红外传感技术在矿井主绞车松绳二次保护中的应用

闻 亮

（汾西矿业集团柳湾煤矿，山西 孝义 032300）

引言

主绞车松绳二次保护装置是井下绞车正常运行的有力保障，通常，通过力臂式行程开关，使松绳过程中产生压力改变，进而触发压力传感器发出相应的工作信号实现相关动作。这种保护方式为机械式被动保护，而应用红外传感技术对主绞车松绳进行保护，可靠性更高，同时在同步性和操控精确度上，相比于压力传感器所具有的优势更加明显，可以全面提高矿井主绞车的工作安全性。

1 传统矿井主绞车松绳二次保护存在的主要问题

传统形式下矿井主绞车松绳二次保护装置所用开关是力臂行程开关，该装置属于一种压力传感器装置。在具体的保护工作过程中，将其直接设置的主绞车天轮部分以及主绞车的出绳口位置作为主要的监测点位。松绳保护装置在实际应用过程中表现出以下几个方面问题：

1）对力臂式行程开关和钢丝绳之间的间距大小的控制存在一定的难度。主绞车在工作过程中，行程开关具有一定的动作流程，钢丝绳和行程开关之间的距离较小，会出现动作频繁现象和间距过大问题，在松绳之后不能及时作出可靠动作，无法起到良好的防护工作效果[1]。

2）松绳防护装置的安装位置距离地面的高度较高。松绳保护装置被在绞车的出绳口位置，距离地面的高度相对较高，给后续的检修和维护工作带来较大困难。

3）保护装置常常由于工作环境因素出现生锈以及系统内部线路接触不良等问题。另外，在钢丝绳和行程开关工作过程中，钢丝绳上的油滴会直接滴洒在行程开关表面，随着时间的不断延长很容易会造成短路现象。

4）将天轮的双滚筒结构改为单滚筒结构后，绞车的出绳和原有的天轮位置之间会形成一定的偏差，同时绞车在缠绕绳方面经常会出现咬绳现象，当天轮和绞车的滚筒之间存在位置偏差时，在绞车的提升工作过程中会产生绕绳问题，同时使得钢丝绳和天轮之间的摩擦系数也较大。为了有效解决这一问题，将原天轮直接改造为游动天轮，有效避免绞车在出行过程中和天轮之间形成偏差，整体运行状态比较稳定，但是在该位置安装松绳防护装置，因为压力行程开关结构的安装位置固定同时力臂的长度比较有限，在天轮位置产生变化时钢丝绳的位置也会产生对应的变化，会直接造成钢丝绳的位置和松绳防护位置无法保持在同一条直线上，进而会造成双层防护装置失去应有的功能，如果得不到及时处理将会出现严重的安全事故[2]。

2 红外传感绞车松绳二次保护装置工作原理

红外线传感绞车松绳二次保护装置，主要依靠光束遮断式感应器工作，基础构造主要包含红外光束、瞄准孔、红外光束指示灯以及光束接收传感器设备等。在具体工作过程当中，通过使用红外线发送器，将光束直接传输到一定距离之后，通过接收装置接收。红外线属于一种不可见光，投射出去之后会直接形成圆锥体光束，当红外线被物体遮挡之后会直接产生动作信号。将红外传感技术有效应用在主绞车的安全控制回路当中，在钢丝绳产生松绳情况时，红外线会发出相应的控制信号，传感器上的指示灯亮起，控制回路当中的常闭触点会直接断开，继电器产生动作，同时安全回路断开，可以有效实现对主绞车的制动，而钢丝绳恢复正常工作状态时，长臂触点恢复到正常位置，如下页图1 所示。

图1 红外传感松绳二次防护工作原理

3 红外传感绞车松绳二次保护装置应用效果

1）安全稳定性较强。通过对红外传感绞车松绳二次保护装置的有效应用，可有效控制错误动作的产生，使得整个控制更加灵敏和精确、安全可靠性更高、误差大大减小、安全防护功能得到明显提升。

2）主绞车松绳装置的使用寿命得到明显延长，相对于传统的压力传感器设备，基于红外传感技术的松绳保护装置的应用条件更加宽泛，同时精度更高、使用周期更长，故障率明显降低，有效减少因保护装置频繁检修和更换而造成的经济损失[3]。

3）有效避免生锈、系统内部线路接触不良、短路等现象，从而减少不必要的维护和检修工作量。

4）对保护系统进行的相关实验和分析工作更加简单方便，因为红外线接收中断则会立即开启松绳相应的保护动作。

4 结语

红外传感技术在矿井主绞车松绳二次保护装置中的应用效果非常明显，相比于压力传感器的保护方式，在工作灵敏度、设备使用周期以及对外部环境的抗干扰能力等多个方面都有了明显的提升，并且还可以进一步控制设备的维护工作量，有效避免松绳二次防护装置受到外部环境的影响而产生故障。因此，红外传感二次防护技术的应用，可全面提高煤矿井下开采工作的安全性和稳定性，但仍需进一步予以优化和完善。