[發明專利]一種超深礦井提升系統試驗臺及方法

有效

• 申請號: 201410528414.1
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104261225A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 沈剛;朱真才;滕文想;李翔;周公博;李偉;曹國華;彭玉興;盧昊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B66B5/02
• 分類號: B66B5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超深礦井提升系統試驗臺及方法，具體涉及對提升系統各種實際工況的模擬實驗以及對鋼絲繩拉力、卷筒所受壓力、提升容器所處位置的坐標等重要參數的檢測，通過對現場工況的合理模擬，實現對超深立井提升系統各方面性能的檢測，從而保證系統能夠在所有可能異常情況下安全可靠的運行，更好的適用于實際操作環境。

背景技術

目前，隨著我國將深部資源開發作為重要的發展戰略，超深礦井大型提升裝備成為實現深部資源開發的關鍵裝備。然而，由于超深礦井開采的特殊環境，提升裝備很難在現場進行試驗。因此為了能夠應對超深井面臨復雜的工況，全面的驗證控制算法和安全保障機制的有效性，實現對超深立井提升系統各方面性能的檢測，確保鋼絲繩、卷筒、提升容器等的正常工作，亟需一種能夠模擬真實情況的超深礦井提升系統試驗臺。該仿真模擬平臺需要模擬正常狀態和異常狀態系統的絕大部分工況，以達到驗證控制算法和故障處理能力的目的，保證系統能夠在所有可能異常情況下安全可靠的運行。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種超深礦井提升系統試驗臺及方法，該試驗臺能夠模擬正常狀態和異常狀態提升系統的絕大部分工況，以達到驗證控制算法和故障處理能力的目的，保證系統能夠在所有可能異常情況下安全可靠的運行。

本發明的技術方案如下：

一種超深礦井提升系統試驗臺，包括四個變頻電機(1)以及與其對應的四個提升機卷筒(2)、水平導軌(3)、提升容器(4)、位姿角傳感器(5)、拉力傳感器(6)、伺服液壓缸(7)、鋼絲繩(8)、滑輪(9)、變頻電機控制器(10)、鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)、伺服液壓缸控制器(12)、位姿監測裝置(13)、張緊輪(14)、張緊彈簧(15)、萬向輪(16)；位姿角傳感器(5)固定連接在提升容器(4)上；所述變頻電機控制器(10)分別與各個變頻電機、鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)連接；伺服液壓缸控制器(12)與伺服液壓缸(7)連接；安裝在容器上的位姿角傳感器(5)用于測出因容器傾斜與各平面形成的夾角，位姿角傳感器(5)獲取的夾角大小信息經AD轉換信號后傳輸給位姿監測裝置(13)，進而實現實時監測提升容器的姿態；拉力傳感器(6)獲得的鋼絲繩張力信號反饋給伺服液壓缸控制器(12)，伺服液壓缸控制器(12)通過計算得到每根鋼絲繩長度與其平均長度的長度差值，通過調節各個伺服液壓缸(7)的伸縮來改變鋼絲繩的張力，避免鋼絲繩間運動不同步引起的提升容器傾斜；鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)檢測鋼絲繩是否斷絲斷股并通過變頻電機控制器(10)控制變頻電機的停止與啟動。

所述的超深礦井提升系統試驗臺，所述位姿監測裝置(13)和伺服液壓缸控制器(12)有無線接收器，位姿角傳感器(5)和拉力傳感器(6)有無線發射器。

所述的超深礦井提升系統試驗臺，所述提升容器(4)通過其底部的萬向輪(16)放置在水平面上，水平導軌(3)沿試驗臺中心線分布在提升容器(4)的兩側，用于限制提升容器(4)在橫向上的擺動，在水平導軌(3)的兩端各設置一對變頻電機(1)和一對提升機卷筒(2)，各個變頻電機(1)的輸出軸與對應的提升機卷筒(2)連接；在試驗臺中心線的一側，提升機卷筒(2)連接一根鋼絲繩(8)，鋼絲繩(8)一端依次通過滑輪、張緊輪(14)、滑輪連接到提升容器(4)一端，另一根鋼絲繩(8)一端連接在提升機卷筒上，通過滑輪、伺服液壓缸(7)連接到提升容器的另一端，伺服液壓缸(7)和提升容器(4)之間的鋼絲繩上設置有拉力傳感器(6)，提升機卷筒和滑輪(9)之間的鋼絲繩上設置鋼絲繩斷絲斷股檢測裝置(11)；中心線另一側設置與此相同。

所述的超深礦井提升系統試驗臺，該試驗臺為雙繩拖拽，在水平導軌(3)兩端設置了兩對變頻電機(1)，變頻電機轉向的不同對應著提升容器的提升與下放。

所述的超深礦井提升系統試驗臺，所述張緊輪(14)下安裝有張緊彈簧(15)，通過調節張緊彈簧的預伸長長度或更換不同彈性系數的彈簧來改變鋼絲繩所受拉力，即模擬提升系統提升負載的不同。