核子秤称重计量漂移状态下的改造

柏乐 管京城 倪士猛 朱绍宝

摘  要：核子秤是根据被测物料对同位素辐射源发出γ射线的吸收原理制造的一种计量仪器。放射线对电离室中的惰性气体有激励作用，使气体电离，在高压电场的作用下产生微弱的电流，该电流的大小与电离室接收到的射线强度之间存在一定规律，将该电流通过具有高放大倍率和高稳定性的前置放大器、变送单元进行放大、转换，得到一个与物料负荷成正比的称重频率信号，该称重频率信号连同输送机的速度频率信号一起送入计算机中进行计算，即可得知被测物料的质量，从而计算出物料的累积重量、流量等参数。

关键词：核子秤;称重;主井提升;可编程控制器

前言

淮南矿业集团朱集东矿井，设计生产能力400万t/a，朱集东矿主井提升方式为立井提升，安装2套落地式多绳摩擦式提升机，提升容器为2套双箕斗，钢结构井架，主要用于矿井提煤。主要技术参数：

井筒净直径7.6m，提升高度995m，钢结构井架，装备有JKMD-4.5×4（Ⅲ）多绳摩擦落地式提升机两台，电机功率4300KW，采用ABB交-直-交变频同步电动机拖动，设计最大提升速度13.5m/s，箕斗自重34t，额定最大静张力1050KN，额定最大静张力差280KN，载重27t。井下定量斗采用液压自动定量装载，目前为提升速度为12m/s，装载量25t，一次提升时间为168s，单台车日理论提矸量为1.16万吨。

朱集东矿主井两套装载设备承担着全矿原煤产量的提升任务，装载系统承担原煤装载任务。其车间内配套两套设备，设备明细如下：（1）DTC140/166/55带式输送机。（2）GLD2000/5.5/3甲带给料机。（3）KXJ-30/1140（660）A矿用隔爆兼本安型可编程控制器。（4）KXA-2本安控制显示台。（5）HC127矿用核子秤。（6）矿用本安型称重传感器 GIF120。（7）KJZ4-630/1140（660）矿用隔爆兼本安型真空多功能组合开关。（8）IPC-610-L工业计算机。

1 系统结构设计

为避免一套系统故障后无法完成原煤提升任务完成，主井装载计量系统采用冗余称重装置，一套采用称重液压传感器计量称重、一套采用核子秤进行称重。其具体工作原理具体如下：由矿用本安型称重传感器GIF-120称其定量斗的重量传输其数据给KXJ-30/1140（660）A矿用隔爆本安型可编程控制器，由HC127矿用核子秤称其皮带绳经过的原煤的重量传输其数据给KXJ-30/1140（660）A矿用隔爆本安型可编程控制器。可编程控制器将两者的数据和提前设定的满载值进行比较取其两者的最大值给可编程控制器。可编程控制器发出满载指令后，可编程控制器发出停止指令给甲带给料机命令完成主井装载定量斗装载任务。示意流程图如图1所示：

2 改造前的运行情况

改造前，主井装载信号工从操作显示台按下皮带启动信号，主井装载可编程控制器接到信号勾发出皮带启动命令后给KJZ4-630组合开关，组合开关启动皮带运转后信号工发出甲带给料机启动信号给可编程控制器。可编程控制器收到信号后，发出启动命令给KJZ4-630组合开关。组合开关启动甲带给料机，甲带给料机开始向皮带给出原煤，这时核子秤和称重传感器开始称重工作。当其中之一称重达到设定值25T时，可编程控制器收到满载信号后向KJZ4-630组合开关发出停止甲带给料机停止运行命令，组合开关停止甲带给料机的运行，完成一次定量装载的任务，这时皮带一直在保持继续运行。

3 现场存在的问题

（1）煤矿井下的环境是复杂的，有时皮带清扫器清扫的不干净或者给煤机上口煤仓渗下的水都将会造成核子秤的微小计量。由于皮帶机不断运行，当累计值达到超载值27.5T，可编程控制器收到核子秤的超载信号后向KJZ4-630组合开关发出停止皮带运行命令，同时可编程控制器发出禁止打开装载扇形门油缸电磁阀的命令，扇形门将会打不开，从而不能完成向箕斗装煤的任务，影响主井装载正常的装煤提升。（2）现场处理这个核子秤超载的现象，只有车房值班机修工到主井车房上位机上将其核子秤的称重功能进行屏蔽。装载信号工手动将扇形门打开后，完成一次装载任务。然后车房值班人员再将核子秤称重功能投入，从操作从人员到达现场再到分析核子秤故障原因，大概需要7-8分钟，也就是影响了大约主井提升运行大概2勾的提升时间，约50T原煤的提升任务。

4 改造后的效益

针对现场存在的问题，在主井装载司机操作台上增加核子秤清零信号直接传输至核子秤主机。改造后装载信号工比较称重传感器与核子秤之间称重计量差值，如发现核子秤称重漂移超出满载值并在不断变化时，信号工经确认是核子秤超载后。信号工只需要在操作台上按下核子秤清零按钮即可将核子秤数据清零，不需要值班电工到车房现场去确认，节约了故障分析时间。从而保证了生产的连续性，确保了提升生产的连续性，改造后的流程示意图如图2所示。

5 结束语

通过在装载操作台上增加手动清零信号，在信号工比较称重传感器GIF-120与核子秤之间差值，确定由于核子秤漂移超载后在操作台上对其清零，节约了提升的宝贵时间，保证了主井提升的连续性。如果按照每天核子秤称重漂移影响一次，影响时间按照2勾提升时间算，如一年按照影响200天算，则两台车约影响提升吨数

X=25（吨）*2（勾）*2（台车）*200（天）=20000吨。

按照吨煤售价300元/吨计算，则经济收益Y=2000（吨）*300（元/吨）=600万元，通过核子秤称重清零改造后主井每年提升经济效益可以多增加600万元的经济收益。

参考文献

[1]赵元刚.核子秤在煤矿生产中的应用[J].煤炭技术，2015.

[2]储路，杨杰，张庆平.核子秤在定量装载方面的应用[J].煤矿机电，2001.

[3]张有忠，王惠玲.核子秤在煤矿计量中的应用[J].煤炭科学技术， 1994（5）：55-57.