[发明专利]一种超深矿井提升系统试验台及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超深矿井提升系统试验台及方法，具体涉及对提升系统各种实际工况的模拟实验以及对钢丝绳拉力、卷筒所受压力、提升容器所处位置的坐标等重要参数的检测，通过对现场工况的合理模拟，实现对超深立井提升系统各方面性能的检测，从而保证系统能够在所有可能异常情况下安全可靠的运行，更好的适用于实际操作环境。

背景技术

目前，随着我国将深部资源开发作为重要的发展战略，超深矿井大型提升装备成为实现深部资源开发的关键装备。然而，由于超深矿井开采的特殊环境，提升装备很难在现场进行试验。因此为了能够应对超深井面临复杂的工况，全面的验证控制算法和安全保障机制的有效性，实现对超深立井提升系统各方面性能的检测，确保钢丝绳、卷筒、提升容器等的正常工作，亟需一种能够模拟真实情况的超深矿井提升系统试验台。该仿真模拟平台需要模拟正常状态和异常状态系统的绝大部分工况，以达到验证控制算法和故障处理能力的目的，保证系统能够在所有可能异常情况下安全可靠的运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种超深矿井提升系统试验台及方法，该试验台能够模拟正常状态和异常状态提升系统的绝大部分工况，以达到验证控制算法和故障处理能力的目的，保证系统能够在所有可能异常情况下安全可靠的运行。

本发明的技术方案如下：

一种超深矿井提升系统试验台，包括四个变频电机(1)以及与其对应的四个提升机卷筒(2)、水平导轨(3)、提升容器(4)、位姿角传感器(5)、拉力传感器(6)、伺服液压缸(7)、钢丝绳(8)、滑轮(9)、变频电机控制器(10)、钢丝绳断丝断股检测装置(11)、伺服液压缸控制器(12)、位姿监测装置(13)、张紧轮(14)、张紧弹簧(15)、万向轮(16)；位姿角传感器(5)固定连接在提升容器(4)上；所述变频电机控制器(10)分别与各个变频电机、钢丝绳断丝断股检测装置(11)连接；伺服液压缸控制器(12)与伺服液压缸(7)连接；安装在容器上的位姿角传感器(5)用于测出因容器倾斜与各平面形成的夹角，位姿角传感器(5)获取的夹角大小信息经AD转换信号后传输给位姿监测装置(13)，进而实现实时监测提升容器的姿态；拉力传感器(6)获得的钢丝绳张力信号反馈给伺服液压缸控制器(12)，伺服液压缸控制器(12)通过计算得到每根钢丝绳长度与其平均长度的长度差值，通过调节各个伺服液压缸(7)的伸缩来改变钢丝绳的张力，避免钢丝绳间运动不同步引起的提升容器倾斜；钢丝绳断丝断股检测装置(11)检测钢丝绳是否断丝断股并通过变频电机控制器(10)控制变频电机的停止与启动。

所述的超深矿井提升系统试验台，所述位姿监测装置(13)和伺服液压缸控制器(12)有无线接收器，位姿角传感器(5)和拉力传感器(6)有无线发射器。

所述的超深矿井提升系统试验台，所述提升容器(4)通过其底部的万向轮(16)放置在水平面上，水平导轨(3)沿试验台中心线分布在提升容器(4)的两侧，用于限制提升容器(4)在横向上的摆动，在水平导轨(3)的两端各设置一对变频电机(1)和一对提升机卷筒(2)，各个变频电机(1)的输出轴与对应的提升机卷筒(2)连接；在试验台中心线的一侧，提升机卷筒(2)连接一根钢丝绳(8)，钢丝绳(8)一端依次通过滑轮、张紧轮(14)、滑轮连接到提升容器(4)一端，另一根钢丝绳(8)一端连接在提升机卷筒上，通过滑轮、伺服液压缸(7)连接到提升容器的另一端，伺服液压缸(7)和提升容器(4)之间的钢丝绳上设置有拉力传感器(6)，提升机卷筒和滑轮(9)之间的钢丝绳上设置钢丝绳断丝断股检测装置(11)；中心线另一侧设置与此相同。

所述的超深矿井提升系统试验台，该试验台为双绳拖拽，在水平导轨(3)两端设置了两对变频电机(1)，变频电机转向的不同对应着提升容器的提升与下放。

所述的超深矿井提升系统试验台，所述张紧轮(14)下安装有张紧弹簧(15)，通过调节张紧弹簧的预伸长长度或更换不同弹性系数的弹簧来改变钢丝绳所受拉力，即模拟提升系统提升负载的不同。