立井井筒磁感应开关

晋煤集团科技创新“五小”成果申报表

申报单位：成庄矿矸井工区申报时间：2017年5月19日

一、项目基本情况
项目名称	立井井筒磁感应开关的改造设计
实施时间	2016.10.9			完成时间		2016.12.26
项目类别	（）小革新（）小设计（√ ）小改造（）小发明（）小建议
专业分类	（√ ）煤炭开采（）煤化工（）其它
项目联系人	李会平	职务职称	班组长		电话		3617310
主要完成人员	李会平李军林李鹏常伟艾占强
项目资金投入	2200元		经济效益（万元）					1.5万元
是否申请专利	否							是否申请命名	否
项目负责人承诺（保证推荐书及相关证明材料内容真实、合法、有效）项目负责人签字：年月日
完成区队意见：领导签字：（公章）年月日
子分公司、矿处意见：领导签字：（公章）年月日
板块科技管理部门意见：领导签字：（公章）年月日
技术委员会意见：（公章）年月日

二、项目立项背景

成庄矿矸井工区立井井筒井径6.5米，井深252米，主要承担整个矿井矸石的提升、风筒及火药的下放工作。井筒内共设置5对磁感应开关，分别为到位开关、减速开关、定点限速开关、同步开关、防过卷开关，对称的分布于井筒内用来保证提升机的安全运行。在提升过程中，提升容器上的磁铁运行到达磁感应开关安装的位置时，磁感应开关动作，发出减速、停车、限速等位置信号，可有效的提高电控系统的自动化和定位精度。

磁感应开关在井筒内经常会被掉落的矸石砸坏，或者由于井筒内的淋水而使磁感应开关损坏，造成提升机不能正常工作，从而影响正常生产。在检查损坏的磁感应开关中，发现其内部结构较简单，原理和干簧管的工作原理相同，而损坏的磁感应开关大多数都是内部结构故障，外壳较完好，只需把内部的结构更换即可，这样就可节省很大一部分费用。

三、项目的关键要点

1. 发明或改进前的现状及存在问题。

1.1发明或改进前的现状

井筒内淋水现象严重，环境比较恶劣，并且在提升机运行过程中罐笼内的装载物可能会掉落，对井筒内的磁感应开关造成破坏。

1.2存在问题

1.2.1布置在井筒内的磁感应开关会受到淋水等的影响，长时间处于这种环境中会使磁感应开关内部结构损坏；

1.2.2在提升机运行过程中，罐笼内的装载物可能会掉落，一旦砸到磁感应开关，就会使其损坏，在检修损坏的磁感应开关时发现开关的外壳损坏程度较小，只是内部结构损坏，而更换整个磁感应开关的成本相对较高。

2. 发明或改进的目的。

磁感应开关内部结构经常性的损坏，会影响正常提升，可以利用磁感应开关的原理来改造设计新的开关，从而降低成本，创造效益。

3. 发明或主要改进的内容。

原有的磁感应开关的传感器装在开关端面，全部电路由环氧树脂固化在开关壳内，引出一根四芯电缆用来和外界连接。开关壳的一个侧面为铭牌，另一个侧面被环氧树脂固化。磁感应开关动作时会在立井提升机房的集控系统中显示动作情况，与此同时磁感应开关在集控系统中的LED灯也会点亮。

拆开环氧树脂固化的电路，发现其原理同干簧管的原理相同。利用磁感应原理，直接吸合干簧管接点，以实现对外接电路通断的控制。依靠磁场作用，开关动作，输出开关信号来反应罐笼的位置和运动方向，因此可以作为控制系统的行程位置信号，直接反应到提升机房内的控制系统上。

改造设计时将干簧管和四芯矿用阻燃电缆焊接在一起，用磁铁反复进行试验，确认无误后，放入废旧的磁感应开关壳内，用环氧树脂将其浇封，将出线引出来，再将后盖用螺栓固定紧，一个完整的磁感应开关就完成了(如图1)。利用日常的检修时间，将开关装入井筒，再次进行试验，经过多次试验，信号都能准确的反馈到提升机房内的集控系统画面中，能够使司机准确的知道罐笼的运行位置和运行方向，为罐笼的安全运行提供保障。

安装磁感应开关时，在开关上部装上了塑脂防护板，避免掉落的重物砸坏开关或砸掉开关。因为在距开关端面300mm内不允许有其它铁磁材料，以免影响和干扰干簧管传感器检测，所以使用了非铁磁材料做固定支架，这样可以大大减少干扰。

图1 自制立井井筒磁感应开关

四、发明点或创新点
1、利用干簧管作为磁感应开关内部结构的主要元器件，可以实现原有的开关的功能，并能准确的反馈到提升机房的集控系统中。 2、改造后的磁感应开关结构简单，制作方便。 3、安装固定磁感应开关时，在开关上部装上了塑脂防护板，一是可以避免掉落的重物砸坏开关或砸掉开关；二是可以防止干簧管被铁磁材料干扰，影响其安全运行。
五、取得的效益或预期取得的效果
经过一段时间的运行，信号都能准确的反馈到立井提升机机房内，给提升机操作人员准确的显示出罐笼的位置和方向，罐笼会根据程序的设定，变换运行速度。能够便于提升机操作人员控制罐笼升降速度，既能提高工作效率，又可有效预防运输提升事故的发生。市场上干簧管的售价远远要低于磁感应开关的售价，损坏的磁感应开关大多数都是内部结构损坏，所以每次只需更换内部的干簧管即可，以实现节支增收。已更换的磁感应开关为8个，需要8个干簧管，共计40元，两包环氧树脂共计120元，人工费用为2人10个工，共计2000元，所用成本费用为2000+120+40=2160元，单个磁感应开关的价格为2181元，改造8个磁感应开关可节省2181*8-2160=15288元。
六、推广应用情况或预期推广情况
该小改造可以推广到所有的立井井筒中使用。
七、完成人员
序号	姓名	性别	年龄	学历	职称、职务	对项目贡献	备注
1	李会平	男	43	大专	班组长	参与设计、提出方案、现场实施
2	李军林	男	43	本科	工程师	参与设计、技术指导
3	李鹏	男	33	本科	助理工程师	参与设计、绘图、撰写材料
4	常伟	男	41	本科	工程师	参与设计、技术指导
5	艾占强	男	45	本科	助理工程师	参与设计、技术指导