CN111847190A - 一种矿井提升机尾绳监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿井提升机尾绳监控装置，其特征在于，所述监控装置包括检测开关支架、磁控开关、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路，所述磁控开关、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路均设置在检测开关支架上；该技术方案解决上述传统工艺中的多项缺陷，降低了故障率，提高了工作效率，降低了作业的维修难度。

Description

一种矿井提升机尾绳监控装置

技术领域

本发明涉及一种监控装置，具体涉及一种矿井提升机尾绳监控装置，属于矿井提升装置技术领域。

背景技术

提升机的尾绳是是矿井提升机的重要组成部分,大多数提升机尾绳使用圆形钢丝绳。它的两端分别连接悬挂于提升容器(如副井罐笼或主井箕斗) 及平衡锤的底部,形成由摩擦轮、提升绳、提升容器、尾绳、平衡锤组成的环形运行系统。提升机的尾绳在提升机的正常运行中起到平衡负荷，减小张力差，改善提升机受力状况，提高提升机及钢丝绳使用寿命，提高运行的可靠性的作用。

在实际运行中，尾绳常见的断绳、扭结等安全隐患,在采用尾绳平衡的矿井提升系统中普遍存在，造成这种安全隐患的主要原因是尾绳运行时偏摆严重。尾绳运行时,由于自身应力的作用,会自然摆动。受井筒淋水、井筒风压及引起提升容器冲击、振动等的因素影响,尾绳与井筒内钢梁等装备构件间的安全距离会变小,导致尾绳在运行时,易接触钢梁等装备构件而产生磨损、拉挂现象。如果尾绳运行时,该问题长期存在,就会导致尾绳磨损超标,甚至出现尾绳拉断现象。同时井口向井筒内坠物、掉落的构件等物件也会刮伤或砸伤尾绳,使其断丝、断股，严重导致断绳。井口坠物也可能导致尾绳摆动，摆动严重时,会使尾绳相互之间,或尾绳与井筒内设施缠绕在一起,造成扭结、绞绳等安全隐患。另外，提升容器高速运行时,如遇特殊情况紧急制动,惯性可能会引起尾绳运行轨迹改变(即偏摆幅度增大),造成尾绳断绳、扭结等安全隐患。再者就是目前很多井筒由于井壁淋水,会在井底形成积水水窝。井筒排水不及时而造成水位上涨,淹没井底尾绳环后,便会导致尾绳在井底泵窝中带水运行。当提升机高速运行时,井底尾绳在水面由于受到水的浮力的作用,会出现打漂滑移现象,进而导致尾绳大幅偏摆,并和井底防撞分绳装置或其他金属构件产生摩擦,造成尾绳磨损、扭结或拉挂。还有就是井底水窝的杂物高度超过安全距离后(尤其是掉落较长构件时) ,尾绳便会挂上构件运行,导致尾绳大幅偏摆,很容易拉挂坏井筒内钢梁等设施,并造成尾绳多处扭结、断股现象，严重者会导致尾绳损坏。如果尾绳一旦出现断绳、扭结而又不能及时停止提升机运行，则不仅会造成尾绳损坏、还会对井筒设备损坏、提升容器(箕斗或罐笼)造成的损坏，甚至导致安全事故

在正常生产中,保证提升机的尾绳安全可靠，监控尾绳的运行状态显得尤为重要。而提升机尾绳安装于矿井井筒底坑，充斥粉矿、泥浆、淋水，多有坠石坠物掉落，环境非常恶劣，同时井筒底坑距离井下作业水平地面往往深度达数十米，如果依靠人工攀爬井筒检查和判断尾绳是否发生断绳、扭结，然后再控制提升机停止运行，其监控的可靠性和准确性和及时性都很差，而且对于人员体力带来极大考验，同时现场恶劣的环境也极易引发安全事故。所以，随着矿井提升机电控技术的发展，对于尾绳发生断绳、扭结后的检测监控完全可以通过相关的自动控制技术来实现第一时间发现险情及启动紧急故障停车，避免恶性安全事故发生和减少事故损失。

在此背景下，有关的矿井提升机尾绳监控装置也应运而生，其基本形式为在尾绳兜环上部设置水平检测绳，拉直连接固定在井壁上的尾绳检测开关，一旦发生尾绳扭结、断绳事故，利用尾绳断绳下坠、扭结打绞产生的强大作用力，扯动甚至拉断检测绳，连带引发尾绳检测开关动作，向提升机电控安全回路发出信号，从而及时造成提升机跳闸紧急停车，实现急停保护功能。但是在实际运用中，以往提升机尾绳监控装置基本采用的是单铁丝绳检测、单水银开关电路监控技术，由于其开关、部件和结构因为选材、功能设计的缺陷，存在使用环境适应性不足、检测精准度差、故障率高、检修难度大、尤其是无选择旁路功能造成对于非尾绳真实发生扭结、断绳的误监测报警，无法回避生产高峰时段必须第一时间必须立即进行井下现场故障的确认排除，导致生产严重延误的缺陷，频繁的长时间危险现场滞留处理对于设备可靠运行、生产顺畅和人机安全保障都存在很大不利影响。

以我梅山铁矿主井提升机尾绳监控装置为例，其采用传统的单绳检测方式和单开关电路监控技术，使用普通铁丝为检测绳、单向水银开关作为电路检测开关，在实际应用中发现存在种种问题与缺陷：

1、采用传统的单绳检测、单开关电路监控技术的尾绳监控装置故障较高，检测精度差，工作效率低。通过梅山铁矿主井以往尾绳开关故障统计，尾绳开关故障率高达3次/月，每次尾绳开关故障发生后必须立即停机进行故障原因排查检修，发现95%以上尾绳故障原因为外部原因以及自身机构、电路故障造成的尾绳监控装置误动作、误报警导致，全装置检测绳、检测开关及线路单一无替代，所以由于每次故障发生后，提升机跳闸停机，必须现场确认处理后才能恢复运行。因为检修人员必须下井至井下水平后，再爬梯下降数十米深的井筒底坑尾绳装置现场进行确认及检修，每次故障发生后的处理都相当耗时，达到2小时以上，严重影响到主井提升机原矿的正常生产，造成较大经济损失。

2、由于尾绳监控装置安装于尾绳隔离架下，在提升矿井井筒的最深处，距离地面水平往往深达数百米，其现场环境非常恶劣，现场阴暗、淋水如雨，人员需要攀爬超越井架进行开关装置的修复，稍有不慎即可能发生坠井事故，另外作业难度系数大，每次检修都需要3人以上配合作业。同时，由于提升井筒积矿遍布，落石掉落极易致人伤亡，属于III级危险源，导致频繁的现场处理尾绳开关故障造成安全风险增加。

3、采用单绳检测、单开关电路监控技术的传统尾绳监控装置，对于并非尾绳真实发生扭结、断绳的误监测报警，无法回避第一时间必须立即进行井下现场故障的确认排除。由于绝大部分尾绳故障发生于每天的提升生产高峰期间，因此造成生产延误。而实际上尾绳监控装置误动作、误报警往往是由于装置开关、机构本身问题以及掉矿砸碰检测绳引起，对于提升机本身的实质运行安全并无影响，对此完全可以通过技术手段规避处置，即通过对传统尾绳监控装置进行控制回路的改进，在不影响提升系统尾绳监控功能的情况下避开生产高峰期进行备用装置替代转换，临时性搁置处理，再合理利用设备保养、计划检修时间进行故障尾绳检测回路的修复。进而达到提高检测精度、有效预防环境、人为等因素对尾绳监控装置的不利影响，降低监控装置本身故障发生率，提高设备运行效率的目的。

4、现有的尾绳监控装置，其检测绳多用普通铁丝，其存在潮湿酸性多水环境下易锈蚀的缺点，长期处于潮湿环境造成锈蚀后其韧性、硬度、弹力、抗冲击力明显下降，且容易绷断，因此经常发生检测绳被砸断、自身腐朽拉断的情形，导致尾绳监控装置失效和虚假报警引发提升机故障停机，从而成为传统尾绳监控装置的一大短板，用普通铁丝充当检测绳缺陷是很明显的。

5、目前尾绳监控装置在检测开关的选型上基本使用的是单向水银倾侧开关(如图2)， 其原理为根据封装在玻璃外壳的水银流动来实现开关通断的，当水银开关倾斜一个工作 角度"时，两个电极通过水银的游动便可进行开关的通、断动作(如图2)。而且其通断所需外力很小，只要稍加外力使水银开关产生倾斜，水银便可移动，使开关实现通断，因 而其敏感性过高。而利用其作为尾绳检测开关，虽然可以解决开关耐腐蚀问题，但是其 玻璃外壳易被井筒底坑积矿坠石击碎，过于敏感的检测性能对于井架震动、尾绳偏摆和 检测绳的稍有晃动都可能造成水银开关的误通断，恰恰成为运用上的最大缺陷。同时发 现，水银开关长期使用后经常出现漏气现象，质量较差，单向水银倾侧开关应用于尾绳 开关在安装调试上也比较麻烦，直观性差，水银流动性强也造成通断位置不利于把握， 需要反复多次调试，增加了检修工作的强度与难度。

6、已知的传统尾绳监控装置的在安装和结构上比较简易，大部分采用在尾绳隔离架下的尾绳兜环内横穿一根检测绳，绷紧拉直后一头绑在井架钢梁上，另一头与固定安装有水银开关的底板链接，再与另一横向侧的井架钢梁水平拉直绑定。尤其是水银开关在安装上要确保处于常闭导通状态，所以在导通角度上必须调试准确。此种安装方式和工作结构虽然看似简易，但是由于用于检测、固定绑扎的铁丝材质上较硬，所以想要收紧较为困难，造成事实上检测绳达不到理想的绷紧度，所以造成调试的困难。同时时间长久后铁丝受力更加松弛变形，造成水银开关预期的导通角度变化，从而造成检测性能的下降和尾绳监控故障发生。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种矿井提升机尾绳监控装置，该技术方案解决上述传统工艺中的多项缺陷，降低了故障率，提高了工作效率，降低了作业的维修难度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种矿井提升机尾绳监控装置，所述监控装置包括检测开关支架、磁控开关、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路，所述磁控开关、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路均设置在检测开关支架上。

作为本发明的一种改进，所述检测开关支架包括底板、磁铁固定板、角铁前伸架、感应源磁铁、挡板、夹板、摇臂以及安装孔，所述底板通过安装孔固定于一侧井架，底板右上侧垂直焊接角铁前伸架，角铁前伸架外端竖直安装磁铁固定板，所述磁铁固定板延长度方向竖直安装感应源磁铁，感应源磁铁位置可调整。所述底板左下位置焊接两块夹板作为旋转机构外夹板，两块外夹板前端间装摇臂，摇臂在两块夹板间可抬起落下，夹板与摇臂构成支架旋转机构，旋转机构上部设有防矿石卡死的挡板，摇臂上装有自制可视磁控开关。

作为本发明的一种改进，所述磁控开关包括外部管壳、干簧管、导线以及环氧数值密封，所述外部管壳为有机玻璃管透明可视，所述双玻璃干簧管错位并联焊接接后设置在外部管壳的里面，导线从内部引出，所述环氧树脂填充密封在外部管壳内。自制可视磁控开关具有可透视、耐腐抗压、防水绝缘、性能可靠，经济实用尤其便于观察检测测特点。自制可视磁控开关在摇臂抬起正对磁铁处穿线绑定。摇臂抬起后磁控开关受磁铁感应干簧管导通，落下脱离磁块后干簧管断开。

作为本发明的一种改进，所述钢丝绳组件包括检测钢丝绳、绳卡、卸扣以及花兰，所述检测钢丝绳采用直径为8mm钢丝绳，其上用凡士林涂抹防腐蚀生锈，解决铁丝在潮湿酸性多水环境下易锈蚀和被砸断的问题。再用热缩管封塑防水，检测钢丝绳一端使用绳扣绑定至一侧井架钢梁，另端穿越尾绳绳环至井架另侧，利用绳卡制作绳圈，通过卸扣、花兰组成的检测钢丝绳收紧器与摇臂连接，通过调节收紧器的花兰实现检测绳松紧度调节。解决检测绳易松弛造成检测精度差、绑定调节困难的问题。常态下检测绳拉紧摇臂抬起，磁控开关接近磁块导通，提升机正常运行：当尾绳发生断绳、扭结拉断或触动检测绳，摇臂旋转下落脱离磁块，磁控开关内感应接点断开，切断提升机安全保护回路造成提升机跳闸急停，可靠稳定实现提升机尾绳断绳、扭结事故的检测监控。

一种检测开关支架的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）切割40cm×25cm×10mm铁板作为底板，四角开孔以作安装固定用；

2）截取约20cm长的角铁一根，垂直焊接于底板平面右上侧，作为前伸架，角铁靠外端钻2孔，使用固定螺杆竖直安装磁铁固定板；

3）磁铁固定板选用30cm×5cm环氧板制作，延长度方向等距离开数孔，以便于感应磁块安装及位置调整；

4）感应磁块选用φ5cm圆形工业磁铁，用螺杆固定于环氧固定板，可根据摇臂抬起磁开关位置在上下安装孔间作调整；

5）使用5mm厚铁板制作7cm×5cm半圆弧夹板两块，间距3cm平行等高焊接于底板左下位置（圆弧端朝外，开孔），作为旋转机构外夹板；

6）使用同规格5mm厚铁板取15cm×5cm一块，两端加工成半圆弧，摇臂两头开孔，作为旋转机构之摇臂；

7）使用半螺纹螺杆将摇臂一端经开孔对穿于两外夹板之间，用螺帽锁定，保证摇臂可在夹板件灵活抬起落下，在摇臂抬起正对磁块处开两孔用于穿线绑定磁控开关。此时摇臂抬起后磁控开关受磁块感应干簧管导通，落下脱离磁块后干簧管断开；

8）摇臂外端头挂花兰+卸扣组成的钢丝绳收紧器；

9）在旋转机构上部约8cm处垂直于底板焊接15cm×10cm的5mm厚铁质挡板一块，防矿石卡死旋转机构；

10）为保证开关支架安装牢固，将制作完成的检测开关支架整体焊接于井筒壁一侧钢梁上，具体高度以便于检测的高度为准(以横向垂直距尾绳环段高度约0.5M为宜）。

一种磁控开关的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）选用规格为R=3cm,壁厚为2mm的透明有机玻璃管，截取长度为20cm左右（以满足设计使用条件为宜），作为磁控开关外部管体；

2）将双干簧管并联接线，所有接点全部使用电烙铁焊接，将导线引出留3M左右余长；

3）双干簧管等线路置入有机玻璃管并选择适当位置后，将玻璃管首端使用橡胶绝缘自粘胶带包扎封口；

4）并将导线留于另一管口外，由有机玻璃管另一管口注入环氧树脂填充。环氧树脂具有极好的绝缘性能，不会引发管内线路短路可能；

5）填充完成后风干2至3天即可成形，即可完成此透视型磁控开关的制作。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）经过模拟实验证明该方案对于矿井提升机发生尾绳扭结、断绳的检测监控精准，反应灵敏迅速，可在事故发生瞬间快速切断提升机安全保护回路，迫使提升机紧急停车，制动闸将滚筒抱死，从而避免尾绳损坏加剧，有效防止连带进一步造成提升绳断绳、井筒设备损坏、提升容器(箕斗或罐笼)造成的损坏，人员重大伤亡的安全事故的发生，其性能稳定，工作可靠、完全能够实现预期的尾绳监控功能；

2）该种矿井提升机尾绳监控装置可明显降低提升机尾绳故障率，实现尾绳开关故障由3次/月降至≤1次/月，同时对于监控装置自身及掉矿砸到检测绳造成的故障可实现30分钟内的快速判断与应急转换处理，节约生产时间18次×2小时=36小时； 间接节约时间0.5小时/次*3次/月*7月=10.5小时。累计产生直接经济效益88172元。

3）该矿井提升机尾绳监控装置通过其独特的双绳检测、双开关串联可转换监控电路，使得双检测设备可转换独立控制，其不仅对于矿井提升机尾绳扭结、断绳可以快速有效监控预警，同时对于不影响提升机本身实质运行安全的尾绳监控装置误动作、误报警，在远程确认后可实现规避处置，即避开生产高峰期进行临时性搁置处理，再合理利用设备保养、计划检修时间进行故障设备的修复，以提高设备运行效率；

4）该技术发明使用方便、操作便利，在经现场操作人员确认非尾绳断绳、扭结原因后，地面技术人员可远程操作转换开关对单套设备进行故障验证，明确故障对象后，转换由完好的另一路尾绳检测设备独立控制，可无缝承接尾绳监控，实现简单快速辨别应对尾绳开关故障，降低了故障处置难度，对于中夜班人员少的情况，既缓解了值班检修人员工作压力，又减少了频繁现场处理尾绳开关故障面对III级安全风险的几率，在安全保障上体现出较大的有益价值，所产生的间接效益明显。

5）本文所提供的一种矿井提升机尾绳监控装置，其检测开关使用了自制可视型磁控开关代替单向水银倾侧开关，其制作容易，内部元件线路具有独特可视性，特殊工作环境适应强，防水防腐蚀，绝缘性能好，其抗冲击、耐冲砸挤压性能强，不易破碎损坏，其独特的内置双干簧管并接技术使检测精准可靠，其抗电磁干扰能力强，工作性能稳定不敏感，对于井架震动、尾绳偏摆和检测绳的晃动无影响，在安装调试上也更为便利。

6）本文所述的矿井提升机尾绳监控装置，其双开关串联可转换监控电路在线路改造上比较容易实施，原理简单，普通电工人员即可完成，可操作性强。

7）本文所提供的一种矿井提升机尾绳监控装置，使用8mm钢丝绳代替铁丝作为检测绳，其韧性、弹力、抗砸力强，能够有效抗击矿石冲砸，弹性修复力强，同时在面对尾绳断绳、扭结强大作用力时可确保断开，并连锁检测开关动作。其经过防腐防锈处理后，完全适应提升井筒底坑的潮湿、酸性环境影响。

8）本文所提供的一种矿井提升机尾绳监控装置，使用钢丝绳收紧器（花蓝）和 卸扣来调节拉绳松紧度，解决了检测铁丝质地硬，难以收紧拉直，绑定困难易变形造成监控精度差的问题，钢丝绳收紧器收紧调节起来简单省力，只需轻松转动即可完成检测绳收紧调节，卡位紧固不易松脱，使检测绳长时间都不会松弛，保证了监控可靠精准，避免由此导致的监控故障和误差。

（9）该矿井提升机尾绳监控装置设计有专用固定支架，其磁控感应开关旋转机构动作灵活，设有防卡矿挡板，可有效防止碎矿石卡住旋转部位造成磁控开关无法动作。其感应源磁块可根据需要增加安装数量，调节选择最佳安装位置，确保检测可靠。当尾绳发生断绳、扭结拉断检测绳，干簧管磁控开关旋转下落脱离磁块感应源，切断提升机安全保护回路造成提升机跳闸急停；并对旋转机构作遮挡，防碎矿石卡死。该矿井提升机尾绳检测装置；

10）该创新成果在发明后，通过先行在主井提升系统实用效果检验良好，接产生效益明显，大幅提高了相关作业的效率与安全、经济效益，证明其具备优良的实用性。陆续将在梅山铁矿副井提升系统、西南井提升系统尾绳监控装置中进行改进投入使用，具备良好推广能力，同样适用于其他矿山企业作为矿井提升机监控检测装置的装备与改良。

11）本发明成果原理简单，设计完善，可克服现有产品技术诸多缺陷，制作容易，安装方便，使用容易，性能优良，填补了相关领域内的技术空白，对于矿井提升机安全运行与降低尾绳故障意义重大，具有很强的市场推广前景。

附图说明

图1为本发明尾绳监控装置整体结构示意图；

图2为为检测开关动作示意图；

图3为检测装置安装示意图；

图4为磁控开关结构示意图；

图5为转换开关SA结构示意图；

图6为转换选择开关SA接线表；

图7为双开关串联可转换控制回路结构示意图。

附图标记说明： 1、底板，2、磁铁固定板，3、角铁前伸架， 4、感应源磁铁，5、挡板，6、夹板， 7、摇臂， 8、磁控开关，9、卸扣，10、花兰，11、检测钢丝绳，12、井架钢梁，13、绳卡，14、磁控开关引出线，81、外部管壳，82、干簧管，83、导线，84、环氧数值密封。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1-图7，一种矿井提升机尾绳监控装置，所述监控装置包括检测开关支架、磁控开关8、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路，所述磁控开关8、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路均设置在检测开关支架上，所述检测开关支架包括底板1、磁铁固定板2、角铁前伸架3、感应源磁铁4、挡板5、夹板6、摇臂7以及安装孔，所述底板1通过安装孔13固定于一侧井架，底板1右上侧垂直焊接角铁前伸架3，角铁前伸架3外端竖直安装磁铁固定板2，所述磁铁固定板2延长度方向竖直安装感应源磁铁4，感应源磁铁4位置可调整。所述底板1左下位置焊接两块夹板6作为旋转机构外夹板，两块外夹板6前端间装摇臂7，摇臂7在两块夹板6间可抬起落下，夹板6与摇臂7构成支架旋转机构，旋转机构上部设有防矿石卡死的挡板5，摇臂7上装有自制可视磁控开关8，所述磁控开关8包括外部管壳81、干簧管82、导线83以及环氧数值密封84，所述外部管壳81为有机玻璃管透明可视，所述双玻璃干簧管82错位并联焊接接后设置在外部管壳81的里面，导线83从内部引出，所述环氧树脂84填充密封在外部管壳81内。自制可视磁控开关8具有可透视、耐腐抗压、防水绝缘、性能可靠，经济实用尤其便于观察检测测特点。磁控开关8在摇臂7抬起正对磁铁4处穿线绑定。摇臂7抬起后磁控开关8受磁铁4感应干簧管2导通，落下脱离磁块4后干簧管2断开，所述钢丝绳组件包括检测钢丝绳11、绳卡13、卸扣9以及花兰10，所述检测钢丝绳11采用直径为8mm钢丝绳，其上用凡士林涂抹防腐蚀生锈，解决铁丝在潮湿酸性多水环境下易锈蚀和被砸断的问题。再用热缩管封塑防水，检测钢丝绳11一端使用绳扣绑定至一侧井架钢梁12，另端穿越尾绳绳环至井架另侧，利用绳卡13制作绳圈，通过卸扣9 、花兰10组成的检测钢丝绳收紧器与摇臂7连接，通过调节收紧器的花兰10实现检测绳11松紧度调节。解决检测绳易松弛造成检测精度差、绑定调节困难的问题。常态下检测绳11拉紧摇臂7抬起，磁控开关8接近磁块4导通，提升机正常运行：当尾绳发生断绳、扭结拉断或触动检测绳11，摇臂7旋转下落脱离磁块4，磁控开关8内感应接点断开，切断提升机安全保护回路造成提升机跳闸急停，可靠稳定实现提升机尾绳断绳、扭结事故的检测监控。

双开关串联可转换电路，参见图7，以DC24V为控制电源，各磁控开关引出线14分别将两个磁控开关8常开接点作为尾绳开关一、尾绳开关二分别串联接入线路，控制尾绳监控继电器KA（如图5），取尾绳监控继电器KA一副常闭触头，串联接入提升机电控系统的安全监控回路。其中利用在双开关串联可转换电路中的远程应急转换开关SA的三副触点3-4/5-6/7-8，操控远程应急转换开关SA的“0/1/2”三位切换，图6，实现尾绳开关1、2串联共同控制或独立控制尾绳监控继电器KA，实现KA保持吸合，保障提升机电控系统的安全监控回路畅通运行的应急可切换选择，即：Ⅰ、转换开关SA在“0”位时，触点3-4/5-6/7-8全部断开，尾绳开关1、尾绳开关呈双开关串联检测状态，预防回路某一节点短路或单一机构卡死情况下装置不能释放造成对尾绳监控失效；Ⅱ、转换开关SA在“1”位时，触点5-6/7-8闭合，可将故障的尾绳开关2短路，实现由完好的尾绳开关1独立监控，尾绳监控继电器KA得电，提升机安全控制回路恢复畅通，可维持正常运行；Ⅲ、转换开关SA在“2”位时，触点5-6/3-4闭合，可将故障的尾绳开关2短路，实现由完好的尾绳开关2独立监控，尾绳监控继电器KA得电，提升机安全控制回路恢复畅通，可维持正常运行。通过以上改进，形成一种双绳检测、双开关串联可转换监控电路，如图7。对于非实际发生尾绳断绳、扭结情况下的单一尾绳监控设备故障，通过双绳、双开关串联监控转换为单绳、单开关独立监控，实现故障快速诊断判定,应急恢复设备运行，达到灵活处理的目的。

制作方法：

参见图1—图7，本发明是通过重新设计制作检测开关机构和支架、检测绳与检测开关重新选型并作改进、对控制电路改造，安装完成一套具备双绳检测、双开关串联可转换监控电路,如图7系统，实现一种独特的矿井提升机尾绳监控装置，其具体制作方法如下：

1、检测开关支架的制作与安装参见图1:

1）切割40cm×25cm×10mm铁板作为底板，四角开孔以作安装固定用；

2）截取约20cm长的角铁一根，垂直焊接于底板平面右上侧，作为前伸架，角铁靠外端钻2孔，使用固定螺杆竖直安装磁铁固定板；

3）磁铁固定板选用30cm×5cm环氧板制作，延长度方向等距离开数孔，以便于感应磁块安装及位置调整；

4）感应磁块选用φ5cm圆形工业磁铁，用螺杆固定于环氧固定板，可根据摇臂抬起磁开关位置在上下安装孔间作调整；

5）使用5mm厚铁板制作7cm×5cm半圆弧夹板两块，间距3cm平行等高焊接于底板左下位置（圆弧端朝外，开孔），作为旋转机构外夹板；

6）使用同规格5mm厚铁板取15cm×5cm一块，两端加工成半圆弧，摇臂两头开孔，作为旋转机构之摇臂；

7）使用半螺纹螺杆将摇臂一端经开孔对穿于两外夹板之间，用螺帽锁定，保证摇臂可在夹板件灵活抬起落下，如图2所示，在摇臂抬起正对磁块处开两孔用于穿线绑定磁控开关。此时摇臂抬起后磁控开关受磁块感应干簧管导通，落下脱离磁块后干簧管断开；

8）摇臂外端头挂花兰和卸扣组成的钢丝绳收紧器；

9）在旋转机构上部约8cm处垂直于底板焊接15cm×10cm的5mm厚铁质挡板一块，防矿石卡死旋转机构；

10）为保证开关支架安装牢固，将制作完成的检测开关支架整体焊接于井筒壁一侧钢梁上，具体高度以便于检测的高度为准(以横向垂直距尾绳环段高度约0.5M为宜）。

透视型磁控尾绳检测开关的制作，如图4：

1）选用规格为R=3cm,壁厚为2mm的透明有机玻璃管，截取长度为20cm左右（以满足设计使用条件为宜），作为磁控开关外部管体；

2）将双干簧管并联接线，所有接点全部使用电烙铁焊接，将导线引出留3M左右余长；

3）双干簧管等线路置入有机玻璃管并选择适当位置后，将玻璃管首端使用橡胶绝缘自粘胶带包扎封口；

4）并将导线留于另一管口外，由有机玻璃管另一管口注入环氧树脂填充。环氧树脂具有极好的绝缘性能，不会引发管内线路短路可能；

5）填充完成后风干2至3天即可成形，即可完成此透视型磁控开关的制作。

检测绳的改进：

1）选用规格φ8mm钢丝绳作为检测绳；

2）长度以井筒宽度并留有3米左右余长为佳，便于绳头制造以及后续使用调整；3）使用凡士林涂抹防腐蚀及生锈；

4）用热缩管封塑防水，解决铁丝在潮湿酸性多水环境下易锈蚀和被砸断的问题。

双绳检测系统的安装：

（1）检测绳的一端使用绳扣绑定在尾绳隔离架下一侧井筒壁钢梁上（绑定高度垂直距尾绳环段约0.5M）；另一端使用绳卡作绳圈，拉紧检测绳横向穿过尾绳尾绳兜环内侧至支架摇臂；

（2）由花兰+卸扣组成的收紧器连接检测绳绳圈与开关支架摇臂；

（3）调节收紧器，使检测绳拉紧，摇臂水平抬起，磁控开关接近感应磁块，内部双干簧管开关导通；

（4）以同样方法完成两套检测开关支架、磁控开关、检测绳的制作及安装，双绳间可平行安装也可错位安装，检测绳与尾绳间保持合理间距，实际安装以考虑检测范围及效果来选择，以梅山铁矿主井提升机尾绳检测装置为例，一套靠提升机箕斗侧安装，另一套靠井壁扶梯侧安装，形成双绳检测系统。

双开关串联可转换电路设计、元件选择及接线：

(1)双开关串联回路转换选择开关SA选择DC24V LW51D-16型万能转换开关如图5 所示，其电路图中的图形符号、操作手柄与触点分合状态的关系如图1所示。图中当转 换开关打向左45°即操作手柄在“1”位时，触点5-6、7-8闭合，触点1-2、3-4打开； 打向0°即操作手柄在“0”位时，只有触点1-2闭合，其余触点均为断开；右45°时即 操作手柄在“2”位，触点3-4、5-6闭合，其余断开(本案例中触点1-2未使用)；

(2)如图7所示，将尾绳检测开关1引出线分别接入接线端子X1的1、2端，尾 绳检测开关2引出线分别接入接线端子X1的2、3端；

(3)转换选择开关SA触头5与接线端子X1的2端连接，触头6与触头3和触头8 连接，触头7接入接线端子X1的1端，触头4接入接线端子X1的3端；

(4)将尾绳监控电继电器KA(型号：RELECO-C7-A20DX)的A1端接入接线端子X1 的1端；

(5)以DC24V为控制电源，接线端子X1的3端接24V+,尾绳监控继电器KA的A2 端接24V-，形成一个双开关串联可转换监控电路如图7；

(6)取尾绳监控继电器KA一副常闭触头，串联接入提升机电控系统的安全监控回 路。

本装置对于尾绳监控原理即工作流程说明:

（1）提升机发生尾绳断绳、扭结；

（2）利用尾绳断绳下坠、扭结打绞产生的强大作用力，扯动或拉断双检测绳任意一根或全部检测绳；

（3）牵动其开关支架上旋转机构的摇臂动作，使磁控的尾绳检测开关脱离感应磁块；

（4）磁控开关内部双干簧管触点断开，造成双开关串联可转换电路中的尾绳监控继电器KA失电；

（5）串联在提升机电控安全回路的KA一副常闭触头分断，促使提升机安全继电器动作，实现提升机尾绳断绳、扭结后瞬间的跳闸急停保护。

非尾绳断绳、扭结情况下双开关串联电路切换操作方法：

①两套尾绳检测开关常态下串联检测，线路中尾绳开关1和尾绳开关2均为常闭导 通(此时远程应急转换开关SA处于“0”位：转换开关SA除1-2触点外所有触点均为断 开状态)，双开关串联检测精度高，确保尾绳监控有效可靠，可预防串联回路某一节点短 路或机构不灵活情况下监控失效，为装置可靠加“双保险”；

②对于一套尾绳检测设备出现故障，在排除非真实性尾绳扭结、断绳造成情况下， 可实现故障开关线路的选择转换旁路功能，将故障失效的一套设备无缝切换至备用的另 一套设备进行监控。如图6，若尾绳检测开关2报警，尾绳开关2常闭点断开，KA失电 后其串联在提升系统安全控制回路中的触点也就断开，引起提升机紧急停车。此时可将 远程应急转换开关SA由“0”位拨至“1”位，此时转换开关常开触点5-6/7-8闭合，将 尾绳开关2常闭点短路，实现由完好的尾绳开关1独立监控，此时尾绳监控继电器KA得 电，提升机安全控制回路恢复畅通，可维持正常运行；

③反之，若尾绳检测开关1故障，尾绳开关1常闭点断开，则将远程应急转换开关 SA由“0”位拨至“2”位，此时转换开关常开触点5-6/3-4闭合，将尾绳开关1常闭点 短接，实现由完好的尾绳开关2独立监控，此时尾绳监控继电器KA得电KA通电，提升 机可恢复运行。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (6)

1.一种矿井提升机尾绳监控装置，其特征在于，所述监控装置包括检测开关支架、磁控开关、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路，所述磁控开关、钢丝绳组件以及双开关串联可转换控制回路均设置在检测开关支架上。

2.根据权利要求1所述的矿井提升机尾绳监控装置，其特征在于，所述检测开关支架包括底板、磁铁固定板、角铁前伸架、感应源磁铁、挡板、夹板、摇臂以及安装孔，所述底板通过安装孔固定于一侧井架，底板右上侧垂直焊接角铁前伸架，角铁前伸架外端竖直安装磁铁固定板，所述磁铁固定板延长度方向竖直安装感应源磁铁，所述底板左下位置焊接两块夹板作为旋转机构外夹板，两块外夹板前端间装摇臂，摇臂在两块夹板间可抬起落下，夹板与摇臂构成支架旋转机构，旋转机构上部设有防矿石卡死的挡板，摇臂上装有自制可视磁控开关。

3.根据权利要求1所述的矿井提升机尾绳监控装置，其特征在于，所述磁控开关包括

外部管壳、干簧管、导线以及环氧数值密封，所述外部管壳为有机玻璃管透明可视，所述双玻璃干簧管错位并联焊接接后设置在外部管壳的里面，导线从内部引出，所述环氧树脂填充密封在外部管壳内。

4.根据权利要求3所述的矿井提升机尾绳监控装置，其特征在于，所述钢丝绳组件包括检测钢丝绳、绳卡、卸扣以及花兰，所述检测钢丝绳采用直径为8mm钢丝绳，其上用凡士林涂抹防腐蚀生锈，再用热缩管封塑防水，检测钢丝绳一端使用绳扣绑定至一侧井架钢梁，另端穿越尾绳绳环至井架另侧，利用绳卡制作绳圈，通过卸扣 、花兰组成的检测钢丝绳收紧器与摇臂连接，通过调节收紧器的花兰实现检测绳松紧度调节。

5.权利要求1所述的检测开关支架的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

切割40cm×25cm×10mm铁板作为底板，四角开孔以作安装固定用；

截取约20cm长的角铁一根，垂直焊接于底板平面右上侧，作为前伸架，角铁靠外端钻2孔，使用固定螺杆竖直安装磁铁固定板；

磁铁固定板选用30cm×5cm环氧板制作，延长度方向等距离开数孔，以便于感应磁块安装及位置调整；

感应磁块选用φ5cm圆形工业磁铁，用螺杆固定于环氧固定板（如图8-3），可根据摇臂抬起磁开关位置在上下安装孔间作调整；

使用5mm厚铁板制作7cm×5cm半圆弧夹板两块，间距3cm平行等高焊接于底板左下位置，作为旋转机构外夹板；

使用同规格5mm厚铁板取15cm×5cm一块，两端加工成半圆弧，摇臂两头开孔，作为旋转机构之摇臂；

使用半螺纹螺杆将摇臂一端经开孔对穿于两外夹板之间，用螺帽锁定，保证摇臂可在夹板件灵活抬起落下，在摇臂抬起正对磁块处开两孔用于穿线绑定磁控开关；

此时摇臂抬起后磁控开关受磁块感应干簧管导通，落下脱离磁块后干簧管断开；

摇臂外端头挂花兰+卸扣组成的钢丝绳收紧器；

在旋转机构上部约8cm处垂直于底板焊接15cm×10cm的5mm厚铁质挡板一块，防矿石卡死旋转机构；

为保证开关支架安装牢固，将制作完成的检测开关支架整体焊接于井筒壁一侧钢梁上。

6.权利要求1所述的磁控开关的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

选用规格为R=3cm,壁厚为2mm的透明有机玻璃管，截取长度为20cm左右（以满足设计使用条件为宜），作为磁控开关外部管体；

将双干簧管并联接线，所有接点全部使用电烙铁焊接，将导线引出留3M左右余长；

双干簧管等线路置入有机玻璃管并选择适当位置后，将玻璃管首端使用橡胶绝缘自粘胶带包扎封口；

并将导线留于另一管口外，由有机玻璃管另一管口注入环氧树脂填充；

填充完成后风干2至3天即可成形，即可完成此透视型磁控开关的制作。

Images