一直从事机械电子工程、矿山机械安全等
的教学及科研工作。
（收稿日期：
；责任编辑：高淑娟）
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竖井提升的松绳保护
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
李文华， 郭仁宁， 郑连宏， 李秋新 李文华,郭仁宁,郑连宏(辽宁工程技术大学,辽宁阜新,123000)， 李秋新(准格尔煤炭工业 公司计算中心,内蒙,伊克,昭盟,010069)
井上下同步信号波形如图 所示：
图 井上下同步信号波形图
井上的“停”“转”信号和井下的松绳信号都是 通过不同的数字编码后发射出去的，因此三信号 无相互干扰，也不会由于其它相邻矿井使用同样 设备而发生干扰。
系统组成原理框图
图 系统组成原理框图
（ ）副机部分。从传感器得到一次运动信号， 首先进行去除杂波小组和可靠性处理。从无线接 收电路收到的信号，进行简单的滤波后进入解码 电路，解码电路输出信号与拟合电路输出信号同 时送入与非电路，再经延时判断进行可靠性处理。 最后送入接收 发射转换电路，启动发射机，向地 面发出卡罐信号。
向垂直，使用磁敏元件———霍尔元件作为一次信
号的传感器。安装示意图如图 所示。
图 霍尔传感器安装示意图
发射机的选取与供电问题
由于井筒内有大量的钢构件，且接地良好，井 筒对电磁波的吸收严重，因上发射机的频率选择 在绕射特性较好的低频公共频段，发射天线取值
第 卷第 期
煤矿安全
年月
为 波长，将天线卡于提升钢丝绳上。通过多
，这会降低电池使用时间。为了解决这一矛盾，
在罐笼上的电路及地面提升机房的主机电路中加
入进行逻辑判断的计算机。判断过程是这样的：
如 果 提 升 机 运 转，罐 笼 也 在 运 动，说 明 无 松 绳 现
象，地区发射机发射信号，通知井下计算机不要发
射信号。当提升机运转而罐笼未动，说明有松绳
现象，罐笼上计算机通过现有两个信号比较，进行
关键词：提升机；松绳；磁晶格；计算机
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中图分类号：
文献标识码：
钢丝绳是矿井提升系统的关键部件，也是一 个比较薄弱易发生事故的环节。它直接关系到矿 井的正常生产和人员的生命安全。国内外矿井提 升系统因提升超载、过速、满仓、卡罐等原因，引起 提升钢丝绳松驰，导致断绳事故时有发生。据不 完全统计，国内煤矿的矿井提升系统，因松绳而引 起断绳事故的占 以上。一旦出现断绳事故， 轻则造成罐笼坠于井底，井筒破坏，重则造成重大 人身伤亡，其后果是十分惨重的。过去的缠绕式 提升系统中，曾经应用钢丝绳悬重式松绳检测装 置，但因其灵敏度低，可靠性差，而被淘汰。目前， 国内大部分矿井提升系统均无松绳保护装置。
（ ）信号无线传输的距离短。如果选用发射
机的功率与频率不当，对于较浅的竖井，在井上能
接收到信号，但一般井深超过
时就无法进
行与井下的通讯联系。
（ ）罐笼装载设备的供电问题，为了提高发射
功 率，有 的 采 用 大 功 率 发 射 机，这 不 但 增 加 了 电
··
耗，还会增加多机的信号串扰。 针对以上存在的主要问题，本文提出了相应
煤矿安全 SAFETY IN COAL MINES 2002,33(1)
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的解决方案。
松绳信息的提取
为了提高松绳信息的可靠性，将罐笼运行状
态的检测设备置于罐笼上，随罐笼一起运动。在
罐笼 上 我 们 需 要 得 到 的 信 息 只 有 它 的“动”与
“停”。在这里应用先进的磁晶格技术对钢罐道进
行等间距磁化，形成磁晶格，根据系统的整体响应
时间，确定磁晶间距为
，磁场方向与罐道走
（ ）主机部分。 提升机转动传感器使用光电编码器，由光电
编码器输出的信号经必要的处理后进入单片机。 由无线接收得到的信号，经解码电路和必要的处 理后也进入单片机，通过单片机的逻辑判断最终 发出制动和报警信号。
作者简介：李文华（
），男，副教授。 年毕
业于山西矿业 学 院，现 在 辽 宁 工 程 技 术 大 学 机 械 工 程 学
目前存在的问题
由于松绳保护的重要性，曾有许多人积极参
与这项工作，试用各种方法来解决这一难题，如：
用磁晶格原理检测钢丝绳的应力变化，用激光测
距法来检测罐笼的运行状态，用振动法监测罐笼
的运行状态等等，但大都以各种原因而最终无法
实施。究其失败的原因有以下几点：
（ ）松绳信息的可靠性差，经常出现误动作现
象。