主井提升系统

主井提升系统（精选9篇）

主井提升系统 篇1

摘要：本文针对主井提升系统单套提升机存在的问题,我们采用SINAMICS全数字控制技术,一套提升机两套驱动电控系统的功能,实现了新老系统互换,双系统在线备份。

关键词：SINAMICS SL150,工艺控制系统(WTC),双系统备份

0 引言

与一切电气设备一样,提升机电控系统是暴露在客观存在的,各种参数变化的物理环境(如温度、气压、湿度等)和电磁环境(如电场、磁场、电磁场等)中的。其中电磁环境的变化会直接影响电控系统的正常工作。因此,任何电气控制装置必需具备其所应完成的工作能力外,也同时必须具备对外界环境的适应能力、对自身小故障的承受能力。分析我矿主井提升系统单套提升机存在的问题2012年12月济宁二号煤矿通过技术改造,引进安装SIEMAG ST3-F双恒减速液压制动系统及西门子的SINAMICS SL150驱动控制系统,外加新增高压开关柜及变压器,实现了新老系统互换,一套提升机两套驱动控制系统的功能。

兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿是年产600万吨原煤的特大型现代化矿井。主井原煤提升系统安装提升机一套,同步电机容量为5400千瓦,配双34吨箕斗,提升能力1260吨/小时,其电控系统采用德国西门子公司交交变频矢量控制系统。由于其控制系统中故障诊断、监测和故障指示等程序设计繁琐,故障指示不明确,故障查找和排除较困难,处理故障时间较长,影响生产时间较长,严重制约了矿井生产能力的发挥和高产高效矿井建设的要求。

主井提升机自1995年投入使用,经过近19年运行,存在不少问题,目前很难购买到配件,性价比非常低,且买到的配件也是多年前生产的,已出现不同程度的老化。而且,系统经常发生故障,严重制约矿井的生产能力,造成较大的经济损失。为了尽最大可能消除上述原因造成的不利因素,经过调研,制定了下面的改造方案,增加一套提升机驱动控制系统,共用液压制动系统:

(1)用最新的S7控制系统替换S5系统;

(2)用SINAMICSSL150全数字交交变频矢量控制系统替代SIMADYN-D交交变频矢量控制系统及其功率柜;

(3)用ST3-D液压制动系统替代ST2-C液压制动系统;

(4)更换制动器机械部分。

采用上述方案改造后,可以消除目前主井提升系统存在的不利因素,对于保障矿井的正常、高效生产意义重大。可以利用一台提升机、二套电控及驱动系统,实现二套提升机的功能,具有较大的经济效益和重大的社会效益。

具体改造方案如下。

1 系统原理及构成

1.1 新增驱动电控系统原理

如图1所示,采用增加3台高压开关柜、7台变压器的供电方式,对新驱动系统进行供电。

1.2 改造内容

电控驱动系统的改造包括以下内容:

(1)SINAMICS SL150全数字交交变频矢量控制系统;

(2)全数字矿井提升机工艺控制系统(WTC);

(3)主控PLC控制柜;

(4)变压器组、高压开关柜;

(5)操作台;

(6)制动控制系统:液压站和闸控系统;

(7)低压配电及切换柜;

(8)定子绕组供电切换柜。

11.3需增加的设备

针对上述改造内容,并结合西门子公司交交变频系统最新产品,需需使用以下设备:

11.3.1 SINAMICS SL150全数字交交变频矢量控制系统

交交变频矢量控制系统应用国际先进的SINAMICS SL150矢量控控制技术,该系统具有实用、安全可靠、维护方便、备件容易买到等优点点。

该系统具体功能如下:

(1)电流、磁通的矢量控制;

(2)定子电流和电压的调节控制;

(3)转子回路的磁链调节控制;

(4)功率因数的控制;

(5)根据力矩实现电源和电压的前馈控制;

(6)主回路及转子回路的监测与监控;

(7)采用高精度数字触发技术,实现全数字触发控制。

1.3.2全数字矿井提升机工艺控制系统(WTC)

新增电控系统采用两套独立的控制系统实现提升机工艺控制。两套套系统独立运行实现冗余控制。主要实现以下控制功能:

(1)根据行程信号,实现全数字行程控制;

(2)全数字速度闭环控制;

(3)S形速度给定;

(4)根据系统运行状况,实现交交变频矢量控制系统的信号监测与与监控。

根据相关的主轴编码器和导向轮编码器信号,以及测速发电机的信信号,实现提升机系统运行的监测与监控,如:

(1)连续速度监视;

(2)逐点速度监视;

(3)速度互相监视;

(4)行程互相监视;

(5)滑绳监视;

(6)错向监视;

(7)在监视系统软件中设定:井筒开关监视、过卷监视、失励监视、最大减速度监视、可控硅整流桥监视、停车零电流监视及给定值-实际值监视等。

WTC需要接入轴编码器信号就井筒开关信号,可参考2007年的成功改造经验,轴编码器信号和井筒开关信号并接入新系统,降低切换故障率。

1.3.3 主控PLC控制柜

此套主控系统应用先进的S7-400全数字控制系统,主要实现下列功能:

(1)根据提升工艺信号,提供提升机运行的计算、分析、运行和控制信号;

(2)实现系统运行的各种监视与监控任务;

(3)实现系统的故障监测、故障分析和故障监控;

(4)向SINAMICS SL150交交变频控制系统提供给定信号和运行控制信号;

(5)向监视与显示系统提供故障信息和系统运行信息;

(6)向操作台提供系统运行信息。

新主控系统不仅负责新增系统的监测和控制,同时还需要对老的高低压配电系统进行监测和控制,切换方案采用采用信号并接模式,外设的状态信号同时进老系统和新系统。

1.3.4 变压器组、高压开关柜

因原Simadyn-D电控系统所需变压器短路阻抗与SINAMICS SL150交交变频矢量控制系统所需变压器短路阻抗有差别,故原变压器组不再符合要求,需增加一套变压器组为SINAMICS系统供电,因此增加一套变压器组,同时应增加一套高压开关柜。

1.3.5 操作台

采用西门子组合式操作台,其设计与制作将根据提升工艺要求和操作人员的方便性来实现。如将“上位机人机界面”放至操作台中等。司机台内置ET200M分站,将司机台的信号通过通讯传给主控PLC,同时将主控PLC的状态信息在司机台上显示。

1.3.6 制动控制系统

本次电控系统改造中,制动控制系统主要对液压站和闸控系统进行改造。因现有液压站使用年限已久,压力不足,部分配件已不生产,故对其进行更换。选用SIEMAG的ST3-F型液压站替代现ST2-C型液压站,同时更换制动单元。新闸控系统为与ST3-F型液压站相配套的闸控系统。

1.3.7 低压配电及切换柜

新增加低压配电柜,为新电控系统提供220V、24V等工作电源,为冷却风机、润滑系统等提供380V配电。为实现新、原系统对冷却风机、润滑系统、液压系统等的外围设备的共同控制,采用新老PLC输出控制并接的方法,新老PLC加闭锁方式,不能同时输出控制信号。一套工作时,另外一套输出全部封锁。

1.3.8 定子绕组供电切换柜

定子绕组供电切换柜的作用是:实现新、原电控系统对提升机供电的切换。定子绕组切换柜原理图如图2所示。

新、原电控系统均为12脉波交交变频器,正常情况下,使用其中一套,另一套作为备用。

如图2所示,新增电控系统需增加2台双掷切换开关Q0.1、Q0.2,以实现新、原电控系统之间供电的切换。

1.4 新、原交交变频系统比较

SINAMICS SL150的优点:

(1)采用多重散热技术,散热效果好;

(2)使用快速更换模块的压力弹簧,维护方便;

(3)改进的故障信息系统,易于查找故障位置;

(4)模板减少,备件也相应减少,结构紧凑;

(5)不需要特殊编程语言,通过修改参数即可进行编程、调试;

(6)改进的HMI(画面显示);

(7)使用Drive-cliq总线系统,减少了电缆的使用。

2 改造施工

2.1 改造方案

2.1.1 电控系统图

图3所示为新增交交变频电控系统框图。图中除了电机、滚筒、外,其余硬件系统均为新增内容。其中井筒开关新老系统共用,轴编码器也可新老系统共用,信号采用并接的方式。

2.1.2 工作量安排

整个新增交交变频提升机电控系统工作量较大,一方面,要全面熟悉原系统的硬件结构、软件设计、信号来源等;另一方面,要设计新增系统硬件电路图、确定新增系统内部的信号配合及信号转换、对S7-400 PLC主控系统和WTC控制系统进行编程、安装调试等。

上述改造方案经过精心组织、准备与事前联络,在2013年及2014年春节停产检修期间进行了施工,2013年春节期间进行了ST3-F液压制动系统的改造与安装,2014年春节之前进行了变压器、高压开关柜及驱动变频器的安装。春节期间进行了棚箕斗、主滚筒脱绳,对驱动系统及工艺控制系统进行了调试。整个新系统在调试完成之后进行了试运行,并切换旧系统进行试验。经过两年的运行,系统运行良好,中间出现过故障停车并及时切换至备份系统运行,实现了新老系统互换,一套提升机两套电控及驱动系统的功能,提高了提升系统的安全可靠性,取得了较好的经济效益和社会效益,主井电控双系统备份运行效果良好,为类似矿井改造提供了良好的基础。

主井提升系统 篇2

方案与安全技术措施

永煤(集团)公司车集煤矿主井多绳磨擦轮提升机主提升钢丝绳型号为39.5ZAB6V37+FC，6.553Kg/m（赵固8.4 Kg/m，尾绳16.9Kg/m），单根绳长817米，该绳自于2001年6月悬挂，在近期检查中发现该钢丝绳断丝较多且发展很快，根据现场检查情况，该钢丝绳已不适于再继续使用，现必须更换。为使换绳工作安全、有序的进行，根据现场条件特编制此方案指导施工。

一、施工方案

根据现场情况，决定采用旧钢丝绳带新钢丝绳下放的替换法换绳。利用提升绞车，将新绳通过下天轮绳槽后，固定于旧钢丝绳上，每根旧绳带一根新绳。然后缓慢下放至井下装载站位置，并用钢梁支撑箕斗。绞车单侧提升，将井上箕斗支撑，拆除旧绳安装新绳。然后再利用新绳带旧绳，将旧绳提出井筒，完成换绳工作。

二、施工准备

为使换绳工作顺利进行，准备工作应细致周密。

1、钢丝绳的检查及检验：对到货钢丝绳进行外观检查，应无不正常现象，并符合设计要求。将每根钢丝绳截取1.2米送试验所鉴定，合格方能使用。

2、按材料计划表准备施工所用工具材料。

3、在绞车房与井口房之间布置一台11.4KW调度绞车，以备牵引钢丝绳时用。

4、绳盘架基础的布置：为防止换绳时钢丝绳盘翻倒，在绞车房与井口房之间布置4个C15砼基础，均用4条M20×450mm的地脚螺栓将支架固定好。

5、钢丝绳盘的固定：待支架坐落于基础上后，用Ф89×12mm的无缝钢管穿过绳盘中心孔，将钢丝绳盘吊放于支架上。然后用M20的“U”形螺栓固定住钢丝绳盘的穿管。为使之转动灵活，在钢丝绳盘中心孔内涂以黄油。

6、在下天轮钢丝绳入绳口，距天轮300mm处钢丝绳上方，固定一根钢管，并在钢管上套钢管，保证滑动，减小受力。以防旧绳和新绳在入绳口处交叉，并使新绳一直处在旧绳的上面。

7、在井架的起重梁上挂一个5T单滑子。

8、拆除2个箕斗和井架上的检修电话装置。

9、在井底1#箕斗北侧装设一架绳梯，以方便卡绳时人员的上下。

10、照明设置：照明应分别在井架天轮处、井口房顶平台处、井口房内、井口房梯子间内、钢丝绳盘处设置。各处均应有足够的采光照明。

11、在天轮平台、井口房顶、井口房内各接一部电话，以方便各施工点相互联系。

12、用调度绞车把4根新绳分别经过下天轮，固定于井口南侧套架上，不影响箕斗运行。

13、施工前一天，利用检修时间清扫井筒、箕斗，防止施工时杂物坠入井筒。

三、施工工序

1、把四根新绳头引至1#箕斗上，考虑穿楔形环后留出2m的富裕量，用8#铁丝双股将绳头缠2圈绑牢于箕斗上。在新绳同一水平做好卡绳记号。

2、在1#箕斗顶部放8P大锤2把，冲子3把。在乘人间放气割工具一套以作备用。

3、在井口套架梁南侧间隔内第一道和第八道连接梁上，各横两根20#工字钢，铺以70mm厚的木板，用铁丝绑牢组成平台，用以装卸钢丝绳排卡。（两平台间距为20米）

4、距楔形环上方3米处，四根新绳上分别卡两副绳卡和一只Ф12.5绳套,并各挂一只2T倒链。

5、在下天轮平台上安装捋绳器。

6、在距箕斗5m处开始装第一副排卡。每根新绳均布置在相应旧绳的东侧，相距150mm。在10m处装第二副排卡，以后每10m装一副排卡，两平台同时作业（10m停车一次，30m停车一次），直到1#箕斗接近井底棚箕斗632米处的位置。

7、安装排卡的同时，下天轮派2人看捋绳器，如捋绳器磨损，应及时夹紧或更换。

8、在1#箕斗下放接近井底棚箕斗位置时，将2根钢梁置于箕斗下的横梁上。缓慢开动绞车，使箕斗坐落于钢梁上。

9、棚1#箕斗的同时，把4根新钢丝绳从盘上 抖下。

10、运行绞车，将2#箕斗提起。把工字钢组合梁棚于井口，再下落箕斗，使其坐落于工字钢组合梁上。

11、在下天轮平台四根旧绳上打座卡，在座卡上再补两副板卡。

12、放完1＃箕斗侧平衡油缸的油，做1＃箕斗侧绳头。

13、做1＃箕斗侧绳头的同时，把四根新绳穿过绞车房下出绳孔，经滚筒上的备用绳槽，出上出绳孔，先存放于绞车房外。

14、在绞车滚筒新绳上打压绳卡，每根绳打5副压绳卡，压绳卡螺栓的紧固力矩分别为350NM和210NM。

15、分段出2#箕斗至下天轮座卡间1＃、3#旧钢丝绳，使旧钢丝绳落地。

16、上1#、3#新钢丝绳过上天轮，拉紧后做2#箕斗侧绳头。

17、分段出2#箕斗至下天轮座卡间2＃、4#旧钢丝绳，使旧钢丝绳落地。

18、上2#、4#新钢丝绳过上天轮，拉紧后做2#箕斗侧绳头。

19、提1#箕斗侧8根绳，拆座卡。20、提2#箕斗，抽棚2#箕斗的梁。

21、下落2#箕斗，在方便位置拆除滚筒上的压绳卡。

22、提1#箕斗，抽棚1#箕斗的梁。

23、以0.5m/s的速度提升1#箕斗，每10m停一次车，在井口平台上拆除钢丝绳排卡。直至箕斗提出地面。

24、排卡拆除完毕后，把旧钢丝绳全部拉离井口房，撤去各处的临时设置，指定专人认真检查悬挂装置及尾绳环的位置。确认无问题后，进行空负荷运转，仔细检查各首挂装置情况，发现异常及时处理，正常后可负荷试运转。

25、钢丝绳更换后，由于本身结构的不密实和弹性变形，会有一定量的伸长，这时需对其进行调整。

26、钢丝绳调整时，按《主井绞车调绳方案》执行。

四、安全技术措施

该项施工为我矿机电工作中的重大项目，又是井筒作业，危险性大，全体施工人员必须高度重视安全。为保质保量完成该项施工任务，特制定安全措施如下，望认真贯彻执行。

1、施工总负责人要组织全体施工人员学习，讨论施工方法、步骤及安全措施等。座到分工明确，责任落实到人。贯彻后签字，否则不准参加该项施工。

2、由于本次施工时间长，工作量大，涉及的工序烦琐，人员较多，故所有参加该项施工人员都必须服从施工总负责人的安全指令。工作中不准嬉笑打闹，班前班中不得喝酒，不得各行其是，不得做任何与本职工作无关的事。

3、施工过程中。各班安全负责人必须不断巡回检查，发现不安全隐患，及时制止并纠正。

4、在井筒或井架上的作业人员必须戴好安全帽，系好保险带，穿防滑鞋，并按规定着装劳保用品。保险带必须合格，使用前应认真检查一遍，确认无问题后，方可使用。

保险带要系于牢固可靠的位置，摘解保险带时要认真核对，以方解错。

5、工作人员使用的工具不得上抛下扔，每个工具上均应用细尼龙绳系于可靠位置，个人工具系于保险带上。井筒作业时严禁抛掷工具或其他物件。

6、施工前，主井口周围5米内及井筒内的杂物清理干净，以防施工中坠物伤人。

7、搭设平台的木板、梁和攀登梯子等均应固定可靠，绑扎牢固。并指定专人检查，确认无问题后方可使用。

8、各岗位人员应明确自己的职责，知道遇到可能发生问题的处理方法。班前会上有施工负责人根据施工进度进一步向施工人员明确交代。

9、作业时所有使用的绳索、吊具、螺栓、工具等均应仔细检查，合格后 方能使用。

10、拆装排卡的平台处，应设声光信号与绞车房联系。天轮处与绞车房用对讲机联系。井口、卸载站、绞车房之间用电话联系。

11、严禁井筒上下平行作业。

12、施工期间，绞车司机必须一人操作，一人监护。需要动车时，绞车速度控制在0.5m/s。

13、新绳固定在1#箕斗上时，绳头不得妨碍箕斗的运行。

14、在钢丝绳上卡绳套时，必须使用衬绳，保证卡紧。

15、排卡安装前应将下放的新钢丝绳拉紧。拧紧螺栓压紧钢丝绳时，应使钢丝绳有明显的压扁现象。具体根据钢丝绳排卡和钢丝绳情况，由于技术人员现场确定。操作人员从每副卡子中间剩余的空隙，按技术人员的要求来判断压紧程度是否符合技术要求，是否达到应有的压力。

16、上平台安装排卡时，应封闭下绳口，避免井筒坠物。

17、在井口设专人控制排卡安装间距，保证每10m安装一副排卡。每次装排卡时，应将井口安全闭锁开关转到闭锁位置，使绞车不能动。

18、每个绳盘都要用道木作刹车装置，守护钢丝绳盘的工作人员要时刻警惕不得使绳盘转动太快，以免使绳盘脱盘，造成钢丝绳损伤。

19、绞车运行时，在上下天轮平台处设专人观察钢丝绳入槽情况。

20、滚筒上安装压绳卡后，应注意观察，不得使压绳卡转过绳与滚筒的分离点。

21、井口穿钢梁棚箕斗时，应用棕绳牵引钢梁进入井筒的一端，防止钢梁坠入井筒。

22、携带钢丝绳过天轮、滚筒时，牵引绳的捆绑应牢固，不得滑动，以免绳脱落损坏或伤人毁物。

23、钢丝绳与永久建筑、永久设备或构件接触处，产生滑动摩擦时，应采取对绳和物的保护措施。

24、钢丝绳穿楔型环时，要慎防挤手，动作要一致，钢丝绳打弯时要防止钢丝绳反弹伤人。

25、油缸受力时注意底部到位。

26、每个施工工序结束后，施工负责人和安全负责人要认真全面检查一遍，确认无问题后方可进行下一道工序的施工。

27、每班工作结束时，当班负责人要向接班负责人详细交代施工进度及注意事项。施工过程中若出现意外情况，施工负责人应立即向施工总负责人、调度室及有关领导汇报，同时果断采取有效措施。

28、井上下各绳更换结束后，再仔细检查一遍，所有的首挂装置联接应符合设计要求。

北一进风井

JＫＭＤ2.8(Ⅱ)一10.5型落地式多绳摩擦提升机

审批意见： 机电区:

安质科:

调度室:

机电副总:

换绳施工措施

施 工 单 位：机电四队 施工 负责人: 贾保成 技 术 主 管: 任争香

措 施 编 制: 机电四队

二零零三年四月 签名: 日期 签名: 日期 签名: 日期 5

签名: 日期 施工项目:北一进风井提升机提升钢丝绳换绳措施 施工地点:北一进风井

施工时间:2003年 4 月 日至 4 月 日 安全监护人:张廷现

施工负责人:队干部贾保成

1.上井口组(含井架):王勇 李长有 王富元 何现正 2.南 绞 车 组:孙梅芳 3.北 绞 车 组:宫保成 4.下 井 口 组:王 勇 5.电气.信号组:樊建青 施工原因: 根据01版《煤矿安全规程》第403条之规定:“ 摩擦轮式提升钢丝绳使用期限不得超过 2年”, 我队北一进风井使用的ＪＫＭＤ2.8(Ⅱ)一10.5型落地式多绳摩擦提升机钢丝绳报局同意，现已超期使用半年，需于二零零三年四月份进行更换。

第一部分 施工准备

一、钢丝绳

1.根据提升机选型设计, 选用6△(30)─28─155特同左右捻无油钢丝绳各两根(共四根), 每根长度不小于640M, 要求原始资料完整齐全(包括出厂厂家合格证, 验收证书等)。

2.根据01版《煤矿安全规程》第398条第三款之规定: 新绳必须进行钢丝绳悬挂前试验。试验结果(报告、数据)要求完整齐全可靠。

3.钢丝绳悬挂前需经“蒸汽─黄泥─人工─抹擦”进行表面除油处理。并一次在四台10吨稳车滚筒上分别缠好, 分清左右捻, 并作编号(1, 2, 3, 4)。

4.所有钢丝绳头需用16号铁丝进行平行密集绑扎, 保证绳头无乱丝, 炸丝。5.钢丝绳除油缠绕时,绳盘使用工字钢支架两组及φ60园钢支承,保证转动平顺。除油器固定在地板上。除油器两端各使用一组托辊支承钢丝绳, 保证钢丝绳无过度弯曲、打结拧鼻等现象。钢丝绳导向使用 5吨以上平滑轮, 稳车缠绳时须保持一定张力。缠绕排列整齐、紧密, 不可堆积,咬绳。

二、稳车

1.选用10吨380V电动稳车四台, 分别安装在井棚南北出口8M、10M处, 两车平行间距不小于1.5M。安装平面图见附页图一。

2.稳车性能要求: ⑴.手动电动两用;⑵.保证设备完好, 制动灵敏可靠。3.要求四台稳车参数一致,以保持相等的出绳速度。4.稳车安装时必须保证实际出绳方向与设计方向一致。

5.稳车固定:南侧两台稳车使用φ15.5钢丝绳穿绕锅炉房墙柱, 绳卡 3道固定,北侧两台稳车用同样方法固定在轨道上(稳车自重大6吨,承受牵引力小, 故不设混凝土基础)。

三、建立地面信号联络系统

1.稳车、井口、井架天轮平台、绞车房等处必须构成信号联络系统,井口为中继转发点;2.声光信号要求齐全, 其中声信号为开停车指令, 光信号为状态指示, 要求上述各点发出停车信号时绞车房能及时停车;3.声光信号规定: 声信号: 一点──停车;四点──慢拉主罐;五点──慢下主罐

灯信号: 灯明──准备完备, 允许开车指示及运行指示 灯灭──准备未就位, 禁止发点开车指示 4.声光信号说明: ⑴上井口共用井棚南北两侧稳车状态指示灯各壹个, 井架设状态指示灯壹个, 发往大绞车指示灯壹个, 共四个灯必须分别说明;⑵稳车、井架任一指示灯不明, 井口不能送大绞车指示灯和发点开车;⑶运行中绞车井架任一指示灯熄灭, 井口必须立即发点停车和关闭大绞车指示灯, 此时大绞车、稳车同时接到信号同时停车。

5.声光信号系统图见附页图二。

四、绞车房深度指示牌坊上每隔25米指示高度作一临时记标志(粉笔)

第二部分 施工组织

一、钢丝绳排列由北而南记为1＃、2＃、3＃、4＃(新旧绳同),对应的稳车、井口导向轮相应排列记为 1＃、2＃、3＃、4＃, 并作漆写标志, 钢丝绳捻向排列如下: 绳号: 1＃ 2＃ 3＃ 4＃

捻向: 左 右 左 右

二、换绳时间集中到白天8.00～20.00,准备及其他收尾工作放在其他时间。

三、施工人员组织：

1.总 指 挥: 贾保成 2.安全总监: 张廷现

3.井口组指挥兼安全监督: 王富元

成员: 何现正组 信号: 郭春法

任务: 搭拆平台、稳罐、做头、导向监督、打卡子、信号中继等 4.井棚南稳车组指挥兼安全监督: 孙梅芳

成员: 电工四人

任务: 缠放新绳, 回收旧绳, 除油及南绞车操作等工作 5.井棚北稳车组指挥兼安全监督: 宫保成成员: 电工四人

任务: 缠放新绳, 回收旧绳, 除油及南绞车操作等工作 6.下井口指挥兼安全监督: 王勇

成员: 王勇组 任务: 下井口稳罐做绳头等 7.电气组指挥兼安全监督: 樊建青

成员: 周新建 孙梅芳 郭春法 韩凤鸣

任务: 电气设备, 信号联络维护, 信号中继联络, 大绞车 监 护等

第三部分 带新绳

一、井口东半部罐道梁与锁圈梁上使用20＃工字钢作小底固定四组导向绳轮, 其规格不小于5吨, 见附页图三。由北而南排列为1＃、2＃、3＃、4＃, 对应于旧绳。

二、主副罐上各四付张力平衡油缸, 提前打压, 使罐底圆螺母全松退。

三、将主罐提至上井口正常出车位置, 副罐井口用木板作平台。四、四台绞车上的新绳分别经过相对应的井口导向轮, 分别固定绑扎在 1＃～ 4＃旧绳上, 注意保持排列顺序。见附页图四。八根新旧绳头按南北方向同序排列, 用8#铁丝两道将新绳头与旧绳扎紧, 间距7米(大于滚筒围包角长度)再用φ28圆宝卡子卡一道, 下余每隔25米使用10#铁丝进行绑扎带绳。注意绳卡加力不可过大, 防止新绳变形。

五、各处检查正常, 稳车, 井架平台送上允许运行指示灯后, 由上井口信号中继处往绞车房送灯, 并发电铃信号, 绞车慢速下放走罐,1＃─4＃稳车接到信号同时慢速放绳, 绞车司机及监护人注视深度指示牌坊, 运行25米后停车, 停车后井口信号中继处关闭绞车指示灯, 回应停点, 其后井口相关人员作第二次绑扎。

六、同五作业, 直至新绳头由旧绳牵引分别经副罐天轮滑轮→绞车滚筒→主罐天轮滑轮, 直到主罐侧井口道面处闭灯停车。

注意: 1.在钢丝绳卡过天轮及滚筒时, 必须及时调整绳卡方向, 保证卡子背面压槽,以防损坏衬垫。2.所有铁丝绑扎在过绞车滚筒前拆除。

七、解开新绳卡扎, 将四根新绳头固定在井口锁圈梁的专用夹板上。(位置为: 绳头距夹板长约4米, 即绕过楔形环作绳头的长度)。

八、拆除副罐井口木板平台。九、四台稳车各松绳2米, 副天轮段新绳使用φ20棕绳向上悬吊离开天轮.滚筒段新绳移到衬垫卡铁上,以减少磨察力, 防止新绳回抽。

十、上提主罐至上井口正常出车位置, 闭灯停车。

十一、解除副天轮上φ20棕绳, 新绳脱离滑轮, 新绳分别落入天轮槽内, 注意保持四所述新旧绳的同序排列, 绞车滚筒段新绳移入备用绳槽内。

十二、解开新绳绳头井口的专用夹板固定, 将新绳头移至主罐旧绳上, 一一对应, 使用长板卡锁紧(新绳排列对应于备用绳槽, 其顺序为: 1#和2#在南, 3#和4#在旧绳北边)。1.注意使新绳头 5米处置于楔型装置上平面处;2.楔型装置上部 1米及 2米处各作一道长板卡。

十三、井架两层平台使用专用尼龙衬夹住新绳, 保持张力。

十四、微动绞车下放主罐, 使新绳张紧, 其后稳车与绞车同步, 注意使新绳保持适当张力, 慢速下放走罐, 向井筒内带新绳。

十五、绞车司机及监视人员注意深度指示器牌坊, 每隔25米停车, 井口人员关闭指示灯, 回停车点, 作长板卡联锁。

1.主罐井口作木板平台,平台必须使用麻绳绑扎牢固;2.每隔25米作长板卡时必须保证新旧绳排列方向, 不得转换；

3.每下绳100米时, 除用长板卡外,新旧绳再加道φ28元宝卡固定。

十六、主罐下放到下井口搭平台位置(即距下井口正常出车位置约20米)时, 上下井口信号发点停车,带绳过程结束。

十七、副罐楔型环上平口以上 1米处四根新绳作操平标志, 以便作头时掌握。

十八、带绳过程中, 井架天轮平台设专人监护, 防止新绳跳槽或出现其他问题, 发现异常及时闭灯, 由井口中继停车。

十九、带绳示意图见附页图四。

第四部分 锁旧绳 锁罐

一、上井口副罐四根旧钢丝绳使用φ28钢丝绳短节(1.5～2M)两根, φ28园宝卡子两根组连在一起, 使用5吨倒链2台, 向下方使用11#工字钢加木板防滑挂在井架一层上并张紧。

二、使用10吨倒链两台对角起吊副罐, 使倒链绳扣使用11#工字钢加木板防滑挂在井架二层平台(副天轮平台)上并张紧;旧钢丝绳出现松驰即可。

三、示意图见附页图五。

第五部分 作新绳头

一、做头顺序及联络

1.上井口: 2＃、3＃绳 2.下井口: 2＃、3＃绳 3.下井口: 1＃、4＃绳 4.上井口: 1＃、4＃绳

5.严格按顺序做头,上下井口不得同时作业, 并由上下井口组负责人通过电话联络, 保证施工安全顺利。

二、上井口 2＃、3＃绳作头

1.平衡油缸1＃～4＃缸底园螺母退到末端, 并打开供油阀门放油;2.更换副罐3 # 调绳油缸及楔型装置，检查旧绳是否锁好, 连接装置上方钢丝绳必须松驰;使用 1吨倒链挂在罐道粱上, 用于牵扶油缸，防止倒缸;3.割断 2＃3#旧绳, 打开楔型装置, 拆去旧绳头, 并对楔型装置进行检查维护;4.新绳头填入楔型装置, 更换全部夹板螺栓,定位螺栓, 并使用两台5吨倒链倒 挂在井架一层平台上抽紧2＃、3＃新绳, 以副天轮至绞车滚筒段新绳绷直为宜；

注意: 两台5吨倒链要保持张力一致, 新绳头 5米持平记号保证特平, 以保证新绳等长。

5.拧紧所有螺栓, 2＃、3＃楔型装置投入使用,2＃、3＃回绳头用φ28园宝卡或10＃铁丝绑扎到新绳上, 多余部分割去;6.注意事项: ① 割旧绳时新旧绳分开, 并注意火焰不得损伤新绳;② 所用工具、零配件及时清点, 撤离井口；

7.松开两台5吨张紧倒链, 使2＃、3＃新绳受力;8.上述工作完毕后由该组施工负责人与井下施工负责人联络准许下井口施工。

三、下井口施工负责人接到上井口施工完毕, 允许施工联络后方可开始在四层双梁上挂5吨倒链, 二层搭平台。具体施工程序如下: 1.下井口 1＃─4＃旧绳绳头使用φ28卡子作绳鼻, 分别使用四台5吨倒链(6M加长)悬吊在罐道梁上并张紧, 以罐笼上升3m高度为宜(3m为新绳弹性伸长量估计值), 注意使用2吨倒链一台牵引固定油缸, 防止倒缸；

2.1＃～4＃油缸园螺母退到末端, 并打开供油阀门放油；

3.松开2#,3#绳的5吨倒链,割断2＃、3＃旧绳,摘除旧楔型装置, 更换新楔型装置, 并检查联结园柱销有无损伤；

4.2＃、3＃新绳穿入楔型装置, 绳头用φ28园宝卡做鼻, 使用两台6米加长 5吨倒链抽紧, 使罐笼稍微上提为宜, 此时1#,4#绳上的两台稳缸倒链不变力（注意:使两台抽紧倒链拉力保持均衡, 新绳平装置保持特平, 以保证新绳等长。）；

5.上紧2＃、3＃楔型装置上所有螺栓,回绳头使用φ28卡子或10＃丝绑扎到新绳上, 多余部分截去;松开2＃、3＃绳上的两台抽紧5吨倒链, 使2＃、3＃新绳受力, 但不能摘除；

6.1＃、4＃绳头作业程序同上述 2、3、4步骤；

7.1＃～4＃新绳头做好后, 需保证四根钢丝绳持平标志保持水平,以保证新钢丝绳等长；

8.松开1＃～4＃新绳头上抽紧倒链, 观察罐笼下沉量, 若下沉量超过稳罐水平, 则需重新打开楔型装置, 抽紧新绳, 上提主罐。最后锁好楔型装置, 松开抽紧倒链四根新绳受力；

9.检查清点施工人员、工具、备件完毕后收工, 并由组长向地面汇报施工完毕。

四、地面上井口施工组接到井下施工组电话后方可进行上井口1#.2#新绳做头工作，程序同本部分“二”所述。

第六部分 回收旧绳

一、所有上下井口绳头做完后, 回收所有工具材料, 包括导向滚轮, 支承工字钢,平台木板, 副罐天轮平台上的倒链等, 清点人员,上下井口处作业人员全部清点撤离。但下井口5吨倒链不得坼除, 以备串绳作业时使用。

二、井架东侧横梁外侧各用 8＃铁丝绑 2英寸钢管一根,以防落绳时损伤井架横梁结构, 绞车房与井棚空间内禁止站人。

三、沿钢丝绳与绞车滚筒下切口处割断四根旧钢丝绳,并由两个出绳孔送出八根旧绳头, 落地。

四、微动绞车上提主罐2─3米, 此时由于旧绳不受力,主副天轮处工作人员可将旧绳使用穿锥撬杠等将旧绳在天轮切口处拔离绳槽,新钢丝绳将在张力作用下切入绳槽, 直至旧绳天轮围包段全部离槽为止。

五、副罐天轮平台上人员往上提拉旧绳下放到副罐上方旧绳全部落地.注意人员提拉最后10米旧绳时不可过分用力,同时适当牵引旧绳,防止旧绳头在旧绳自重下落时甩动伤人。

六、缓慢上提主罐, 在主罐天轮的下层平台上逐个拆去钢丝绳联锁长夹板, 旧钢丝绳在自重力作用下将落在井架与绞车房之间的空地上, 直至主罐提升至上井口正常位置。注意旧绳不要落入天轮槽内, 必要时使用1“管子挑开托住。

七、提罐过程中仍遵守本措施第三部分”带新绳“章节相关的信号联络规定。

八、按上述”五"所述方法拉出主罐上方段旧钢丝绳, 旧绳回收结束。

九、示意图见附页图六。

第七部分 打压 串绳 一、四根新绳挂上后, 由于伸长率因素, 不可能满足平衡要求，因此要求打压平衡, 或进行串绳作业。

二、空罐试运行两趟, 井下作业人员指挥信号工在罐笼到达下井口正常位置时准确停车, 并通知井上人员测量新绳长短情况, 若新绳过长不超过 1米时进行打压调绳即可。打压人员测出钢丝绳超长长度。

三、打压程序如下: 1.手动打压泵置于主罐顶部并捆牢, 作业人员站在主罐顶部随主罐缓慢下降至主副罐齐平时停车, 停车信号由打压人员敲击罐道, 经上井口信号房传送到绞车房;2.主副罐平衡油缸分别使用手压泵打压供油, 使四根平衡油缸的园螺母全部脱离缸底后停止打压, 关闭阀门, 并将园螺母旋至贴紧平衡缸底部为止;3.打压时油缸杆伸长量计算值为: 主罐缸杆最小伸长量+副罐缸杆最小伸长量-新绳超长长度=200～300MM为宜(200─300MM 提升作业时钢丝绳弹性伸长量估算值)。

四、若新绳超长超过 1M 以上, 则需进行串绳作业, 串绳作业程序如下: 1.测出钢丝绳超长长度;2.下井口主罐使用2台5吨倒链在罐道梁上上提锁罐, 上提高度等于钢丝绳超长长度;3.2＃、3＃回绳头用φ28卡子做绳鼻, 使用另两台 5吨倒链挂在罐道梁上向上挂住绳鼻;4.打开2＃、3＃楔型装置, 2＃、3 ＃绳上两台倒链拉紧至两台锁均紧倒链不受力为止, 两台倒链受力保持衡;5.恢复2＃、3＃楔型装置;6.1＃、4＃回绳头做鼻, 打开1＃、4＃楔型装置, 使用锁罐倒链抽紧1＃、4＃绳, 抽紧程度以四台倒链受力均匀为止;7.恢复1＃、4＃楔型装置, 拆去全部倒链;8.下井口作业完成后, 人员工具全部撤出, 串绳作业结束。

五、换绳后两周内需对新绳不断观察其弹、塑性伸长量, 必要时再次进行打压或串绳作业。

第八部分 安全技术措施

一、由总指挥全面协调, 发令指挥各组作业, 各组成员听从本组指挥命令进行作业。

二、上井口信号电话联络及地面信号联络系统必须保证畅通无误,安全可靠,联络人员必须熟悉信号含义, 谨慎操作。安装后必须试验。

三、所有使用倒链等工具必须全部检查合格, 绳扣插接不少于18锥, 使用园宝卡子固定起重时每处不少于两道。

四、所有井筒、井口、井架作业人员必须佩带安全帽, 保险带, 所有板手、套筒、加力杆及其他工具必须用绳拴牢, 严防坠落, 卡子螺拴等等小件统一堆放。

五、严格按施工作业顺序进行上下井口的锁绳、锁罐、做头、解锁等作业, 上下井口不得同时作业, 上下井口经常保持电话联络。

六、井口平台木板不小于70MM厚度, 搭建平台时必须用棕绳联锁成整体并固定在罐道梁上;所有起重设施及附件的安设必须牢固可靠。

七、所有氧气切割时必须注意保护新绳、绳轮、楔型装置等。

八、绞车、稳车必须一人操作, 一人监护, 司机必须集中精力, 谨慎操作, 严禁打闹。

九、信号工必须持证上岗;所有信号联络人员必须严守岗位, 听清指令, 清晰发点。

十、施工前后, 必须清点人员, 清查工具、材料等。

十一、氧气切割时, 必须有烧焊措施，作业点需有两台完好的1211灭火器。

十二、信号系统电压等级不得超过220V。

十三、施工期间, 下井口泵工、信号、把钩及部分施工人员由矿院内大皮带斜井上下, 并需熟悉乘坐大皮带的规定、方法, 由熟悉井下线路的老工人带队上下井, 队值班人员要善调度、安排, 严防空岗。

十四、施工作业一气呵成, 施工人员及时调整, 轮换休息。

十五、施工中, 施工人员必须做好自保互保工作，安全监护人遇到不安全因素有权停止施工，直至不安全因素排除，非作业人员不得随便进入施工现场。

十六、施工结束后全面清扫现场, 所有旧绳头、铁丝等杂物全部清净。

附一

说明:

作业时间顺序表

缩短矿井主井提升休止时间 篇3

关键词：提升休止时间装载站电控程序

0引言

安徽恒源煤电股份有限公司恒源煤矿，原设计年生产能力为60万吨，提升容器为JL-6.5吨箕斗。近年来，随着煤炭开采工艺的改进，井下生产系统机械化、自动化程度的提高，产量每年呈递增之势，08年生产原煤220万吨。主井提升系统也随着产量的提高，先后经过了多次改造，但是还不能满足矿井生产的需要。

现主井绞车主要提升技术参数如下：提升机型号：2JK-3.5／11.5(B)最大静张力170000N，最大静张力差115000N：减速器.XP1120型行星齿轮减速器减速比：11.5；提升容器：JL-9.5型铝合金箕斗(自重：4.5吨)卸载方式扇形门曲轨自动载卸；主提升绳.6×28TS(IS／2／BR)+1FC-40-1770；自重6.74kg／m；尾绳：18×19-42自重6.88kg／m；井架高度31米。

提升主要参数如下：提升高度：423.6米；最高提升速度：7.84m／s：提升加减速度：+0.75m／s²-0 75m／s²：爬行速度：V爬1＝1.0m／s v爬2=0.4m／s；提升运行循环时间：Tx=t工作+t休止=80+18=98s；箕斗装载装置：箱式箕斗装载，装载控制系统型号KJD10自动化控制。

针对恒源煤矿的现状及对恒源煤矿主井提升系统的仔细分析，从绞车提速、增加装载量、缩短休止时间等几个方面提出了改造方向，并对现场勘查和分析研究，分别对改造可行性进行论证。受主设备设计技术参数的限制，最终否定了绞车提速、增加装载量等改造方案。针对恒源煤矿主井提升系统存在休止时间较长，影响了原煤的提升效率的现状，最终确定缩短主井提升休止时间来提高恒源煤矿生产能力及生产效益。

1提升休止时间分析

恒源煤矿主井采用KJD10自动装卸载及测重装置(常熟新虞)，改造前主井绞车提升休止时间为18s，井下装载时间约为16s，上口卸载时间(8s)。提升循环时间为98s。提升休止时间从装载时间的三个阶段可分为三部分，即定量斗从关闭到完全打开的时间t₁.定量斗完全打开装煤时间为t₂闸门准备关闭至动车时间t₃。

2具体实施方案

2.1增大装煤的有效截面主井下口定量斗现使用的油缸行程为900mm，油缸活塞杆完全收缩后，定量斗放煤口约有100mm仍被扇形门下沿挡住，放煤口的截面没有完全利用，影响装煤速度。通过增大油缸行程，将放煤口完全外露，增大装煤的有效截面，从而提高装煤速度，缩短装煤时间。将现使用油缸更换成行程1米的油缸，油缸连接装置缩短100mm，使油缸总体长度不变，以便于安装，缩短改造时间。由于装煤有效面积增大11％，按装煤效率提高10％计算，每勾可将t₂缩短约0.8s。

2.2减小装煤的阻力定量斗放煤闸门和装煤漏斗之间的连接部分形状如图1，过渡部分存在一个角度，容易积煤，严重影响溜煤速度。且该部分长期受煤块、矸石冲砸摩擦，磨损较快，维修人员需定期对闸门及漏斗两帮和底部进行加固，加固后新旧钢板的接茬，也增大了溜煤阻力，在一定程度上影响了煤流速度。经过认真研究、反复论证，将原过渡部分存在的角度改成斜面过渡，并将加固钢板采用嵌入式焊接，改造后不但减小了煤与放煤闸门及漏斗的摩擦，而且减小了煤块矸石冲砸的几率和强度，使溜煤顺畅，加快了装煤速度。

2.3到位信号提前给出，使扇形门提前打开自动装载程序设定，当系统收到箕斗到位信号后，扇形门开始打开。改造前箕斗到位信号由绞车电控给出，由于油缸有一定的运行时间，箕斗到位至装煤存在一定的休止时间。消除该段休止时间的影响，即可大幅度的缩短装载时间，缩短绞车运行周期，提高主井提升效率。

解决方案，在绞车电控程序中增加2个程序段给自动装载系统单独为提供箕斗到位信号(如图2中的程序段4、图3中的程序段6)，自动装载。

系统所需的箕斗到位信号根据现场设定比绞车电控行程到位提前给出。

以东勾为例对方案2的程序进行简要说明：图2中，程序段3是绞车东箕斗行控到位信号，深度设定值为50mm，当绞车运行至此位置时，电控给出到位信号，绞车经安全制动，速度从0.4m／S降为0m／S后停车，停车位置接近0mm。程序段4是为自动装载系统提供的到位信号，经现场反复试验，确定在绞车离停车位置1500mm时给出。此时扇形门开始打开，当煤流出定量斗时，箕斗正好运行至可以装载的位置，煤刚好可以装入箕斗，有效消除了油缸运行时间对装载的影响。

2.4扇形门关到位提前发出开车信号KJD10自动装卸载及测重装置程序中扇形门的关闭指令靠空载上限来设定，当定量斗内煤量低于空载上限时扇形门开始关闭，发出开车信号。通过现场情况，配合油缸运行的时间，设定合适的空载上限，使扇形门关闭时间适当提前。此时绞车接到开车信号开始运行，当箕斗离开装载位置时，煤刚好完全装入箕斗，扇形门恰好完全关闭，为下一勾自动装载做好了准备，能保证自动装载的连续性。根据现场测试并综合考虑煤状态的影响，配合油缸的更换，现将空载下限设定为4000kg，运行效果良好。

3应用效果分析

经过改造分析，缩短箕斗提升休止时间使主井提升能力大大提高。改造前提升循环时间约为98秒，改造后缩短到90秒，提升休止时间由原来的18秒缩短为10秒。每小时提升勾数增加3600／90-3600／96≈2.5勾，以年生产360天，每天生产22小时，每勾装载8.6吨计算，理论上主井年生产能力可达360×22×3600／90×8.6≈2724480吨，较改造前增加360×22×2.5×8.6≈170280吨，每年可增加效益8020万元。

4结束语

主井提升系统 篇4

煤矿提升机电气控制系统分为工频和变频两种运行方式, 工频转子申电阻调速系统在电机启动时转子电阻不仅消耗了大量能量, 而且产生大量热量, 使周围空气温度升高, 严重影响设备散热性能, 降低设备使用寿命, 尤其是夏季此种现象更为明显, 另外为散热专门建设电阻室也许投入一笔费用。此外, 转子串电阻调速系统接头多、启动时电阻切换频繁、触头极易氧化或因接触不良而发热。系统维护工作量大。变频系统较好地解决了上述问题, 还具有如下优点:可靠性高, 抗干扰能力强, 通用性强;程序设计简单, 使用方便;采用先进的模块化结构, 系统组合灵活方便;安装简便, 调试方便, 维护工作量小;适应性强, 可进行柔性生产。

2 主井提升系统现状

根据变频系统的优越性能, 白庄煤矿对主井提升系统进行了改造, 在原有工频控制系统的基础上, 加设变频系统, 正常工作情况下使用变频系统, 工频系统热备用, 在变频检修和故障情况下能立即投入使用, 不但提高了生产效率为企业增加了经济效益, 更加强了我矿处理应急突发事件的能力。

白庄煤矿选用的BPDK-ZN-01SP高压变频的电控系统用交流变频器直接驱动转子短接的绕线式交流电机, 保留原系统的运行方式, 增加高压变频电控系统, 实现两套系统的切换运行, 主要设备有:全数字主控台、全数字高压变频调速柜、高压开关柜、辅助控制柜、系统切换柜。

3 双系统性能分析

3.1 更安全

安全回路的好坏是衡量提升机保护性能的的重要标志。白庄煤矿新型变频系统将安全回路设计成PLC双线制安全回路, 一套为PLC“软”安全回路, 另一套为继电器“硬”安全回路。提升机的保护有两种:发生故障时立即实现一级或二级安全制动;发生故障时可以完成本次提升循环, 不能进行下一个提升循环。

(1) P LC失效保护。当PLC自诊断发现系统存在重大故障时, 外置继电器失电, 断开安全回路。这时可以通过转换开关, 退出变频控制系统, 启用原来的工频控制系统进行提升工作, 不影响提升生产工作和PLC维修。

(2) 误开车保护。司机疲劳时, 很容易搞错开车方向, 发生过卷事故。新系统对开车方向进行闭锁, 当司机选错开车方向时, 提升机不能启动和开车, 只有司机的开车方向选择正确时, 才能启动和开车。

(3) 过卷保护。当提升容器超出正常车位置时, 过卷开关动作, 使安全回路断开, 提升机实现安全制动。过卷以后, 如需继续开车, 司机必须扭动过卷复位开关, 安全回路才能重新接通。若司机将过卷复位开关位置扭错, 则不能开车。过卷故障解除后, 司机应将过卷复位开关重新复位后再开车。

(4) 闸瓦磨损保护。当闸瓦磨损超限时, 机械闸制动力不足, 闸瓦磨损开关将动作, PLC会输出保护信号, 断开安全回路, 进行安全制动。待重新更换闸瓦后, 方能开车。

(5) 超速保护。当提升机的运行速度超过最大提升速度时, 由PLC“软”安全回路和由继电器组成的“硬”安全路同时动作, 实现双重保护。

(6) 减速保护。提升机在减速段运行过程中, 若提升速度超过设计速度时, 安全回路断开。若提升机接近井口时仍超速, 则提升机机械闸进行抱闸。

(7) 深度指示器失效保护。当提升机的牌坊式深度指示器发生事故时, 输出保护触点动作, 实现安全制动。

(8) 调绳连锁保护。提升机调绳时, 需将调绳开关置调绳位, 保证提升机在全抱闸状态下进行离合器的打开和合上。

(9) 绞车保护。变频调速装置还具有过压、欠压、过流、超负荷、短路、超温等保护, 满足煤矿安全规程要求。转子申电阻调速装置无电动机过负荷、缺相、超温保护, 无限速、自动减速功能, 对过卷和超速只有单一保护功能。转子申电阻调速装置内的鼓形控制器、正反向接触器通过电流大, 又频繁动作, 触点易烧损;电阻发热量大、接头多、易氧化或接触不良而发热, 所以维护量极大。变频调速装置采用无触点控制, 电机的正转、反转采用计算机控制, 加上变频调速装置的功率器件及控制计算机模件均系德国进口产品, 产品质量优良可靠, 维护量很小。

根据工频转子串电阻起动曲线和速度曲线看出, 加速度不平滑, 不能实现匀加速, 钢丝绳受力不均, 容易出现震颤, 加速断绳。根据采用变频后起动曲线和变频系统四象限运行曲线, 变频系统下电机能平稳加速, 实现无级调速, 过渡过程较平滑, 钢丝绳受力均衡, 消除了提升机“颤抖”现象, 延长了提升钢丝绳等设备使用寿命。

3.2 更高效

主井采用工频作为控制系统时, 每月有7小时时间在处理各种机械事故, 改造后主井采用双套系统, 正常情况下使用变频系统, 工频系统热备用, 在变频出现故障时能立即投入使用, 理论上消除了机械事故处理时间。每月可节约5小时时间用于提升。白庄煤矿提升系统每小时提升45勾, 每勾净重6.0吨, 这样每年可多提煤炭16200T。

3.3 更节能

工频系统采用转子绕组串电阻进行调速, 装置在减速和重物下放时需投入动力制动, 大量能量消耗在转子电阻上, 不但造成能量浪费还会产生大量热量, 使控制系统周围温度升高, 夏季严重影响系统散热性能。而四象限变频调速装置在减速和重物下放操作时, 能自动地将电动机的再生能量反馈至电网, 实现再生反馈制动, 节电效果明显。

现以主井提升机为例进行分析。主井提升采用800k W/6000V异步电机, 采用变频调速装置较串电阻调速装置省电50%左右。网侧变流器实行PID控制, 对网侧交流电流的大小和相位进行实时检测并控制, 使输入电流与电源电压保持同相位, 使系统的功率因数总接近于1。这样就提高了功率因数, 减少了无功消耗, 降低了压损, 力率调整电费减小, 此项可节约电能15%左右。此外, 变频启动启动电流小, 降低了对周围电网电压的影响, 使电网供电更安全, 性能更好。

4 结语

变频系统因其各性能指标较工频有显著优点, 在煤炭行业和其它行业中逐步代替工频系统已成必然趋势。S

摘要：本文论述了国煤矿提升机变频控制系统的可靠性和优越性, 变频控制系统操作简单, 保护全面且能迅速准确动作, 减少了无功消耗, 节能效果明显。

主井提升系统 篇5

鄂庄煤矿于1982年8月建成投产, 井田面积18 km2, 地质储量1.2亿t, 服务年限64 a。原有生产能力为120万t/a, 2013年9月改造完毕后生产能力达到了220万t/a。鄂庄煤矿是生产矿井, 为了达到预期的年度生产计划目标, 只有在生产的前提下对主井提升系统进行分步骤的技术改造。这也是本次提升系统技术改造的最大亮点和难点。

2 主井井塔设计改造

鄂庄煤矿现有主井提升系统为主井井塔, 钢筋混凝土剪力墙结构, 平面尺寸12 m×14 m, 总高度44.3 m, 基础形式为混凝土桩基础。提升机布置在井塔第6层, 楼层标高34.200 m。井塔内部自标高9.00 m至标高29.700 m处设置钢结构内套架。

根据现场实际情况, 改造主井提升系统, 提升机改为落地式, 需改造部分主要包括:①新建提升机房、钢井架;②对现有井塔及内套架进行核算, 并进行必要的加固改造。

为了减少改造工期、减少投资、最大限度地减少对正常生产的影响, 井架设计突破传统设计方式, 根据井塔高度及对井筒中心线的偏移, 井架结构进行多方案优化设计。提升机井架的支撑平台高度稍高于现有提升机井塔的高度。其优点是新提升机的安装不影响正常生产;在提升机井架的支撑平台上装设滚轮, 安装井筒钢丝绳罐道比较方便。

井塔屋面采用双向交叉角钢网架承重结构, 混凝土预制板屋面, 新增钢丝绳穿过屋面时, 与主要受力构件相碰, 需要对屋面进行改造, 拆除现有屋面, 采用两根钢大梁和夹芯彩钢板代替。

井架主体结构采用可视化通用有限元结构分析及钢结构设计软件整体建模分析计算。按国家现行规范要求对该井架进行多种荷载组合作用下的强度、刚度、整体稳定、局部稳定验算。根据现行规范分析后认为, 改造后井塔所受荷载小于改造前, 且使用年限在原设计的范围内。因此, 井塔主体结构不需进行大量的加固改造, 完全可以满足技改后生产的需要。

3 提升机技术改造

原有主井提升机为井塔式多绳摩擦提升机, 型号为JKM2.25×4/11.5。提升机主轴高度33.5 m, 井塔全高44.3 m, 装备一对5.5 t箕斗。技术改造拆除原有提升机, 并尽量利用井塔内的其余设施, 减少投资。为了减少对现有主井提升系统生产的影响, 改造后提升机选用落地式多绳摩擦提升机。在主井附近新建提升机房, 在新选用的提升机安装就位后进行新老系统的更换, 最大限度地减少对正常生产的影响。

新设计的主井提升机的最大提升速度为9.16 m/s;计算提升系统实际最大静张力362 k N;计算提升系统实际最大静张力差102 k N;主导轮直径DN>3 240 mm;根据设计的参数, 可以选用型号为JKMD3.5×4 (Ⅲ) 落地式多绳摩擦提升机, JKMD3.5×4 (Ⅲ) 型提升机主要技术参数如表1所示。

该立井提升机系统围包角182.4°, 制动力265 k N, 未配防滑配重, 系统总变位质量102 652 kg, 防滑验算的参数如表2所示。

4 箕斗技术改造

主井提升能力的主要技术参数具体表现在箕斗的吨位上, 也就是说箕斗的大小在某种程度上决定了矿井的年产量。鄂庄煤矿主井井筒净直径为4.7 m, 井筒内布置一对断面为2 200 mm×1 100 mm的5.5 t多绳箕斗, 曲轨卸载, 钢丝绳罐道, 同侧装卸载。

根据《煤矿安全规程》规定, 采用钢丝绳罐道时, 立井提升容器间距≥500 mm, 提升容器与井壁间距≥350 mm, 容器与井梁间距≥350 mm。原箕斗断面为2 200 mm×1 100 mm, 满足要求, 井筒断面布置与现有系统一致, 如图1所示。

根据提升机防滑要求, 箕斗自重16 000 kg。因此, 设计确定箕斗断面尺寸为2 200 mm×1 100 mm, 自重16 000 kg。箕斗卸载口标高定位12.5 m (相对主井井口锁扣盘标高) 。

由于井筒实际尺寸不变, 箕斗的断面尺寸也没法改变。在这样的前提下, 如果想实现箕斗扩容, 只有增加箕斗的高度才可行。根据矿井提升能力和提升系统确定的技术原则, 改造后的提升容器采用一对10 t多绳箕斗, 箕斗的高度增加到11 m。

5 定量斗技术改造

鄂庄煤矿主井底原有装载工艺过程为:在原煤仓下方安装2台往复式给煤机, 给煤机受料下方安置2台容量为5.5 t的定量斗, 每台定量斗对应1台箕斗进行装载。由于新采用的箕斗容量为10 t, 原有定量斗显然无法满足改造后装载工艺的要求。

按照设计的惯例, 应将5.5 t的定量斗改造为10 t定量斗即可。改造步骤如下:扩建硐室→延伸井筒→拆除旧设备→安装新设备。扩建硐室的原因是新定量斗容积变大, 原有硐室的空间安装不下;延伸井筒主要是新定量斗的高度增加, 箕斗的高度增加, 过放距离必须加长。

扩建硐室及延伸井筒这两项工程的开展, 主井提升系统必须停止正常生产, 这和本次改造的宗旨发生冲突, 严重影响了工期的进度。如何突破主井底原有的装载工艺过程, 是本次主井提升系统改造的最大技术障碍。课题组经过深入的调研攻关, 最终确定采用定重给煤机式主井底箕斗原煤装载, 即将原有2台往复式给煤机更换为定重式给煤机, 取消定量斗式定重装载。

改造后装载工艺过程如下:当位置传感器1检测到箕斗1到位时, 定重给煤机1自动开启向箕斗1输送原煤;达到预设吨位时PLC发出信号, 定重给煤机1自动停止, 箕斗提升。箕斗2的定重装载重复以上动作即可。定重给煤机在主井底箕斗装载过程中实现定重、给煤双重功能。

定重给煤机的安装尺寸在原有硐室的空间内即可展开, 不需要改扩建硐室。定量斗的取消改变了箕斗的装载工位, 改造后箕斗的装载工位在定重给煤机的下方, 提升高度就是5.5 t定量斗自身的高度。由于箕斗装载位置的提高, 增加了过放的距离, 井筒则不需要延伸。定重给煤机的使用减少了扩建硐室及延伸井筒这两项工程, 大大缩短了系统改造的工期。

6 结论

鄂庄煤矿主井提升系统技术改造成功实现了“一井变两井”的目标, 主井提升能力得到显著提高。改造过程中最大限度地减少对正常生产的影响, 充分利用原有井筒的装备, 减少了投资。尤其是在主井底采用了最先进的装载工艺, 成功地避开了扩建硐室、延伸井筒这两项工程, 在全国同类系统改造工程中尚属首例。以上几点经验都是在本次实际改造过程当中总结出来的, 对于主井提升系统的改造具有一定的推广意义。

摘要：以鄂庄煤矿主井提升系统技术改造为例, 结合该矿井现有主井提升系统和装备情况, 坚持技术先进、装备合理、缩短工期、减少投资、充分利用现有设施、减少井上下改造工程量, 尽最大限度减少对矿井生产影响的原则, 对主井提升系统进行升级改造。

主井提升系统 篇6

会宝岭铁矿是经国家发改委核准, 山东省国资委批准由山东能源临矿集团投资建设的大型冶金矿山。2008年7月主、副井开工建设, 2012年6月采选工程联合试运转, 预计2014年达产。设计规模为年采选铁矿石300万吨, 年产铁精矿75万吨, 是省内冶金行业单井第一个年产300万吨铁矿石的项目。铁矿床特征为隐伏矿床, 矿床内有北、南两条主矿带, 铁矿石资源储量为1.73亿吨, 平均品位TFe31.48%, m Fe 18.77%。矿山服务年限55年以上。会宝岭铁矿主井井口标高+96m, 井底标高-601m, 井筒净直径5.3m, 井筒深度697m。卸载点标高+131.677, 装载点标-555.92, 提升高度687.59m。会宝岭铁矿设计规模年产300万t/a矿石, 主井提升任务为矿石9091t/d, 废石1500t/d。采用双箕斗提升方式, 可实现全自动运行和手动运行两种方式, 将矿石和废石提升到地面, 通过分配小车分别卸入矿石仓 (800m³) 或废石仓 (470m³) 。

提升机选用中信重工JKM-4.5×4 (Ⅲ) E型多绳摩擦式提升机, 提升方式为双箕斗提升, 提升高度687.59m, 最大提升速度10.6m/s, 加速度±0.7m/s²。衬垫摩擦系数 (德国进口) ≥0.25, 4根提升钢丝绳, 间距300mm, 钢丝绳最大静张力900k N, 最大静张力差250k N。

提升机液压制动系统包括盘形制动器、恒减速液压站及电控系统, 可实现下列功能:

工作制动:为盘形制动器提供可以调节的油压, 使提升机获得不同的制动力矩, 保证矿井提升机正常地运转、调速、停车。

实现三类制动:井中恒减速安全制动, 井中二级安全制动, 井口一级安全制动。

电控部分介绍:

选用ABB提升机控制系统 (AC800M系列PLC) , 主要由主控系统, 驱动系统, 监控系统, 信号系统构成。

主控系统执行提升机运行的逻辑、算术计算、通讯和测量保护功能。

驱动系统主要实现速度、电流闭环控制功能及与传动有关的监测保护功能。

监控系统对提升机系统的重要运行参数, 如速度、位置等, 进行计算和监测, 作为主控和驱动保护功能的后备保护。

信号系统主要包括井筒中的信号开关和安装在-535与井口的装、卸载控制箱。

传动部分:

传动部分采用ABB公司生产的ACS6000中压变频装置。

通过控制输出频率控制提升机转速。

底卸式箕斗

提升物料为铁矿石和废石;

箕斗有效载重为24.5t;

箕斗几何容积为17 m³, 有效容积15m³;

箕斗截面尺2330×1240mm, 高度13.2m;

箕斗装卸载方式为同侧装卸载。

钢丝绳

提升钢丝绳:6V×37S+FC, Φ=44mm, 1770MPa, 4根, 左同向捻2根右同向捻2根。

平衡尾绳:37×5, Φ=50mm, 1770MPa, 3根, 左交互捻2根右交互捻1根。

罐道钢丝绳:42Zn×ZZΦ=42mm, 1770MPa, 共8根。

2 现有系统存在的主要问题

主井试运行阶段, 实际提升循环时间185.13s, 提升能力为233.88万t/a, 达不到设计提升量, 无法完成300万t/a矿石提升任务, 并且主井提升系统各个环节磨合阶段暴露出来不少问题, 因此必须对提升系统进行改进。

2.1 设计提升能力

主井提升系统设计每提升循环时间为119.86s, 日提升任务为提升矿石9091 t/d, 废石1500 t/d, 每年合计提升矿石、废石量361.24万t/a。

式中:P——年提升能力 (万吨)

Q——每钩提升重量 (吨/勾)

T——每勾提升时间 (秒)

K1—提升不均匀系数, 有缓冲仓取1.1

K2—提升设备富裕系数, 取1.1—1.2

2.2 试运行阶段的提升能力

主井试运行阶段, 实际提升循环时间185.13s, 提升能力为

计算提升能力为233.88万t/a<361.24万t/a, 达不到设计提升量, 无法完成300万t/a矿石提升任务。

3 优化改造方案

通过多次组织技术人员和维修人员对主提升系统现场查看和探讨, 以及在生产实践中摸索出来的经验, 不迷信设计, 对初步设计不合理或不适应现场的地方大胆改进, 提出了以下几点改进意见:

(1) 在箕斗底部增加引导装置, 缓冲箕斗进入木罐道时的冲击力;

(2) 在定量斗内底部加焊光滑耐磨钢板, 增加了底部的倾斜度, 减少摩擦系数, 加快转载速度;

(3) 重锤适当加重, 增加拉紧装置的稳定性;

(4) 对程序进行修改, 将加速爬行区由6m改为5m, 达到初步设计值, 减速爬行区由16m改为5m, 爬行速度由0.5m/s调整为0.6m/s, 加速度由±0.7m/s2调整为±0.75m/s2。

通过以上改进措施, 现每一提升循环时间为119.28 (初步设计为119.86S) , 达到设计要求。

4 改造前后比较图 (见图3、图4)

5 结论及建议

会宝岭铁矿是临矿集团第一次涉足铁矿行业, 也是临矿新的经济增长点, 必须尽快的提高产量, 达到设计产量, 才能更好地发挥效益作用。

主提升系统作为矿井的咽喉要道, 80%的铁矿石要通过主井提上来, 对主井系统进行优化改造, 达到设计要求, 不仅仅是节约用电的问题, 更是为以后更好地运行, 服务于铁矿石的生产。

十二五期间, 会宝岭铁矿将谨遵“明德立新包容超越”的核心价值观, 肩负“奉献绿色能源”的使命, 砥砺奋进谋发展, 开拓进取求创新, 争创山东生态矿山企业示范点, 努力打造管理先进、技术领先、生态环保、和谐安康的国内一流现代化矿山企业。

参考文献

[1]丁黎民, 仵自连.矿山固定设备选型使用手册[K].煤炭工业出版社, 2007.

煤矿主井提升箕斗改造 篇7

原先的主要问题:箕斗卸载方式存在设计缺陷, 箕斗出曲轨即活动溜槽及扇形闸门回位时振动大, 曲轨、曲轴和扇形门常出现焊缝开焊、钢板振裂现象, 维修量大;箕斗重载偏心较大, 运行中滚动罐耳与罐道间摩擦剧烈, 罐耳寿命短, 罐道磨损严重;箕斗自重5.98t, 有效容积小, 无法增加单钩提煤量, 提升效率相对较低。改造原则:箕斗与其他部分的安全距离满足《煤矿安全规程》要求, 改造后的箕斗不能缩短提升系统的过卷距离;箕斗设计容积≥9m3, 在保证箕斗强度的前提下尽量减轻箕斗重量;调整箕斗重心, 使箕斗重载偏心距大大降低, 减轻罐道的磨损。

改造方案: (1) 改造卸载方式, 改活动溜槽为固定溜槽, 不但简化卸载方式, 还增大箕斗有效容积, 并相应改造曲轨, 使箕斗出曲轨时过渡平稳, 减轻振动。为不提高卸载到位高度, 固定溜槽底部采用增大煤抛角的方法。 (2) 重新验算箕斗钢骨架强度, 在保证强度的前提下, 降低材料的截面积。箱体的主要受冲击部位采用高强度锰钢板, 其他部位适当降低钢板厚度。

改造后箕斗自重4.53t, 采用渐进的计算方法反复验算, 将箕斗重载偏心距降到20kg·m以下, 改造后, 箕斗卸载时仅有扇形门回位时的冲击。经过重新设计更换曲轨, 基本消除了卸载时的振动。重心偏心距调整后, 各部位磨损大为减轻。

X10.01-07

[兖矿集团设计研究院李剑峰供稿山东邹城市273500]⊙

CIMES2010北京国际机床展

第10届中国国际机床工具展览会, 即CIMES2010北京国际机床展是经国家商务部批准, 全球国际展览联盟UFI推荐, 由中国机床总公司主办, 北京国机展览中心和励华国际展览有限公司承办的国际顶级专业机床展会。该展会将于2010年6月14日至18日在北京新国际展览中心举办。中国国际机床工具展览会CIMES是植根于中国双年度北京的国际性机床大展。20多年来, 在国家大力发展机床工业的推动下, CIMES展览会不断得到发展壮大。自2008年起, 新老国展同时启动, 一跃成为继德国EMO、美国芝加哥之后世界第三大规模国际机床展, 成为展示中国机床企业新产品全貌和世界先进机床技术的平台, 中

现已与全球30多个国家和地区的集团分公司或展览合作机构签订了CIMES展会推广销售代理协议, 这些销售网络除了覆盖美国、德国、意大利、法国, 瑞士、奥地利、日本、韩国、台湾这些机床制造业发达的国家和地区外, 还扩展到了芬兰、瑞典、丹麦、罗马尼亚、土耳其、希腊、白俄罗斯等一些具有各自制造特点的国家。这些销售代理网络的建立将大大提高CIMES2010在全球范围行业内的知名度和影响力, 并且将丰富CIMES2010展会的内涵, 带来多样化高、精、尖的世界同步机床产品。

为配合CIMES2010北京国际机床展, 主办方将举办一系列丰富的配套活动, 其中包括:

主办方与相关媒体合作, 举办高峰论坛。具体有:

1.CIMES2010中国机床高峰会 (CMTS2010) ———研讨中国机床行业发展趋势与热点问题。

2.自主品牌机床推介会———向国内外的业内人士推广和宣传我国自主品牌的机床产品和设备。

3.多项技术交流活动:如企业与用户交流会、各国最新制造技术交流活动等。同时主办方还将与机床、功能部件等领域的专业媒体开展一系列的学术研讨会。

配对采购活动:主办方通过深入的展前调研, 获得海外采购商的意向, 联系各机床、机械设备进出口公司和有出口权的企业到会见面, 洽谈经贸合作。并与军工、航空航天、船舶、铁路、电力、通讯、冶金、船舶等行业的大型采购商沟通洽谈组团参观采购。

本届展会依旧秉承坚持力推发展我国民族机床工业, 提倡扶植自主开发创新的宗旨, 继续特设“大”、“精”、“尖”展馆, 展会展出的国产机床主要以自行开发、技术革新、自主创新产品占主导地位。X10.01-08

[北京国际展览中心供稿北京市朝阳区新源南路1-3号中国平安国际金融中心A座15层100027] (12)

先进实用技术和产品五则

煤矿主井提升坠斗事故控制的研究 篇8

1 煤矿主井提升坠斗事故发生的原因分析

在煤矿生产涉及的提升机械设备中, 最为关键的就是提升绞车, 该设备是否能够安全运行, 直接关系到煤矿的安全生产。为了进一步了解煤矿提升绞车的运行情况, 相关工作人员展开了对该设备的调查, 调查结果显示, 大部分提升绞车的使用情况能够满足煤矿生产对安全的要求, 但也存在一些普遍性的问题, 这些问题主要体现在以下几个方面:

1.1 保险装置不符合《规程》要求《煤矿安全规程》中有明确规定:

“提升装置必须装设下列保险装置, 即防过卷装置、防过速装置、过负荷和欠电压保护装置、限速装置、深度指示器失效保护装置、闸瓦磨损保护装置、松绳保护装置、满仓保护装置以及减速功能保护装置等, 并满足相应的技术要求。”但是就我国目前煤矿企业提升设备的现状来看, 很多煤矿提升设备的保险装置都达不到规程的要求, 比如说, 将深度指示器上的凸轮板和减速开关拆除、断线保护继电器失灵以及深度指示盘不能准确显示提升容器的实际运行位置等, 这些现象都有可能导致设备出现过卷、过放以及断绳坠斗等事故。

1.2 制动装置可靠性较差

在提升绞车的组成部分中, 制动装置起到了不可或缺的作用。通常情况下, 为了将制动装置的作用最大限度的发挥出来, 对于制动装置偏摆的设置, 尽可能越小越好。但目前部分煤矿企业中, 提升绞车制动装置的设置却缺乏良好的可靠性, 致使电机电流波动大, 电耗增加, 同时也加快了对闸瓦的磨损, 不仅会影响到提升绞车的安全、稳定的运行, 而且还会大大降低设备的使用寿命, 大大增加了煤矿企业的运营成本。

1.3 规章制度不严, 操作人员技术水平较低

就目前煤矿主井提升设备的使用和管理而言, 不仅设计了电器、机械等知识, 而且还涉及了液压技术与其他科学知识等, 尤其是我国越来越多的先进设备在煤矿生产中广泛应用, 更是给设备的使用和管理提出了较高的要求。在这些要求下, 企业规章制度以及人员综合技术水平所表现出来的不足之处也越来越明显。大多数工作人员都只是凭借着自身的经验来对提升绞车进行操作, 根本不按相关的设计来控制绞车的运行, 从而加长了绞车的运行时间。甚至还有一些检修人员不重视对绞车的维护和检修, 致使绞车经常处于带病运行的状态, 很容易导致事故的发生。

2 煤矿主井提升坠斗事故控制的研究

煤矿主立井提升坠斗事故的发生, 不仅会给企业的安全生产带来影响, 而且还会大大影响企业的经济效益和社会效益。因此, 利用安全系统工程理论, 建立科学合理的事故模型, 采取相应的安全技术措施, 对煤矿企业的可持续发展具有重要意义。

2.1 FTA的概念

所谓FTA (Fault Tree Analys is) , 翻译成中文就是事故树分析, 这种分析方法主要是通过对事故结果的分析来描绘事故发生的整个过程。对引起事故的出发事件、直接原因和间接原因进行层层分析, 并将每一层事故原因之间存在的关系进行统计, 最终找出引起事故根本原因的一种分析方法。这种分析方法的优点在于, 可以将引发事故的全部原因一一找出来, 不仅能够方便对发生故障概率的计算, 而且也是进行可靠性分析及安全评价的重要依据。目前, 这种分析方法在社会各个领域的发展中都得到了广泛应用。

2.2 主井提升坠斗事故“OOB”模型

利用事故树分析的方法对主井提升坠斗事故进行分析, 相关工作人员发现, 能够导致坠斗事故的中间事件有9个, 基本原因事件有13个, 这些因素无论是独立存在还是相互作用, 都有可能会引起坠斗事件的发生, 因此, 在对事故控制模型进行建立的时候, 主要从以上几个因素出发, 具体模型图如图1所示:

从事故模型图中我们能够看出, 能够引起坠斗事故的原因主要有三个方面, 首先是无定重装置, 单纯的依靠定容、定时或人工控制而引起的定量斗超重;其次是井筒的自动装置系统没有达到相应要求而引起的绞车超载;最后是在箕斗装载量超过绞车载荷的情况下, 由于司机人为失误所导致的超重箕斗下滑引起的违章提升。这些都是造成坠斗事故发生的根本原因, 对于以上三种原因导致的坠斗事故, 我们在这里简称为OOB模型。除此之外, 通过该模型我们还能够看出, 煤矿主井提升坠斗事故的发生, 不仅包含了设备自身的因素, 而且也包含了一定的人为因素。因此, 我们利用该模型对设备因素和认为因素进行了认真的研究分析, 分析结果表明, 无论是哪一种因素所导致的坠斗事故, 都是可以有效避免的。就以以上所提的三种因素为例, 首先, 设置可靠的定量斗称装置, 可以有效避免由于无定重装置造成的坠斗事故;对信号和自动装载系统进行不断完善, 可以避免由于井筒的自动装置系统没有达到相应要求而引起的坠斗事故;加强司机的责任心, 对超载停车进行及时发现和处理, 能够有效避免由于司机人为失误所导致的坠斗事故。

3 结语

综上所述, 随着我国煤矿企业发展脚步的不断加快, 生产安全工作也得到了相关部门的高度重视, 尤其是对煤矿主井提升坠斗事故的控制, 更是成为了安全工作中的重中之重。企业如果想要从根本上实现对该事故的控制, 就必须了解事故产生的原因, 从而根据煤矿生产的实际情况, 建立科学合理的事故控制模型, 以此来提高煤矿生产的安全性和可靠性, 促进企业的可持续发展。

参考文献

[1]郑丰隆.煤矿主井提升坠斗事故控制的研究[D].山东科技大学, 2006.

[2]郑丰隆, 赵海涛, 郑效田.煤矿主井提升系统坠斗事故的FTA分析[J].自然科学, 2008 (05) .

主井皮带电控系统及驱动装置改造 篇9

1 原系统概况

(1) 供电系统采用GG-1A型高压配电柜, 负荷侧引出三支分线分别接三台JR136-4型绕线式异步电动机, 异步电动机连接尼龙柱销联轴器, 联轴器输出端接相配套的减速器, 1#、2#两台减速器同轴拖动1#卸载滚筒, 3#减速器拖动3#驱动滚筒。

(2) 皮带传输由于其耐磨性差、弹性伸长量大、易燃、易断等材料特性以及输送距离远而易出现的跑偏, 同时考虑到工作的可靠性和人生的安全性, 设置必要的保护装置及其重要, 原皮带保护装置已经设有速度保护、皮带打滑保护、堆煤保护、跑偏保护、烟雾温度保护, 但是随着生产的进行, 不断出现新的问题, 所以保护装置有待完善。

(3) GG-1A型高压配电柜维修不方便, 经常耽误生产, 随着技术更新, 需要改造。

(4) JR136-4型绕线式异步电动机采用串联频敏电阻直接启动, 启动电流大, 对电网冲击负荷大, 严重影响电网的平衡, 而且由于电刷会产生火花, 有火灾、爆炸危险。电机使用时间长, 绕组整体绝缘老化, 也有得存在局部线圈有故障, 电机运行温度高。

(5) 减速器轴封结构设计不合理, 采用油沟、毡圈式轴封结构, 组装时使毛毡受压缩产生变形, 而将结合面缝隙密封起来。但由于毛毡的补偿性能极差, 密封在短时间内失效, 所以此时回油孔存在堵塞现象, 很难发挥作用, 在高温作用下, 内部压强过高, 使油从接合缝隙中流出, 产生漏油现象, 因此产生过轴承断裂和齿轮折断、齿轮磨损严重情况。

(6) 主井皮带运输系统是一个低速、负荷大、受力波动性大的一种工作场景, 而原系统采用的是一种抗剪能力差和补偿两轴线偏移能力差的尼龙柱销式联轴器, 工作可靠性差, 属于淘汰产品。

(7) 电机调速系统采用的是变极调速, 同步性差且出力不均匀。

2 系统重新设计方案

2.1 主井皮带运输驱动装置

主井皮带驱动装置通过1#、2#两台鼠笼式异步电动机驱动卸载滚筒, 3#鼠笼异步电动机单独驱动驱动滚筒, 减速器更新为行星减速器, 具有反向自锁功能。制动器采用液力耦合制动器, 设备简单且效率高、减速器输出端由尼龙柱销式联轴器变为蛇形弹簧联轴器, 安装和更新了KPT1系列跑偏开关、ZL-A/B型胶囊式输送带纵向撕裂保护装置、LDM-X型溜槽堵塞器、DH-III型胶带速度检测装置, GAD100矿用本安型张丽传感器、KUJ10/18 (D) 矿用本安型双向急停开关、GQQO。1 (D) 矿用本安型烟雾传感器、GUJ30矿用堆煤传感器、CEJ15/30 (D) 跑偏传感器、GWP100 (D) 温度传感器, 并皮带钢丝绳芯探伤扫描仪, 皮带驱动装置示意图如图1所示:

2.2 电控系统

在配电站设置KYN-28 (VS1) 型高压开关柜, 通过电缆沟输送至选煤厂皮带机尾室, 采用双回路供电, 提高供电的供电等级, 机尾室设置低压开关柜, 接受高压柜供电并提供电机电源, 电机的启停通过PLC以交直交的形式进行主回路控制, PLC通过命令传递给变频器, 变频器直接接电机, 实现远方控制与软启动, 并且通过互感器采集信号至PLC从而进行过载、短路、欠电压、断相等保护。PLC同时接有UPS电源, 实现不间断供电保护, 为了实现上位机控制和监控, PLC的通信端子同调度室的电脑相连, 实现对卸载滚筒、驱动滚筒、溜煤眼、皮带机尾等多处重要位置和设备实时监控。减速器安装有稀油润滑油温度控制, 当温度高于8度时, 加温开启, 当温度高于50度时, 冷却开启, 当高于80度时, 报警并停机;同时安装有轴承温度控制, 温度高于80度时, 报警并停机;又安装了轴承水平、垂直振动传感器。为了确保工作安全, 还设置了皮带沿线拉线开关以及瓦斯浓度保护装置, 实现设备的紧急停运。

3 技术改造前后系统对比

3.1 供电系统

3.1.1 电源装置

高压开关柜由原来的固定性GG-1A更新为KYN-28 (VS1) 型, 实现了断路器的关门操作。不关闭断路器室门, 手车不能操作。断路器在工作位置实现手动紧急分闸, 手动进击分闸装置在开关柜工作状态时将分闸推杆旋转到工作位置, 并停在工作位置, 在需用紧急分闸断路器时, 直接推动按钮实现紧急分闸。改变平板式门结构为立体式门结构, 中间突出具有立体感, 新设计了的五爪式门铰链, 克服了前门掉角的现象, 将原来的螺钉式门锁改为拉把式门锁, 使门的开启更加方便快捷。增加了操作程序标识牌, 提醒员工按正常程序操作。

3.1.2 变频调速装置

由KYN-28 (VS1) 高压开关柜供给3台变频器柜电源, 变频器柜又直接供给3台YB400S2-4型6KV、220k W鼠笼式电动机。同技改前的串联频敏电阻的绕线式电机控制系统相比有如下优点:

(1) 变频器在节能方面要优于绕线式电机转子串电阻调速, 变频器可根据实际工况进行自动调节, 当负荷重时, 输出转矩高, 负荷小时输出转矩小。

(2) 变频器调速可以把其中一台电机设为主机, 其他设为从机, 实现多级联动同步运行。主机根据运行工况, 进行速度、转矩的自动调节, 并把信号传送至主控台的PLC和变频柜, PLC通过数据线又把信息传递给从动机, 从机按照主机发送来的信号进行自我调节, 使三台电机在不同的工况下, 都能进行自我调节且具有相同的运行参数, 从而达到三台变频器的功率平衡。

(3) 采用变频器可以实现小电流大扭矩, 启动时对电网的冲击小。

3.2 PLC控制系统

PLC通过数据通信, 实现上位机24小时对皮带运行过程中变频器调速系统相关数据进行实时采集、监控。同时, 上位机也可对101皮带、皮带保护、制动器、变频器、电机实现远程集中控制。通过PLC可以把皮带保护、驱动数据在线监测可靠性写入到程序, 出现故障时进行诊断、报警, 提高设备运行可靠性。通过远程监控可以减少现场维护数据采集、监控的工作量和提高安全系数。

3.3 皮带综合保护装置

安装和更新了KPT1系列跑偏开关、ZL-A/B型胶囊式输送带纵向撕裂保护装置、LDM-X型溜槽堵塞器、DH-III型胶带速度检测装置, GAD100矿用本安型张丽传感器、KUJ10/18 (D) 矿用本安型双向急停开关、GQQO。1 (D) 矿用本安型烟雾传感器、GUJ30矿用堆煤传感器、CEJ15/30 (D) 跑偏传感器、GWP100 (D) 温度传感器, 并皮带钢丝绳芯探伤扫描仪, 并把保护装置的信号接至PLC控制系统, 实现保护装置的自动控制和报警系统, 并且可以实时进行在线监测。

3.4 驱动装置更新

(1) 由原来的JR136-4型绕线式异步电动机换为YB400S2-4鼠笼型异步电动机, 有利于节能和功率、速度的同步控制。

(2) 由原来的ZL115-31.5型减速器更换为S3SH12A型减速器, S3SH12A型减速器工作可靠性好, 使用寿命长, 结构紧凑。由上下分箱式改为端盖接合式, 抗冲击能力显著提高, 内部轴承、齿轮损坏率降低, 由于接合面积减少, 也降低了油液的渗漏。

(3) 减速器的输入输出轴由原来的尼龙销联轴器改为蛇形联轴器, 抗剪能力得到大幅提高, 同时同轴度补偿增大, 由于剪力靠嵌入的蛇形片变形来实现, 所以运行平稳。改造后, 稳定性提高, 维修量减少。

3.5 驱动装置运行数据在线监测

安装有电机温度传感器、轴承水平、垂直振动传感器;减速器箱内装有油位、油温传感器, 轴承水平、垂直传感器, 轴承温度传感器, 对驱动装置的关键部位安装有运行速度、驱动力等参数监测装置, 实现数据的远程监测和自动控制, 实现设备故障的预防和紧急停机。

3.6 供电系统线缆

为符合《煤矿安全规程》, 把主电缆和控制、监测电缆全部更换为有煤安标志的电缆, 确保供电安全。

3.7 在线监测监控装置

为了方便管理, 在配电室、三套驱动滚筒、减速器、电机及溜煤口处安装了防暴摄像头, 将采集的信号传至控制室的显示器上。

4 总结

本课题根据西曲矿主井皮带技术设备落后的实际情况, 依据现代化矿井主井皮带建设的技术要求, 合理的对西曲矿的主井皮带进行了改造, 并圆满完成了改造过程中的一系列技术难题, 为矿井的不间断生产打下了坚实的基础。

摘要：根据西曲矿主井皮带设备严重落后的事实, 对整个主井皮带的运输系统进行升级改造, 基于对PLC、变频器以及传感器的设计、使用, 使整套设备的稳定性和可靠性得到优化, 从而减少设备的维护量, 提高设备的运转率, 降低生产隐患, 有利于矿井的不间断生产。

关键词：主井皮带,PLC,变频器,传感器

参考文献

[1]胡向东, 等.智能检测技术与系统[M].北京:高等教育出版社, 2008.

[2]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S].北京:煤炭工业出版社, 2009.