带式输送机安全保护装置状态监测研究

摘要

运输系统是矿山开采的基本生产环节之一，其建设成本占建设总费用的40％～60％，开采过程中投入的成本和占用的工时分别为总成本和总工时的50％以上。输送现场环境复杂，区域狭长，针对这种远距离输送作业，其安全防护是通过采用安全保护装置对带式输送机的关键危险节点进行预防和保护，同时《煤矿安全规程》明确规定，必须在运输系统的危险节点装设压力保护、防滑保护、堆料保护、防跑偏保护、温度保护、烟雾保护等性能可靠的安全保护装置来满足生产安全的需要。安全保护装置的状态直接关系到人员、设备的安全以及生产能否正常进行。
　　现役带式输送机的安全防护主要通过多种安全保护装置组网，建立安全监测保护系统，可以起到良好的防护效果，但是不具备指示安全保护装置状态的功能，当安全保护装置处于失效状态，危险源处于正常状态（相关指标处于规定的区间）时，会呈现一种安全的假象，当危险源处于非正常的状态时，会直接导致事故。因此安全保护装置应具备状态指示的功能。
　　本文提出一种安全保护装置状态监测的方案。通过故障树分析法研究安全保护装置失效原因和失效模式，得到能够直接影响安全保护装置失效的基本因素，确定安全保护装置失效特征参数，建立安全保护装置失效因素辨识模型，设计并实现了带式输送机安全保护装置状态监测系统。通过验证实验表明:该系统可以实时、可靠地监测、辨别输送系统各安全保护节点处于警报状态或失效状态。论文对带有状态指示功能的安全保护节点的可靠性进行了评估:从安全保护节点的结构角度抽象出安全保护节点的防护模型，经过可靠性实验获取数据、失效分布拟合数据以及代入安全保护节点防护模型得到了安全保护节点的失效度随时间的变化趋势。本文提出的安全保护装置状态监测及失效因素辨识的方案同样适用于其他危险源的安全保护装置监测，可为安全隐患排查工作提供数据支持。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 带式运输机安全防护技术的研究现状

1．3 主要研究内容

第2章 安全保护装置失效模式分析

2．1 失效分析及方法概述

2．1．1 失效分析

2．1．2 失效模式及原因

2．1．3 故障树分析法

2．2 安全保护装置失效状态及研究路线

2．2．1 安全保护装置状态分析

2．2．2 安全保护装置失效状态研究路线

2．3 带式输送机的安全保护装置

2．4 安全保护装置失效分析

2．4．1 有源安全保护装置结构、工作原理分析

2．4．2 有源安全保护装置故障树分析

2．4．3 无源安全保护装置结构、工作原理分析

2．4．4 无源安全保护装置故障树分析

2．5 本章小结

第3章 安全保护装置失效状态辨识模型与系统实现

3．1 安全保护装置失效状态辨识模型

3．1．1 失效特征参数

3．1．2 安全保护装置状态辨识模型的基本思想及流程

3．1．3 失效特征参数提取

3．1．4 安全保护装置失效辨识模型

3．2 安全保护装置状态监测系统的设计

3．3 安全保护节点设计

3．3．1 安全保护节点结构与微处理器

3．3．2 安全保护装置状态检测电路

3．3．3 电源模块

3．3．4 无线通信模块

3．4 无线监测分站设计

3．4．1 无线监测分站结构

3．4．2 显示电路

3．4．3 电池供电电路

3．5 业务管理平台设计

3．6 本章小结

第4章 测试与结果验证

4．1 安全保护装置状态监测实验

4．1．1 测试方案

4．1．2 有源安全保护装置状态监测实验

4．1．3 无源安全保护装置状态监测实验

4．2 安全保护节点可靠性评估

4．2．1 安全保护节点防护模型

4．2．2 数据获取及统计

4．2．3 安全保护节点可靠性评估

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间的学术成果

致谢