一、立项背景： 由于斜巷运输环境条件复杂，以往煤矿运输绞车司机只能按信号操作，一旦发生矿车掉道、侧翻等事故时无法及时发现，当运输绞车仍继续工作时，容易发生绞车牵引钢丝绳过载甚至破断，造成机械及人身事故。为了彻底消除安全隐患，铁煤集团机械公司承担了斜巷绞车钢丝绳张力在线监测装置的研制工作。 二、主要做法： 1、创建力学模型。下图是由压绳轮和测力轮轴组成的力学模型，当钢丝绳牵引力变化时传感器受到的压力随之变化，称重传感器将采集到的信号实时传送给PLC进行运算处理。采用两件称重传感器采集信号，PLC运算结果为两件传感器信号的叠加值，运行过程中两件传感器互相补偿，能够有效提高测量精度。 2、系统构成及工作原理 检测装置由机械式称重测力机构和电气部分组成。其中电气部分包括矿用隔爆兼本安型控制箱、称重传感器、矿用隔爆型液晶显示屏和矿用隔爆兼本安型音箱。 采用两只称重传感器实时采集测力机构产生的重力信号，根据测力机构与称重传感器的受力夹角，运用可编程控制器PLC将两只称重传感器输出信号进行叠加运算处理，减掉称重轮轴组件自重，精确换算出钢丝绳实际受力值，通过液晶显示屏直观地进行显示。当钢丝绳牵引力超限时音箱发出语音报警。 三、功能效果（益）： 1、采取科学的信号采集方式，实现在线测量和实时显示。 2、具有浮动式测力机构，两只传感器对称布置、相互补偿，确保测量精度。 3、采用固定式安装结构，保持供电电源和信号传输稳定性和可靠性。 4、运用先进的信号处理方法，确保响应速度和显示精度。 5、直观的显示界面，同时显示数值和负载曲线，视觉效果一目了然。 6、超限预警和报警语音清晰宏亮。 四、创新亮点： 1、采集信号方式科学合理。采用机械式测力机构采集信号，实现了实时在线监测。机械和电气部分均采用固定安装方式，提高了供电和信号传输的稳定性和可靠性。 2、构思巧妙，结构新颖。采用双传感器采集信号，运行过程中双传感器互相补偿，提高测量的精确度。机械式测力机构采用浮动式测力轮轴组件，能够随绞车钢丝绳排绳方向自动滑动，保持钢丝绳与矿车连接头直线度，改善钢丝绳受力效果，减少钢丝绳的磨损，延长使用寿命。 3、斜巷绞车钢丝绳牵引力在线监测装置属于国内外首创，填补了绞车钢丝绳牵引力动态监测领域的一项空白。 4、该项目已经取得国家实用新型专利，专利号：ZL20142 0142198.2。授权公告日：2014年7月30日。 5、该项目荣获中国煤炭工业专利奖三等奖。 五、实施应用前后效果（益）情况： 项目实施前，绞车司机只能按信号操作，或通过主电机电流间接获得设备运行状态信息，当矿车发生掉道或侧翻等事故时无法及时发现和处理，容易出现绞车及钢丝绳过载甚至发生钢丝绳破断事故，造成人员伤亡和财产损失，形成安全隐患。 项目实施后，绞车运行过程中司机可以直观地读取钢丝绳实际受力值和负载变化曲线，当钢丝绳张力超限时发出语音预警和报警，绞车司机及时合理处置，避免发生恶性机械事故，确保绞车安全运行和煤矿安全生产。 六、推广价值及范围： 本装置的研制成功对于加强煤矿井下斜巷运输的安全管理，从根本上消除斜巷运输的安全隐患，促进煤矿加快本质安全型企业建设，达到消除各类斜巷运输事故具有重要意义。该项目已经在铁能公司晓南矿应用，下一步将向铁能公司域外以及全国煤矿推广应用。