井下换绳调绳难?机器人来帮忙!

版次:m4    作者:耿韬来源:    2019年11月30日

罐笼提升值守机器人

摩擦提升综合保障机器人

智能换绳机器人

井下换绳调绳难?机器人来帮忙!

——工大三森科技公司应用智能新技术侧记

耿韬

11月22日,由中国煤炭工业协会主办,中国矿业大学、徐州市工大三森科技有限公司(以下简称三森科技公司)联合承办的立井提升容器与换绳智能化新技术交流会在徐州召开。会上,三森科技公司围绕智能换绳车技术及工艺、双码择绳智能保护技术等5项立井提升系统智能化技术成果进行了交流。日前,笔者来到该公司进行了采访。

自动换绳省时提效

三森科技公司依托中国矿业大学、哈尔滨工业大学的科研支持,实现了矿井运提钢丝绳更换技术的研发和施工。其中,换绳机器人(智能换绳车)及配套换绳工艺已广泛应用于立井首绳更换作业中。

该项目2007年立项研发,2012年在淮南矿业集团潘一矿应用成功。此后,该公司先后设计完成了安全适用型和安全智能型两个型号的产品。

换绳机器人由智能控制系统、液压同步系统、超静定无损夹持直线输送系统及辅助系统构成。在操控系统上,换绳机器人采用先进的智能电液控制系统,实现了提升机与换绳车的同步收放绳动作;通过运用井口分步式换绳工艺,在保证提升系统安全和稳定的同时,以提升机主动、换绳机器人随动的方式,实现了换绳时旧绳连续回收和新绳连续下放。

相比人力换绳技术,换绳机器人省去了固定板卡和安装固绳器等多项施工技术环节,减少了调绳次数和截割长度,实现全绳段整体回收。

这是一场传统换绳理念的变革。与国内现有换绳方式相比,换绳机器人不仅可以大大缩短换绳时间、减少人员配备、减轻劳动强度,还可以有效保证换绳安全、提升换绳效率和质量。与国外换绳设备相比,换绳机器人可选择沿提升容器长度方向或宽度方向布置使用,充分满足国内矿井井口布置需求。

据三森科技公司董事长贾福音介绍,今年9月,智能换绳机器人取得了10小时更换完成千米4绳、15小时更换完成6绳的成绩。立井提升案例应用中,最深矿井云南会泽铅锌矿提升高度1526米,陕西彬长矿业胡家河煤矿绳径60毫米,均应用效果良好。

以年产800万吨煤矿计算,智能换绳车每次换绳可节省提升时间30多小时,多提原煤3.7万吨。

近年来,换绳机器人已在200多个矿井成功应用,其中千米以上矿井16个、钢丝绳直径50毫米以上矿井38个。

智能装置守护提升安全

摩擦提升综合保障机器人(双码择绳调换智能保护装置),是三森科技公司自主研发,列入国家首批安全科技“四个一批”的重大项目。该机器人集滑绳溜车智能保护、双码择绳调换、自动卡绳、辅助调换等功能于一体,具有识别危险状态功能,可判定提升系统异常状态,并采用感力机械手无损夹持绳制动技术,实现对钢丝绳的无损制动。

它是安全调绳的卫士。调绳是摩擦提升矿井经常要做的工作,以往的方法用时长、用人多、危险性高。摩擦提升综合保障机器人利用上、下机械手组,完成一侧固绳,另一侧自动举升功能,便捷地使首绳松弛,实现择绳和调绳功能。调绳工作时长由过去需要10多人、10多个小时,减少到4人、4小时。

它是辅助更换衬垫、轴承、天轮的卫士。通过一侧固绳、另一侧连续举升,实现首绳松弛,进而更换衬垫、轴承、天轮,替代了繁琐又危险的人工作业。

它又是更换容器的卫士。以往更换容器需要稳车、动滑轮配合才能完成,而摩擦提升综合保障机器人利用一侧夹牢首绳、另一侧抬起首绳或放下容器,完成容器的举升、下放工作,实现容器更换。

它还是滑绳溜车安全保护的卫士。在滑绳或溜车状态下,该机器人以绳滑差量、绳速判定事故状态并声光报警,经绞车司机确认后,实现在3秒响应时间内对首绳限力制动抓捕,确保不损伤首绳,使提升系统安全停车。

目前,该产品已在淮南矿业集团、中煤集团等下属180多个矿井推广应用,并于2017年成功出口南非。

立井罐笼 安全高效

11月23日,中国煤炭工业协会组织的鉴定会通过了三森科技公司“AND型罐笼智能化系统”科技成果的鉴定。

该系统是罐笼内部与外部关联装备的整合智能化系统,又称“罐笼提升值守机器人”。这个机器人包括智能控制、应急通信、自动罐门、自动罐阻、无线充电蓄能、危险识别、罐笼运行状态预警等七大智能系统。

罐笼与外部关联系统智能化包括实现罐笼与遥控器、操作平台信号三点互联互通,并与操车设备实现闭锁联动,与提升机实现联动。

智能控制系统主要包括控制台、控制箱和检测装置三部分。控制台位于井口打点室,控制箱安装在罐笼顶部,检测装置是对罐笼、罐门、罐阻、操车设备的运行状况进行检测。

智能控制系统以PLC为核心对各设备进行联动控制和闭锁保护,并对无线充电进行有效管理和合理分配,从而实现机器人的自动化运行。无线充电系统主要包括发射装置、接收装置和蓄电池三部分。发射装置安装在井口码头门套架上,接收装置和蓄电池安装在罐笼上部。当罐笼运行到井口停罐位置后,无线充电系统在PLC控制下实现安全补给电能,并储存在蓄电池中,为整套机器人提供源源不断的动力。

罐笼内危险识别功能可实现通过比较传感器采集信号与安全状态,提示报警相关危险区域和危险状态。

目前,该项智能技术新成果已分别在淮南矿业集团、冀中能源股份有限公司得到成功应用,将从根本上改变我国矿山立井罐笼提升系统的传统生产作业模式与理念,为立井罐笼安全和高效提升提供了保障。