[发明专利]一种矿井提升机运行故障检测方法

权利要求书

1.一种矿井提升机运行故障检测方法，其特征是：矿井提升机运行故障检测方法包括如下步骤：

步骤一、根据矿井提升机类型，在天轮轴或导向轮轴上沿轴向布置一个无线应力传感器，并在天轮或导向轮附近布置无线信号接收装置，无线信号接收装置通过USB接口与工控机相连，工控机中含有提升机运行故障检测模块；

步骤二、启动无线应力传感器，无线应力传感器实时从天轮轴或导向轮轴上采集应力应变信号，并将采集到的应力应变信号发送至无线信号接收装置，无线信号接收装置将应力应变信号传送至工控机；

步骤三、工控机中提升机故障检测模块通过分析所接收到的应力应变信号，获得提升机的实时提升速度曲线、提升容器深度曲线和提升载荷曲线，具体方法如下：天轮轴和导向轮轴上应力应变信号均为周期信号，当轴旋转一周，其应力应变信号随时间变化曲线均存在一个波峰和一个波谷；提升机运行故障检测模块以无线应力传感器所采集轴上应力应变信号随时间变化的曲线为基础，通过识别曲线中波峰与波谷的间隔时间，实时计算轴旋转的角速度，从而获得提升速度曲线，再对提升速度进行积分获得提升容器深度曲线；此外，提升机运行故障检测模块根据应力应变信号和提升载荷之间对应关系，对应力应变信号进行换算，获得实时提升载荷曲线；

步骤四、提升机运行故障检测模块将获得的实时提升速度曲线、提升容器深度曲线、提升载荷曲线与提升机设计给定的提升速度曲线、提升机深度指示计示数、提升机额定载荷作对比，对提升机运行中是否存在过卷过放、卡罐、松绳、过载以及打滑等故障现象进行实时判断；如果提升机运行故障检测模块检测出故障，则发出报警；如果提升机运行故障检测模块未检测出故障，说明提升机运行正常，则循环执行步骤三和步骤四，直至提升机停止运行。

2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机运行故障检测方法，其特征是：所述的提升机运行故障检测模块的具体工作过程如下：

a、提升机运行故障检测模块对提升机运行过程中是否存在过卷过放故障现象的判断过程如下：

(1)根据无线应力传感器灵敏度与噪声大小，定义阈值J₁＞0，一般可为提升机给定提升速度的3％至10％；

(2)计算实时提升速度曲线与提升机设计给定的提升速度曲线之间差值e₁随时间变化的曲线；

(3)如果e₁＞J₁，则提升机可能存在过卷过放；否则，说明提升机运行速度在正常范围内；

(4)根据实时提升容器深度曲线，进一步判断提升容器所在位置；如果提升容器处于井口附近，而e₁＞J₁，则可能存在过卷；如果提升容器处于井底附近，而e₁＞J₁，则可能存在过放；如果提升容器既不处于井口位置也不处于井底位置，则说明提升机运行速度存在异常；

b、提升机运行故障检测模块对提升机运行过程中是否存在卡罐、松绳故障现象的判断过程如下：

(1)根据实时提升载荷曲线计算平均提升载荷；

(2)根据无线应力传感器灵敏度与噪声大小，定义阈值J₂＞0，一般可为提升机额定载荷的3％至5％；

(3)计算某时刻提升载荷与平均提升载荷之间差值e₂，如果e₂＞J₂，则说明此时刻可能存在卡罐故障，如果e₂＜-J₂，则说明此时刻可能存在松绳故障。

c、提升机运行故障检测模块对提升机运行过程中是否存在过载故障现象的判断过程如下：

(1)根据无线应力传感器灵敏度与噪声大小，定义阈值J₃＞0，一般可为提升机额定载荷的3％至5％；

(2)计算实时提升载荷曲线与提升机额定载荷之间差值e₃，如果e₃＞J₃，则说明此时刻可能存在过载故障；

d、提升机运行故障检测模块对摩擦式提升机运行过程中是否存在打滑故障现象的判断过程如下：

(1)根据无线应力传感器灵敏度与噪声大小，定义阈值J₄，一般可为0.5m至2m之间；

(2)计算实时提升容器深度与提升机深度指示计所指示深度之间差值e₄，如果e₄＞J₄，则可能存在打滑故障。