主井提升机箕斗卸煤时，往往会因提升的煤炭含水量较高、粘度较大，箕斗闸板未全打开或箕斗因内部磨损等情况，会造成使箕斗卸载不完全而存煤，如箕斗存煤较多，提升机司机又未能及时发现和处理，再次提升时，则会造成重复装载，从而导致压箕斗或其它较重事故的发生。为了提高主井提升机的运行可靠性和生产效率，防止主井提升机发生重复装载现象，范各庄矿业公司在主井安装了卸煤检测系统，当检测到箕斗未卸净煤时，就会向车房和装载硐室发出信号使保护起作用，达到防止二次装载现象发生。

图1 防重复装载保护装置原理
1、防重复装载保护装置结构设计
1.1 防重复装载保护装置原理
防重复装载保护装置原理如图1 所示。
保护装置由微波料流传感器、触摸屏及PLC控制箱组成。微波料流传感器用来检测箕斗煤时料流的时间。当箕斗卸煤时，微波料流传感器检测到卸煤料流时，信号传输到卸煤检测控制箱进行分析处理，输出继电器触点信号，触点闭合的时间反映箕斗卸载的情况。
1.2 传感器选型
采用微波料位传感器，是利用微波的高穿透性和多普勒效应的微波固体流量探测器。传感器探头向目标发射微波信号，微波的一部分反射回探头，如反射回来的微波频率发生变化，则有料流存在，如反射回来的微波频率与发射的频率相同，则无料流存在。
微波传感器特点：
（1） 不受传感器探头上的灰尘和非导电物质附着物的影响。
（2） 安装灵活。
（3） 安装接线方便，重量轻，整体化设计。
1.3 触摸屏
采用触摸屏（Touch panel） 作为人机交互方式，通过RS- 485 通讯口与PLC 控制箱通讯，并且显示提升机的运行状况、箕斗卸载时间、提升电流，同时操作人员可通过触摸屏调整和设置参数，及报警记录查询等。

图2 控制箱原理
1.4 PLC 控制箱
通过系统结构原理图可以看出，微波物位开关检测到的信号需传输到检测控制箱对信号进行分析处理，控制箱是保护装置的核心部位。控制箱原理如图2 所示。
PLC 控制箱在装载闸板打开的瞬间读入定量斗的称重信号，根据称重信号自动计算出对应的正常提升的电流值和卸载时间值，并根据设置的报警比例值，自动计算出卸载时间和提升电流报警动作值。在提升机运行至交锋位置时读入提升机运行电流值。在箕斗到位卸载时据微波料流传感器的输出信号计算出箕斗卸载料流的时间。保护装置根据卸载料流时间及提升电流情况，进行判断分析，对不同的故障采取不同的保护方式，在卸载时间很短或没有时，输出紧急报警信号，控制提升机禁止运行，使箕斗停在井口卸载位置；在卸载时间短、提升电流小于报警值时，输出报警信号，控制井下装载闸板不能打开，控制重复装载。语音报警信号提醒提升机司机及时采取措施处理故障。
2、防重复装载保护装置功能
2.1 智能自动检测
保护装置能根据定量斗的称重信号和触摸屏设
置的报警参数，自动计算出该箕斗装载量对应的卸
载时间报警值和交锋电流报警值。
2.2 双重保护
把箕斗在井口的卸载时间与紧急报警时间设定值进行比较，如小于设定值，输出紧急报警继电器触点信号，禁止提升机运行，使未卸净的箕斗停在井口等待处理，防止重载下放。如卸载时间大于紧急报警时间的设定值，则把箕斗的卸载时间及电流值分别与报警值进行比较，如时间及电流值均小于报警值，则箕斗卸载不完全，输出报警控制信号和语音报警信号，报警控制信号控制装载闸板不能打开，禁止箕斗再次装载，从而防止重复装载。
2.3 故障自检
在微波料流传感器有故障时，保护装置自动报警。
2.4 语音报警，故障记录查询当报警发生时，语音报警发出语音报警。
3、结语
微波检测卸煤时间及提升机运行中的交锋电流比较相结合的防重复装载保护装置系统的应用，完全可以避免主井箕斗再次装载事故的发生，大大提高了主井提升的安全系数。 


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