料位开关在矿井充填材料输送中的应用

　　在深井开采中，如何以安全、高效、环保的方式对充填支护材料进行输送是采矿企业面临的难题。充填材料一般呈细颗粒的固体粉末，加水搅拌后常会快速凝固。对充填材料的传统的运输方式有两种：一种是矿车运输，另外一种是皮带运输。以上两种方式都存在运输时间长，运输环节多等问题。相较传统的运输方式，以压缩空气为动力通过管道输送，借助智能化控制系统，实现充填材料从地面到井下迎头一站式、自动化输送，从而使这一难题得到有效解决。智能化管道运输系统主要由地面站、中转站、工作面站、运输管道和通讯系统组成，如下图矿井充填材料输送示意图所示。这一系统的稳定运行离不开料位开关对物料的准确检测。那么，料位开关在矿井充填材料输送中主要应用在哪些环节？矿下环境对于料位开关又有哪些特殊要求？我们又应如何正确选型呢？

　　一、料位开关应用环节

　　地面总站包括数个十米、几十米的立式筒仓、中转料仓，它们是地面总的物料存储站和控制中心。中转站设置在地面总站和工作面站之间，需实现空仓自动上料、满仓自动停止要料。当工作面站发出要料请求信号时，中转站实现自动化发料，将充填料运输至工作面站。工作面站主要满足自动化配比和充填，而管道状态的监测则涉及到压力、流量、料位的检测。因此可以看出，在充填材料的整个输送环节都涉及到料位的检测与控制。

　　二、料位开关使用要求

　　高可靠性、安装方便、免维护是对仪表十分重要的考量指标，这其中高可靠性尤为重要。高可靠性主要体现料位开关没有误报警、抗外界干扰能力强等特点。粉料状的物料在空气潮湿的情况下，吸湿性会特别强，因此料位开关具有较强的抗挂料性能是必须具备的条件，以避免稍有轻微粘附就产生误动作的情况出现。

　　与地面总站采用料位开关做高位联锁报警，主要在抗挂料、防误报性能上考虑不同，地下的中转站和工作面站，除需要满足高可靠性的要求之外，还须满足矿井下的安全使用要求。我们知道，矿下存在瓦斯等易燃易爆气体，因此仪表的电路部分须设计成本安型电路。除此之外，为了避免外来物体与仪表外壳发生碰撞产生火花引燃易燃易爆气体，对壳体的材质也有非常严格的要求。根据GB3836.1的规定，制造I类EPLMa或Mb级电气设备外壳材料，按质量百分比的总含量不应该超过：a)15%的铝、镁、钛、锆；b)7.5%的镁、钛、锆，且需要满足规定的摩擦火花试验方法。一般来说，不锈钢、铜、铸铁等金属能够满足上述要求。

　　三、料位开关产品性能比较和选型

不同料位开关性能对照表

　　通过对比不难看出，在矿井这一特殊工况下进行料位的检测，相较于其他料位开关产品，采用内外嵌套的双棒振棒料位开关的优势更为明显：免维护、抗挂料强、安装方便和使用更安全等。
　　在对国内外不同品牌和类型的料位开关认真对比后，北京某环保工程公司被计为振棒料位开关的过硬品质所折服，决定采购计为仪表用于天津某千米深井开采料位检测项目。计为自动化经和用户深入沟通，最后选定型号为Tube-11ICXXWXML的本安型振棒料位开关。

　　该振棒料位开关是国产首款双棒振动料位开关，其探头采用独特的内外嵌套设置的双管设计，通过内外振动管的谐振频率调节到完全一致，使产品具有极高的检测灵敏度和可靠性，最低测量密度低达0.02g/cm³。防护等级达到IP66/IP67，其电路采用二线制输出、壳体采用T3铜并进行煤安认证，已成功通过安监局的安全认证。自2018年投入使用以来，24台振棒料位开关在一期项目中一直稳定可靠运行，深受用户好评。