料位開關在礦井充填材料輸送中的應用

　　在深井開采中，如何以安全、高效、環保的方式對充填支護材料進行輸送是采礦企業面臨的難題。充填材料一般呈細顆粒的固體粉末，加水攪拌后常會快速凝固。對充填材料的傳統的運輸方式有兩種：一種是礦車運輸，另外一種是皮帶運輸。以上兩種方式都存在運輸時間長，運輸環節多等問題。相較傳統的運輸方式，以壓縮空氣為動力通過管道輸送，借助智能化控制系統，實現充填材料從地面到井下迎頭一站式、自動化輸送，從而使這一難題得到有效解決。智能化管道運輸系統主要由地面站、中轉站、工作面站、運輸管道和通訊系統組成，如下圖礦井充填材料輸送示意圖所示。這一系統的穩定運行離不開料位開關對物料的準確檢測。那么，料位開關在礦井充填材料輸送中主要應用在哪些環節？礦下環境對于料位開關又有哪些特殊要求？我們又應如何正確選型呢？

　　一、料位開關應用環節

　　地面總站包括數個十米、幾十米的立式筒倉、中轉料倉，它們是地面總的物料存儲站和控制中心。中轉站設置在地面總站和工作面站之間，需實現空倉自動上料、滿倉自動停止要料。當工作面站發出要料請求信號時，中轉站實現自動化發料，將充填料運輸至工作面站。工作面站主要滿足自動化配比和充填，而管道狀態的監測則涉及到壓力、流量、料位的檢測。因此可以看出，在充填材料的整個輸送環節都涉及到料位的檢測與控制。

　　二、料位開關使用要求

　　高可靠性、安裝方便、免維護是對儀表十分重要的考量指標，這其中高可靠性尤為重要。高可靠性主要體現料位開關沒有誤報警、抗外界干擾能力強等特點。粉料狀的物料在空氣潮濕的情況下，吸濕性會特別強，因此料位開關具有較強的抗掛料性能是必須具備的條件，以避免稍有輕微粘附就產生誤動作的情況出現。

　　與地面總站采用料位開關做高位聯鎖報警，主要在抗掛料、防誤報性能上考慮不同，地下的中轉站和工作面站，除需要滿足高可靠性的要求之外，還須滿足礦井下的安全使用要求。我們知道，礦下存在瓦斯等易燃易爆氣體，因此儀表的電路部分須設計成本安型電路。除此之外，為了避免外來物體與儀表外殼發生碰撞產生火花引燃易燃易爆氣體，對殼體的材質也有非常嚴格的要求。根據GB3836.1的規定，制造I類EPLMa或Mb級電氣設備外殼材料，按質量百分比的總含量不應該超過：a)15%的鋁、鎂、鈦、鋯；b)7.5%的鎂、鈦、鋯，且需要滿足規定的摩擦火花試驗方法。一般來說，不銹鋼、銅、鑄鐵等金屬能夠滿足上述要求。

　　三、料位開關產品性能比較和選型

不同料位開關性能對照表

　　通過對比不難看出，在礦井這一特殊工況下進行料位的檢測，相較于其他料位開關產品，采用內外嵌套的雙棒振棒料位開關的優勢更為明顯：免維護、抗掛料強、安裝方便和使用更安全等。
　　在對國內外不同品牌和類型的料位開關認真對比后，北京某環保工程公司被計為振棒料位開關的過硬品質所折服，決定采購計為儀表用于天津某千米深井開采料位檢測項目。計為自動化經和用戶深入溝通，最后選定型號為Tube-11ICXXWXML的本安型振棒料位開關。

　　該振棒料位開關是國產首款雙棒振動料位開關，其探頭采用獨特的內外嵌套設置的雙管設計，通過內外振動管的諧振頻率調節到完全一致，使產品具有極高的檢測靈敏度和可靠性，最低測量密度低達0.02g/cm3。防護等級達到IP66/IP67，其電路采用二線制輸出、殼體采用T3銅并進行煤安認證，已成功通過安監局的安全認證。自2018年投入使用以來，24臺振棒料位開關在一期項目中一直穩定可靠運行，深受用戶好評。