煤矿矿井提升系统

煤矿矿井提升系统（共11篇）

煤矿矿井提升系统 篇1

一、广元市煤炭资源开采现状及相关特点探究

1、广元市矿产资源现状分析

广元市当前发现大量天然气资源、煤炭资源、天然沥青资源和油页岩资源以及大量地下金属资源等, 除上述资源外, 还包括耐火黏土资源、陶瓷黏土资源和长石资源以及石墨资源等, 在此基础上广元市建造了大型矿床6处, 中型矿床24处, 小型矿床390处。

2、广元市煤炭矿产资源勘查实际现状

从广元市矿产资源产地情况上我们可以了解到, 已查明矿产地和已查明储量煤炭资源矿产地500多处, 上述煤炭资源矿产地数量已占广元市总矿区25.11%, 已经达到符合煤炭矿产资源勘探程度矿区占广元市总矿区的5.29%。从规模来看, 以小型和小矿开采为主, 中大型矿山极少;从矿种来看, 以煤和非金属矿产开发为主, 金属矿山极少;从地域上来看, 中部铁路北侧开发程度较高, 北部山区开发程度中等, 南部丘陵区相对较低。就煤矿矿井提升系统而言, 要想对其进行科学合理的综合利用, 就要适时采用PLC控制技术进行辅助提升操作。

二、PLC控制技术煤矿矿井提升机综合保护系统中相关控制硬件构成探究

1、煤矿矿井综合保护系统应针对相对变频调试系统进行具体应用流程操作

煤矿矿井变频器一般具有超负荷特性和欠电压保护特性等, 所以在系统程序设计中应排除电动机符合状况和欠电压保护状况等。煤矿矿井综合控制系统中主要应用装置是PLC信号处理设备, 其中PLC控制技术中相应变频信号驱动电动及是由PLC变频器所提供的。具体工作流程是, PLC会对煤矿矿井控制系统中各种类型的系统输入信号和相关反馈信号进行分析, 之后在此基础上向系统变频器发送制订速度信号、具体正转信号和反转启动信号以及相应停车命令信号等。

2、PLC控制技术煤矿矿井提升机综合保护系统中型号和功能选择

广义来讲, 较为普通的PLC控制系统是采用当前最为流行的FX2N-64MR器件作为PLC控制系统中的主要控制器件。另外需要提到的一点就是, 还需配备FX2N-4AD系统模数转换和相关FX2N-4DA数模转换模块等, 通过运用上述两种技术手段可以对模拟量进行积极有效处理。FX2N-64MR控制器件的重要性不言而喻, 图为PLC控制系统硬件构成示意:

PLC系统主要采用MICROMASTER440式型号系统变频器, 并以此为前提进行变频信号驱动电机提供工作。应该了解到, 变频器是由系统处理器加以控制调节的, 其中会应用绝缘栅双击型晶体管IGBT式器件, 此类元件是当前技术较为领先的一种系统控制器件, 与此同时绝缘栅双击型晶体管IGBT式器件具有较高的运行可靠性以及对应系统控制功能多样性和完善系统保护功能特性等。

三、PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护程序结构分析

一般而言, 煤矿矿井提升系统程序主要包括变频器故障程序、急停程序、闸瓦程序和制动油过压信号产生程序以及相应制动有过压信号消除程序等, 同时失效程序和下方终端2m/s限速程序等都是当前煤矿矿井提升系统综合程序中的主要内容。

四、PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护调绳程序和相应过卷切换程序分析

1、PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护调绳程序操作

煤矿矿井提升系统调绳转换开关部件是X035外接, X035外接设备主要被应用在PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护调绳程序切换操作方面上, 在车辆正常行驶的过程中, 相关调绳转换开关会被打到对应流程中间位置之上, 此时X350处于闭合状态, 之后其会在此基础上将调绳闭锁回路短接。在进行具体调绳操作的过程中, 通常情况下跳绳转换开关左旋度数一般为四十五度。而另外一种情况就是, 当X035常闭触点断开时, 煤矿矿井提升系统会将调绳闭锁回路向较为安全的回路上实施接入操作, 只有这样才能在一定程度上保证PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护调绳程序操作流程是足够安全的。当在进行调绳操作过程中需要进行离合器打开时, 正确的做法是要求司机进行报警开关解除工作, 并在此基础上使得X020常开触点顺利完成闭合, 还应将PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护调绳安全连锁开关对应常开触点与PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护调绳离合器开关与X032常开触点和X033常开触点实施串接操作以使其能够被安全串接在对应安全回路之中。

2、PLC控制技术煤矿矿井提升系统综合保护过卷操作要点分析

需要了解到, PLC控制技术煤矿矿井提升容器在对应煤矿矿井井筒行程值小于负两米时, PLC控制技术煤矿矿井提升系统程序会向过卷助继电器M20线圈处进行取电, 而PLC控制技术煤矿矿井提升系统程序常闭触点动作会被断开。但是当PLC控制技术煤矿矿井提升容器在煤矿矿井井筒行程值大于四百零二米时, PLC控制技术煤矿矿井提升系统程序反向过卷辅助继电器M21线圈处进行取电工作, 此时PLC控制技术煤矿矿井提升系统程序常闭触点动作进程也会被终止。

结束语

PLC控制技术煤矿矿井提升系统程序是影响煤炭开采质量和效率的关键性因素, 在煤炭资源开发工作中起着举足轻重的作用, 煤炭矿井提升机能够在保证煤炭施工开采智能的同时, 也能够在一定程度上保护施工人员的生命财产安全。

摘要：矿井提升系统是煤炭开发过程中的重要组成部分, 而当前PLC控制技术已经得到广泛应用, 我们应该正视PLC技术优越性, 将其合理运用到煤炭矿井提升系统当中去。

关键词：PLC控制技术,煤矿矿井提升系统,综合利用

参考文献

[1]徐成毅, 等.基于PLC的矿井提升机控制系统设计[J].可编程控制器与工厂自动化, 2008 (10) .

[2]金晓萍, 等.基于PLC的矿井提升机交流变频调速系统[J].工矿自动化, 2008 (04) .

[3]李洪涛, 等.基于PLC控制的矿井提升机调速系统研究与设计[J].科技情报开发与经济, 2007 (22) .

[4]李利青, 李爱旺.PLC在矿井提升机控制系统中的应用[J].煤, 2007 (03) .

煤矿矿井提升系统 篇2

一、提升系统

1.主井：井深298米、井筒直径4.5米、提升机类型、提升机型号2JK2.5-1.2/30E、电机功率320KW、电压等级380V、钢丝绳型号18х7+FC、直径31mm、罐道绳型号18х7+FC、直径31mm、最大静张力83KN、最大静张力差65KN、箕斗型号QJL9A/

6、双码提升、电控系统型号TKDG-BPLC-3551/X、厂家天津鑫浩天培电气控制有限公司、控制类型低压控制。

2.副井：井深320米、井筒直径3.4米、提升机类型、提升机型号JK2.5-2/20E、电机功率450KW、电压等级660V、钢丝绳型号18х7+FC直径26mm、罐道绳型号18х7+FC直径28mm、最大静张力69KN、最大静张力差69KN、罐笼型号GLS1/6/1/

1、单码提升、防坠器型号DMFL-22型、电控系统型号JKD/BP-NT、厂家：洛阳原创电气有限公司控制类型低压控制。

二、供电系统

1、地面供电系统

矿井供电采用双回路电源。一回路来自王屋35KV变电站10KV架空线路，导线为LGJ-185/30型钢芯铝绞线，杆型为钢筋混凝土电杆，供电距离8.7km，另一回路来自翔云110KV变电站10KV架空线路，导线为LGJ-185/30型钢芯铝绞线，杆型为钢筋混凝土电杆，供电距离9.9km。10kV控制装置XGN-10型18台，低压控制选用GGD2型低压开关柜型14台，室内单排布置，单母线分段接线。地面2台S11-M-800/10 10/0.4kV型变压器。

2、井下供电系统

井下采用高压下井，双回路10kV电缆沿主井敷设至井下中央配电所。10kV线路MYJV42-10kV-3×50mm2型，供电距离400m。中央变电所高爆开关8台、型号PBG-630，低压开关6台、型号KBZ型，变压器3台、其中KBSG-315/10/0.69kV型号2台，KBSG-315/10/0.69kV型号1台，三、主通风系统

矿井通风方法：抽出式、通风方式：中央并列式、主井进风，副井回风。主通风机型号FBCDZNO17/B、电压等级380V、电动机功率75KWх

2、风量1800-3720 m³/min、额定静压750-2500 Pa。

四、排水系统

矿井正常涌水量50 m³/h、最大涌水量120 m³/h、水仓容积1200 m³（其中内仓555m³、外仓645m³）。水泵数量3台、型号MD85-45х

8、电压等级660V、电动机功率132KW、额定排水能力85 m³/h，排水管路趟数2趟、型号159mm、长度350m，水泵联运实测排水能力1号水泵：55 m³/h,2号水泵：3号水泵：53 m³/h,83 m³/h，全部：191 m³/h。

五、压风系统 压风机数量三台：

1号压风机型号WBS/132A、电动机功率132KW、电压等级380V，2号压风机型号L22/

7、电动机功率132KW、电压等级380V 3号压风机型号LG22/

矿井提升机监控系统设计 篇3

随着我国的信息技术的不断发展，在煤矿开采中也向煤矿信息化的趋势发展，煤矿信息是实现煤矿管理现代化和安全保障的重要手段，是将自动化控制技术运动到煤矿生产环节中，对生产中的各个环节进行实时监控，实现煤矿生产中的信息和资源共享。

在煤矿生产中，矿井提升机主要是提升原煤、工具、人员和物流的实施机构，在煤矿生产中起着非常重要的作用，对矿井提升机进行实时监控也是煤矿信息化的一个重要举措。本文是利用PLC控制对提升机的工作状态、参数显示和报警处理进行监控，将提升机的运行数据上传至数据库中，实现矿井提升机的实时监控，提高煤矿安全生产的效率。

1、矿井提升机监控系统的结构设计

在矿井提升机监控系统的结构设计图如下图所示，主要有信息层、控制层和对象层等3个方面，在信息层主要是提升机的上位机部分，包括人机显示、数据传输和报警系统等几部分组成，控制部分主要是采用可编程控制器，对象层主要是提升机的控制对象，包括电机、减速箱等执行机构部分和各种传感器等。

为了确保系统的安全可靠性，上位机部分采用研华公司的工控机，参数为P4双核2.8G的CPU，硬盘容量为120G，并有CRT显示器，可实时显示系统的运行信息和各项参数指标。控制器选用西门子公司的S7-300PLC，主要完成数据采集与传输等功能，在传输数据时需采用CRC校验。对象层主要是一些传感器和执行机构等等，传感器在整个监控系统中发挥着重要的作用，为了满足需求，选用SICK公司生产的位移传感器和速度传感器，其数据传输稳定性高、抗干扰能力强，调节范围宽等参数能够满足矿井提升机构的位移检测要求。

由于西门子的PLC可采用模块化设计，在提升机的监控系统中，主要的控制任务是选择合适的操作方式、处理控制命令、处理停车方式等指令，下图的系统控制流程图是以选择操作方式为目的，对PCL的控制指令进行阐述。

由于系统具有手动操作、远程操作和检修操作三种指令，其中手动操作是基于接触器的控制方式，需要工作人员在现场操作，这种方式一般不需要PLC来辅助，远程操作是指用上位机对系统进行远程控制。检修操作将设备进行封锁操作，保证检修安全。

2、矿井提升机监控系统的主要功能

2.1 监控系统保护功能

（1）主要是控制操作提升机，包括提升机的启停、滚筒的反转、提升轨道的信号锁定、提升机的位移和速度控制等功能；

（2）电气系统的运行状态监测、提升机的报警信号显示；

（3）控制提升机的启停状态位置；

（4）控制提升机的减速状态，一般当提升机要到达需要位置前，为了能够稳定停车，需要在达到位置前进行减速，若绞车司机忘记减速控制时，监控系统会及时根据提升机的运行速度和位置准确计算出减速流程，并控制电机进行减速操作，避免由于操作不当引起超车等事故。系统会实时监控提升机的提升速度是否系统允许的提升速度范围内，若发现超速情况会立即报警，系统会自动做出减速处理；

（5）过卷保护，由于电气、机械故障或者人为故障等因素造成提升机超过停车位置后，过卷保护传感器会自动报警处理，过卷保护传感器的信号会实时传输至PLC，进行紧急制动处理，以免造成安全责任事故；

（6）提升位置与线缆位置的同步校验，若出现提升位置与线缆位置不同步时，会造成驱动轮打滑，线缆松动等现象；

（7）监控并记录提升机的日提升次数。

2.2 监控系统的实时监视功能

（1）实时记录提升机的运行状态信息，系统会自动记录提升机的位置实时参数，如今系统可对提升机进行模型状态显示，将提升机的三维模型实时显示在计算机上；

（2）显示提升机的主要性能参数，主要包括启停信号、电路保护信号、电机运行状态信号、提升机运行方向信号、电流控制信号等；

（3）运行状态记录，主要是实时保存提升机的运行状态信号，并在设定的时间内上传至服务器中，运行状态信号主要包括电机电流信号、提升机位置与速度信号和各种故障信号等等；

（4） 系统电路图显示，对整个监控回路以电路图的形式显示在监视器上，绿色表示安全运行，红色表示系统报警提示。对整个电气系统进行分页显示，当系统出现故障时，分页显示功能会提示检修人员系统的故障报警点，缩短系统诊断时间。

2.3 监控系统的管理功能

监控系统的管理主要是系统设置和用户管理权限的设置，系统设置主要是对系统的各个参数进行调节、对一些常见的系统控制模块进行指令化调用以满足系统的要求；用户管理权限的设置主要是针对公司内部的人员进行不同等级的使用操作权限。一般用户在打开监控系统的系统设置之前，需要进行用户确认才能获得相关的等级权限。

3、矿井提升机监控系统的软件设计

矿井提升机监控系统的软件部分主要包括时PLC和上位机两部分，PLC部分主要实现提升机的启停控制、调速的实时数据进行采集处理，上位机主要是实时监视提升机运行工况，对实时数据进行保存、分析处理。

西门子的S7-300的PLC编程一般可通过梯形图来完成编译，系统故障处理模块的程序是控制部分的重点。PLC的主程序控制思路是系统初始化、自检模块、然后到系统故障诊断与反馈。对于系统故障诊断部分主要是对系统过载、电机保护和过卷保护等故障信号进行实时监控，若系统接收到故障信号，控制器会根据故障等级实施不同的触发信号。

上位机软件主要是通过MCGS组态里来开发，主要是实现运行状态的显示操作和分页显示，完成对各种故障信号的处理与提示，对提升机的运行状态信息、各种故障信息进行存储。MCGS组态软件具有模块化操作设计规则，运用其形象化的绘图工具指令可以快速的绘制出提升机的模拟画面，通过一般的VB脚本便可实现控制流程的编写，满足系统的使用功能。

4、结束语

煤矿矿井提升系统 篇4

近年来, 煤炭作为中国工业生产中不可或缺的能源之一, 其勘探与开采事业也得到了长足的发展, 开采技术也有了大幅度的提升。矿井提升设备即是其中一种, 其作为煤矿井下生产系统与地面互相联系的重要中转环节, 作用在于顺着井筒的方向将矿石运输上来, 将人员下降至井底或提升至地面, 运输材料、开采工具、机械设备等, 提升矿石等, 在煤矿生产过程中有着极为重要的作用。现代科学技术的发展, 计算机的普及及以计算机为基础发展起来的技术也得到了广泛应用。其中PLC (Programmable Logic Controller, 可编程逻辑控制器技术) 在煤矿中的应用即集中体现在煤矿提升机的改造方面。其能够有效提升煤矿提升机的安全性, 保障其生产效率。

1 提升机控制系统的主要构成部分

提升系统作为煤矿生产系统中极为重要的一个环节, 经常需要持续保持在正常工作状态, 才能保障矿井能够持续地进行各项生产活动, 因此提升机的控制系统需要具有良好的安全性及可靠性。不仅要保证电气控制设备性能稳定, 工作状态良好, 并在容易出现故障的关键环节或部位设置了数量不等的保护装置。系统还具有检测该类保护器件的检测信号。基于上述性能, 提升机控制系统不仅能够达到提升机不同运行状态的要求, 且达到良好的稳定性、效率性、准确性等[1]。而其构成部分也会因其应用的方向不同而有所区别, 如ZJJB型变频调速提升机电控的主要构成部分有绞车控制箱、智能变频调速装置、操作台等, 具体情况如下。

1.1 绞车控制箱

该系统中的绞车控制箱一般属于本质安全型绞车控制箱, 其主要构成部分包括两套控制板件、PLC装置、继电器、开关电源等, 其各个构件的特点、作用及功能均有所不同。其中继电器、控制板件、开关电源共同组成了系统的控制电路及保护电路, 达到控制信号、发出故障信号, 并将故障进行隔离或转换, 并联合软件安全构成了硬件安全。二者相互冗余与闭锁, 共同完成工作闸等各项工作及安全闸的控制, 从而又形成了应急操作回路及二级制动控制系统。另外两套PLC中的一套属于主控PLC, 实现控制提升机的功能, 而另一套则属于数字监控器, 实现数字监控的功能[2]。

1.2 智能变频调速装置

智能变频调速装置主电路的构成部分包括进线电抗器、充电接触器、充电电阻、平波电容组和6组s KIIP模块等。而该6组s KIIP模块, 每三个可以构成一组三相桥式变流电路。智能变频调速装置中的两组三相桥式变流电路中, 一组属于变频器输出逆变器, 另外一组则是具有向电网进行发电反馈功能的逆变桥, 二者分工明确, 功能较为全面。

1.3 操作台

该系统内的操作台即为本质安全型操作台, 其主要构成部分为两套操作显示系统, 二者功能有较大的差异。其中一套是作为电子操作系统, 该系统的设备较为丰富, 如显示仪表、转换开关、操作手柄、指示灯、按钮、语音报朴、数字式深度指示等, 能够全面监控绞车的工作状态、检测其故障, 并控制其运行过程;另一套是液晶触摸操作显示系统, 能够快速查询故障, 并分析产生故障的原因[3]。

2 监控装置系统

提升机的参数及物理量需要保持在正常范围内, 才能够保障系统的可靠性, 因此需要对上述因素进行严格监控, 并严密监视控制单元的运转状态, 主要设备包括以下两种。

2.1 KTMN全数字监控器

传统技术中, 提升机的监控器一般属于机械式监控器, 存在一些固有的缺陷, 而现代技术的发展, 出现了新型的KTMN全数字监控器。它是以先进的电子技术为基础, 配合各类电子元件, 结合提升机运行的控制技术而研发出来的全数字监控设备。该系统主要包括PLC、UPS电源、数字式深度指示器等, 各个部件的功能及特点均十分显著。全数字监控器采用模块化结构, 能够灵活调整各项参数, 使用范围极为广泛, 包括单绳提升机系统、多绳提升机系统、单水平提升机系统、多水平提升机系统等。全数字监控器的控制核心部件是性能优越的PLC, 能够按照实际的生产要求灵活设定行程开关的动作位置。在各项要素设置好之后即可形成速度给定曲线。与系统配合使用的数字式深度指示器不仅可以模拟指针指示, 也能够实现数码指针的指示功能。UPS电源的主要功能是稳定电压及过滤谐波干扰、提供后备电源, 既使在外部断电的状态下, 监控器也能够准确检测提升机的位置及各项主要参数[4]。

2.2 提升机的上位监控系统

上位监控系统主要由作为主机的IPC工业计算机、分辨率较高的彩色显示器、打印机等构成, 其功能为显示、输出及打印图表、文件等, 并进行实时报警。管理系统能够和PLC电控系统搭配使用, PLC的监控数据利用通信端口上传到上位机对设备进行监控。该上位监控系统包含了提升信号显示系统、综合后备保护等, 能够自我检测故障, 准确显示出提升机的深度、速度、压力等各项要素, 并将提升机在运行时产生的各类数据和事故进行详细记录。

3 结语

随着现代技术不断进步、计算机普及及信息技术的更新, 使得许多行业的机械设备由传统的人工控制逐步转化为自动控制, 不仅节省人力物力, 还大幅度提升了矿井的生产效率。以计算机技术为基础的PLC技术是现代工业中应用十分广泛的技术之一, 在煤矿提升机控制系统中的应用能够有效提高提升机的安全性、稳定性, 使之能够更好地发挥设备的性能, 保障良好的生产效率, 为煤矿企业创造良好的经济效益及社会效益。

参考文献

[1]索楠, 马春燕, 李永刚.基于PLC的矿井提升机控制系统的设计[J].机械工程与自动化, 2012 (02) :139-140.

[2]赵勇, 龚勋.煤矿矿井提升机中PLC的应用浅析[J].装备制造, 2010 (01) :222.

[3]梁波, 尹少荣, 田亚立.浅谈高职教学中PLC技术在矿井提升机电控系统的应用[J].中国科教创新导刊, 2013 (08) :189.

JK系列矿井提升机液压制动系统 篇5

关键词：液压制动 提升机 液压站

1 概述

在矿井运输中，矿井提升机属于关键设备，借助矿井提升机进一步在井下与地面之间建立联系。随着科学技术的发展，开采深度不断增加，进而推动矿井提升设备的发展，同时也在一定程度上增加了矿井提升系统的工作负荷，在这种情况下，在安全、高效和可靠性等方面对矿井提升设备提出新的要求。对于矿井提升机来说，制动系统作为其安全保护的最后环节，直接影响整个提升系统的安全运行。

2 液压站的作用

①为盘式制动器提供压力油，这种压力油流量稳定，并且可以线性调节压力，为提升机提供不同的制动力矩。

②在事故状态下，可以使制动器的油压全部迅速归零，进而实现完全制动。

3 TJ033液压站的应用及注意事项

3.1 技术参数

①额定工作油压：6.3Mpa；②油泵最大流量：9L/min；③油箱容积：500L；④正常工作油温：15℃-60℃；⑤液压油牌号：夏季、冬季的抗磨液压油分别为N46和N32；⑥油泵驱动电机：Y90L-4-B5 1.5KW 1400rpm 380V；⑦液压站油液清洁度：NAS1638-10级。

3.2 液压站的工作原理

①提升系统正常工作时，向电磁换向阀G3、G4、G5通电，通过电磁换向阀G3、G4，压力油分别进入相应的制动器油缸，进而在一定程度上确保提升机的正常运转。经过减压阀17、单向阀9.3，压力油进入皮囊储能器21。②当提升机实现安全制动时，电机断电，此时油泵停止供油，同时比例溢流阀电磁铁KT，以及电磁换向阀G3、G4分别断电。在这种情况下，TJ033液压站A管一级制动管压力油迅速回油箱，此时油压归零。经电磁换向阀G4，TJ033液压站B管二级制动管压力油一部分压力油进入储能器21，另一部分由直动溢流阀14溢流回油箱，进而在一定程度上使得TJ033液压站B管二级制动管内的压力油的油压值保持一级制动油压值P1级。经过电器延时处理后，G5断电、G6得电，使TJ033液压站B管二级制动管内的油压迅速归零，进一步达到全制动状态。③通过溢流阀14调定上述一级制动油压值P1。在正常工作时，经过减压阀17、单向阀9，工作油压进入储能器21，此时压力值为P1，调定溢流阀14的压力为P1级，比P1相比，该值高出0.2-0.3MPa。

3.3 液压站的注意事项

①受正常磨损的影响，油泵、电磁换向阀等元件通常会产生相应的金属颗粒。②由于密封件受到磨损，进而产生橡胶质颗粒，以及油漆、涂料等。③在维修设备的过程中，由于元件清洗不恰当，进一步造成污染。④在系统混入空气中的尘埃、颗粒等，同样造成污染。

3.4 故障处理

①在装拆、更换元件的过程中，需要事先清洗干净，避免带入污物。②定期清洗油泵吸油口网式过滤器，通常情况下半年清洗一次，对于高压过滤器来说，要对滤芯进行经常检查，防止其被脏物堵死，通常情况下，滤芯要半年更换一次，进而在一定程度上保证过滤的效果。③定期过滤、更换液压站用油，通常情况下半年过滤或更换一次，在这里所谓的新油并不是真正的干净油，这是因为抽油器上往往附带一些脏物，进而影响新油的干净程度，所以一定要对加入油箱的油进行过滤处理。④对于电磁换向阀换向的灵活性，每个作业班都要进行检查，借助螺丝刀推动换向阀的推杆，确保动作的灵活性，如果存在卡死现象，在这种情况下，需要马上清洗电磁阀，进行装配时，不要搞错阀芯的方向，对各阀安装的螺钉松动情况进行定期的检查。⑤本液压站设有双泵，双电机，双比例调压阀，其中一套运行，一套备用。对于油泵，电机，比例调压阀来说，一般连续使用三个月后，在日常维护、检修的过程中，需要更换另一套，以免备用的那一套长期不用，内部的油固化而影响液压站的正常工作。（因比例溢流阀长时间使用残压高，造成严重事故的案例：2012年3月21日8点班，13：59正常下第三钩料车（其中黄土车3辆，锚杆车1辆，皮带托辊车1辆，总计重量约17吨）时，下放至33m处，上井口发出停车信号，变频器退出运行，绞车电动机失电，制动闸工作，车辆却未停，司机随后采取拉回手闸制动方式，车辆仍未停，然后又采取脚踏紧急制动，仍无法制动，反而逐渐加速向井筒下滑，最大速度达4.5-5m/s，最大速度持续时间10s，在此阶段制动力逐渐加大并开始作用，最终车辆在距井底停车点5.4m处停车，整个过程大约190s，造成付绞400KW电动机转子绕组损坏。事后对液压系统等进行检查时发现液压站在未松闸状态下残压高，测定值在0.57-1.03MPa之间（测定6次以上）。

3.5 原因分析

根据事故发生时PLC记录数据：下放至33m处时，上井口发出停车信号，变频器退出运行，绞车失电，制动闸工作，但是车辆未停，司机随后采取手闸制动，车辆仍未停，最后采用脚踏紧急制动，仍无法实现制动，反而逐渐加速向井筒下滑，下滑的主要原因是二级制动电磁阀有阻尼现象，力矩只加了一半，在下滑过程中，二级制动电磁阀逐渐消除阻尼残压，开始投入制动力矩，最终在距井底5.4m处车辆停止运行。

3.6 防范措施

①加强对液压系统的巡回检查、检修，保证设备运行安全可靠，要求每月组织上机电、机电区相关人员进行一次全面检查，并作相应记录。②加强运输车辆的管理，严禁超载、超重。③在原液压系统管路上加装一套紧急回油装置，确保在绞车液压系统故障后能有效制动。④更换安装一套液压站系统，彻底解决绞车液压系统安全隐患。

3.7 整改结果

①已经制定措施，加强检查、检修，每天由专职人员检查一次。②对挂钩工进行了培训，对超过、超重、超宽的车辆严禁入井。③已经在原液压系统管路上加装了一套紧急回油装置。④对新安装的回油装置的使用时间和方法已做现场培训，并据此修改了新的司机操作规程。⑤液压站在正常工作过程中，为了确保事故状态时，能安全制动，要求每隔半个月人为进行二级制动试验用秒表计算电磁阀延时换向时间，需立即排除还要求在值班记录本上记录试验结果。⑥建立工作日记，详细记录事故现象、故障原因、排除办法等，以便对提升机进行快速检修，提高维修人员的检修水平。⑦在使用该液压站的过程中，需要对液压油的变化情况给予高度关注，如果发现油脏，需要用滤油车立即进行过滤，确保使用的正常性，如果油变质，需要立即更换。⑧调整完毕液压站后，对于各有关手把不得随意拧动，进一步确保提升机正常运行。⑨提升机运行超过15分钟，需要停止运行，进而在一定程度上确保停车的安全性。⑩本液压站的各元件状态良好，对于不懂液压元件知识的人，要严禁任意乱拆，防止造成出现事故。■司机在平时操作的过程中，泵电机停油前，一定要使比例调压阀电磁铁KT电流为零。■电接点压力表有超压保护，应把上限指针放到工作油压高0.5MPa左右位置上当系统超压时由电气保护。■电接点压力式温度计有超温保护，应把上限指针放到65℃位置上，当油温超过时，由电气保护。

4 结语

在煤矿提升设备中，制动装置作为矿井提升机的重要的组成部分，为了确保提升机上正常运行，需要通过各保护装置对其进行保护。可以说，整个矿井生产效益的好坏受矿井提升机的制动装置的影响和制约，甚至关系到煤矿的持续发展。通过对TJ033液压站具有的良好使用性能进行分析，维护保养为高效运行的可靠性提供了方便。我们如果能够深刻的认识到TJ033液压站的工作原理以及可靠性框架图，了解制动系统的故障分析，这些对于深刻理解矿井提升机的制动系统的可靠性具有特别重要的意义。

参考文献：

[1]孙宝成，姜林，孙楠.液压站的调试及常见故障处理[J].煤炭技术，2012（04）.

[2]汝岑.关于矿井提升机盘式制动器的工作可靠性分析研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（06）.

[3]张善利.制动系统紧急回油保护在提升绞车的应用[J].黑龙江科技信息，2008（05）.

哈拉沟煤矿矿井给排水系统设计 篇6

煤矿的给排水系统设计主要分为两部分。对煤矿矿井的给水系统进行科学化设计的主要目的是使矿井在生产过程中的用水量、水压力以及水质符合生产要求。煤矿矿井给水设计的基本任务主要包括矿井作业所需的生产生活及消防用水;采矿设备冷却用循环用水; 煤矿排水设计的基本任务是将各类生产生活废水、生活污水及雨水在确保符合环保要求的前提下有组织的排入地面水体。煤矿矿井给排水系统作为一种特殊的给排水系统,与城市给排水系统相比,二者有相同之处,也有其特有特点。矿井作业需要大量消耗地下水资源,会破坏当地的水资源环境,甚至引起塌方等事故,给生产安全带来隐患。所以对于煤矿矿井的给排水系统要进行系统化设计,达到合理利用水资源,保护水环境的目的。

1给水工程设计

1.1矿井给水系统简介

哈拉沟煤矿位于陕西省神木县大柳塔镇境内, 主井工业场地位于大柳塔镇以北7km处, 井田面积72.4平方公里,核定生产能力14.2Mt/a。矿井给水工程的设计包括矿井矿区内的生产用水,矿工的日常生活用水,生产作业消防用水等等。

1.2用水量

现我矿为90kw泵房补水约为70m3/h,生活用水约为35m3/h,井下生产用水约为30m3/h,煤粉锅炉用水约为25m3/h,洗煤厂生活及生产用水约为25m3/h,主井工业广场新建的污水处理厂需要使用自来水。

1.3供水系统

矿井目前自来水使用的是引自哈拉沟净水厂的自来水,至矿井的供水主管路为DN150,按近期自来水厂水表监测,至我矿的每小时最大供水量为110m3/h。至我矿后由30kw泵房的两台30kw泵为主井90kw泵房的水池(1200m3)补水,补水后由90kw泵房的90kw泵为井下生产用水及煤粉锅炉供水,由90kw泵房的11kw泵为洗煤厂的生活及生产供水。

1.3井下供水情况

井下综采面使用自来水与井下复用水,三个综采面分别使用自来水约为10m3/h,使用井下复用水为55m3/h,连采队使用的水均为井下复用水,用水为15m3/h左右,矿井下复用水使用方式为通过11-14采空区过滤,然后再由中央辅运大巷4、5联巷复用水加压泵房将水打至06水泵房通过曝气后再由06水泵房为各工作面供水。

1.3井下供水设施设计

(1)供水水源的选择:矿井设计中将地面生产生活供水水源作为井下供水水源。将地表生活用水用管道引至井下,供水方式采用集中供水,对于矿井中用立井及斜井的部分,由于其井下水压力较大,一般不用采取加压的方式供水,这种方法由于井筒内管道较长,在使用过程中安全性上不稳定,但是对于哈拉沟矿井而言,这种供水方式使用方便,有利于供水效率的提高。

(2)为了克服由于井筒内管道长在使用过程中安全性上不稳定的缺点,需要注意井下给水管道防腐及管材选择,井下管道防腐是一直以来难以解决的供水管设计问题,井下环境条件较差 ,空气湿度大 ,管道极易腐蚀,解决办法是采用pp-r管代替镀锌管,提高管道抗压能力。

2给水工程设计

2.1哈拉沟矿井下水泵房情况简介

哈拉沟矿井下现有1-2上及1-2煤层和2-2两个煤层,1-2上及1-2煤层将水排到2-2煤层,2-2煤层在将全矿水排到采空过滤后进行复用和排放,各个泵房相互独立组成多水平直接排水系统。其中1-2煤盘区排水泵房负责将1-2煤层涌水排放到2-2煤层2#主排水泵房,1#主排水泵房负责将井下污水通过主井排水管路排放到地面污水处理厂处理后排放到乌兰木伦河。2#主排水泵房负责将1-2煤水和2-2煤层一部分水排放到采空区或直接通过回风立井排放到地面。房采区排水泵房和复用水泵房负责将井下19～21和11～14两个采空区过滤后不能复用的水通过钻孔直接排放到地面河道或绿化水池。

2.2 排水量

哈拉沟矿正常总涌水量为530—590m3/h,最大涌水量为700m3/h。其中:

涌入1#号水泵房储水池(1#水泵房外排)正常涌水量80—100m3/h左右,最大涌水量120m3/h 左右;

涌入11、14采空区(复用水加压泵房外排)正常涌水量为290—310m3/h左右,最大涌水量为380m3/h左右;

涌入19、21采空区(房采区水泵房外排)正常涌水量为160—180m3/h左右,最大涌水量为

200m3/h左右。

涌入2#号水泵房储水池(2#水泵房外排)正常涌水量60—80m3/h左右,最大涌水量100m3/h 左右;

2.3水泵房水泵排水能力计算

1#主排水泵房设于主斜井井底,排水管路长度约410m。排水管路经管子道、主斜井井筒敷设至地面污水处理厂。型号:MD280-43×3 160KW/660V 台数:3台

日常使用为一台MD280-43×3 160KW使用,一台MD280-43×3 160KW备用 一台MD280-43×3 160KW检修。额定流量:280m3/h×3,效率:60% 一台水泵排水:280×60%=168 m3/h

正常排水时:1台泵工作20h排水量: 168×20=3360 m3

正常涌水时:24h的涌水量:120×24=2880 m3<3360 m3

最大排水时:工作泵+备用泵:2×168×20=6720 m3

最大涌水时:24h的涌水量:144×24=3456 m3<6720 m3

Q1=168 m3/h,以此类推,排水泵房的排水能力总量为:

哈拉沟矿水泵房日常涌水排水量为973m3/h>708m3/h符合《煤矿安全规程》规定,且说明排水系统能力较大;哈拉沟矿水泵房最大涌水排水量为1640m3/h>840m3/h符合《煤矿安全规程》规定,且说明排水系统能力较大。

矿井场地排水采用雨污分流制,雨水由管沟收集 矿井水经矿井水处理站处理达标后回用生活污水经污水处理站处理达标后回用节约水资源。

2.3哈拉沟矿水泵房管路计算

式中:Q……一趟排水管的排水能力,m3/h;l dp……排水管内径,m;

Vp……排水管内经济流速,Vp=1.5m/s;

日常涌水期需要排水管路趟数:

$\text{Ν}{}_{\text{z}}=\frac{\text{Q}{}_{\text{B}}}{\text{Q}}=0.59$,取NZ=1趟

最大涌水期需要排水管路趟数:

$\text{Ν}{}_{\text{m}}=\frac{\text{Q}{}_{\text{B}\text{m}}}{\text{Q}}=0.71$,取Nm=1趟

式中:Nz……日常涌水期需要的排水管路趟数;

Nm……最大涌水期需要的排水管路趟数;

QB……日常水泵必须地排水能力, m3/h;

QBm……工作和备用水泵必须地排水能力,m3/h;

Q……一趟排水管的排水能力,m3/h;

管路布置参照图1-2所示的方案。这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过两趟管路中任意一趟排水,排水管路系统图如图1-2所示。

2.4矿井水处理工艺

哈拉沟煤矿矿井水处理采用混凝、沉淀、过滤、消毒的传统处理工艺对污水井进行处理。这种工艺可靠性高,可以保证处理后的污水水质达标,并满足回收利用的要求。具体操作步骤是用水力旋流分离器经预沉淀后进入调节沉淀池除油后经絮凝反应器沉淀池过滤装置、消毒装置等设备,达标后的出水自流入生产消防水池待用。

结论

通过对哈拉沟煤矿矿井给排水系统的设计,对矿井的供排水系统进行合理配置,使矿井的水资源得到合理利用,解决了哈拉沟煤矿矿井污水处理以及以及水环境保护的问题。既避免了水污染,又节约了水资源,对于陕西省北部等缺水地区显得尤为重要。

参考文献

[1]严煦世.给水工程(3版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

[2]陈培康,裘本昌.给水净化新工艺[M].北京:学术书刊出版社,1990.

[3]魏先勋.环境工程设计手册[M].湖南:湖南科学技术出版社,1992.

[4]周本省.工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社,1997.

[5]许晓丽,等.塔拉壕矿井给排水工程设计简介[J].山西煤层科技,2012(2).

煤矿矿井提升系统 篇7

新阳煤矿原来采用的传统的矿井防冻保温系统依靠锅炉或热泵提供热源, 通过在井口房两侧的暖风机房内安装以蒸汽作为热媒的散热器方法来解决的[1]。根据新阳煤矿提供的数据, 全年一台4t锅炉耗煤量为4380吨, 燃煤费用为233万元, 锅炉耗电费用为25.9万元, 锅炉耗水费用为6.57万元。在原有的保温系统下, 在能源消耗上的费用达到了265.47万元。锅炉维修费用6万元/年。

新阳煤矿在冬季传统的矿井防冻保温系统是依靠热泵或者锅炉提供热源, 能源的供应量即热量的供应对外界的温度变化不敏感, 灵敏度低。井筒防冻保温系统不能全部与全矿各个系统相互协调, 实现热量在各个环节之间循环利用, 造成资源的极大浪费[2]。

2 矿井井筒防冻保温系统设计优化的总体思路

优化设计的具体流程如图1。

矿井低温水通过流程:

进水管———进入矿井水缓冲水池———自清式过滤器———矿井水循环水泵, 经过水泵加压后流入污水换热器———矿井水排出管———污水处理站。

3项目可行性分析

(1) 根据新阳煤矿提供的数据副井口保温及防冻热负荷计算, 进风量2100m3/min, 考虑从-7℃加热到2℃, 热负荷需要575k W。井口空气参数表见表1。

由表1可以看出从-7℃加热到2℃副井口保温及防冻热负荷是575k W。

(2) 矿井排水供热量计算

矿井排水量共计1600m3/天。设计利用水源热泵机组从矿井排水及生活水中提取热量, 排水经处理后进入热泵机组换热, 冬季取12℃温差, 排入矿井水处理站。

设计利用热泵机组24小时工作提取热量, 1600m3/天排水可提取的热量为:

式中:Q-热负荷k W;ρ-水的密度kg/m3;Cp-水的比热容k J/kg·K;Δt-计算温差℃。

因此, 热能综合利用系统可提供的供热能力:

式中:-提取的热量可形成的供热能力, k W;Q-可提取的热量, k W;COP-机组制热工况的能效比, COP=4.0。

排水供热能力为:Qg=Q·COP/ (COP-1) =930×4.0÷3.0=1240k W

由计算可知, 以新阳煤矿的日排水量计算得知, 排水供热能力1240k W>575k W, 说明提取矿井排水完全满足用热需求, 因此利用热泵提取矿井水热能代替传统的锅炉实现井口防冻保温是完全可行的。

4 井筒防冻保温系统工程设计

(1) 风侧

进风焓值:-16.089kj/kg干空气;进风密度:1.376 kg/m3;出风焓值:14.236 kj/kg干空气;风侧负荷:500000×1.376×{14.236- (-16.098) }÷3600=5797k W。

(2) 水侧

水侧进水温度:26℃;水侧流量:500m3/h;水侧温差:9.94℃;水侧出水温度:16.06℃。

4.1 换热器设计

该厂房窗户尺寸为3600mm×1600mm, 设计换热器迎风尺寸为3200×1550mm, 换热器迎风风速设定为2.5m/s, 该项目所需换热器数量为:500000/3600/2.5/3.2/1.55=11, 该项目设置换热器11台。

4.2 井筒防冻保温系统设计特点

(1) 低耗型低温井筒保温系统。利用低温矿井水代替传统的锅炉实现井筒保温, 与传统的锅炉或者高温水型井筒保温相比, 具有节能效果明显、能耗比高的优点。

(2) 矿井排水直接取热。通过水源热泵直接提取矿井污水及生活废水的热量, 达到井筒保温供热的目的。其中, 减少了取热环节, 使工程投资大大降低。与此同时, 大大提高了水源热泵机组的能源效率和矿井水余热的利用率。

4.3 工程实践

(1) 水源热泵, 提供井筒防冻6000k W, 需水源热泵耗电功率为1500k W, 加上水泵等设备附加负荷约20%, 共大概需要1800k W, 而新系统仅需电功率不到200k W。故新系统相对于锅炉供热或水源热泵供热更加经济节能。投资也相对新建水源热泵系统更为节省。

(2) 效益分析。利用新系统以后, 年运行费用预计如下:

①冬季供暖期为120天, 方案拟用11台井口加热器利用28℃矿井水直接进行冬季副井筒防冻, 井口加热器输入功率6k W, 共78k W。水源侧水泵两台, 40k W/台, 共80k W。预计运行费用为:158×120×24×0.71×0.8=26万元。

②冬季供暖期间遭遇极寒天气 (-12℃以下) 时需启动原有的3台井口加热器, 预计运行费用为:170×15×24×0.71=4万元。

③设备维护费用:10万元

则预计新系统年运行费用:①+②+③=40万元, 由此计算, 原有系统年运行费用168.3万元, 该热能利用系统建成后预计运行费用40万元, 每年节约运行费用约为128.3万元, 节约运行成本73%。

5结论

(1) 本次技术改进的项目在“保护环境, 节能降耗”的理念下, 在保证副井口保温工作正常运行的情况下, 充分的利用企业的现有废弃资源, 把生产节能, 环保工作有机地结合起来, 为企业的成本控制起到了至关重要的作用。

(2) 在副井口保温系统的技改项目中, 对矿井水余热利用代替燃煤锅炉工程改造后, 每年节约的运行成本73%, 减少排放CO2、SO2及各种氮氧化合物2600t。与此同时, 减少了大量炉渣排放和锅炉排污治理费用。

(3) 本次项目实施以后, 减少了大气污染以及热污染, 大大推进了矿区的节能环保工作, 在节约大量的运行成本的同时提高了经济效益和社会效益。

摘要：冬季矿山进风井的保温防冻是矿山安全生产的重要保障。传统的矿井防冻保温系统是靠锅炉或热泵提供热源, 运行成本及耗能较高。为了改变这种高消耗保温模式, 新阳煤矿围绕“循环利用、节能降耗、减污增效”的目标, 引进新技术、新方法, 有效解决了这个问题。

关键词：冬季矿山,循环利用,节能降耗,减污增效

参考文献

[1]王焕忠, 王伟.矿井余热资源系统模块化应用的实践[A].2014煤炭工业节能减排与生态文明建设论坛文集[C].2014.

[2]符志琰, 等.基于高温矿井水的节能型井口防冻技术研究及应用[J].山东煤炭科技, 2011, 6.

煤矿矿井提升系统 篇8

敬老院煤矿位于东胜煤田准格尔召—新庙详查区北部第7-15勘查线之间, 行政区划隶属伊金霍洛旗纳林陶亥镇。矿井生产能力为1.20Mt/a, 根据本矿井实际涌水资料, 矿井正常涌水量138m3/h, 最大涌水量200m3/h。设计考虑灌浆及消防洒水的回水, 矿井正常排水量160m3/h, 最大排水量量220m3/h。

1. 净化水处理硐室设计

由于煤矿井下巷道空间有限, 需掌握井下空间特征, 水处理硐室及水仓布置应根据矿井的煤层赋存特征、开拓部署和井底车场及硐室布置等情况, 结合矿井的工程地质、水文地质以及其他开采条件, 要求布置合理安全, 尺寸紧凑, 方便掘进, 投资小。

1.1 水仓

水仓包括2个污水仓和1个清水仓, 井下排水先进入2个污水仓, 污水经净化处理后, 清水排至清水仓, 正常情况下, 水泵房只排放清水仓处理后的矿井水, 当井下排水量大于净化水处理能力或净化水处理装置检修时, 还有矿井发生突水情况时, 均可通过闸阀切换, 主排水泵可直接排放污水仓的矿井水, 不经过净化水处理硐室, 保证了排水路线畅通。

2个污水仓分别为外污水仓和内污水仓, 污水仓总长度158m, 采用半圆拱断面, 锚网喷支护, 净断面积7.49m2, 水仓有效容积1183m3, 可满足矿井8h正常涌水量的要求。清水仓总长度88m, 采用半圆拱断面, 锚网喷支护, 净断面积7.49m2, 水仓有效容积660m3。水仓清理采用人工清理。

1.2 净化水处理硐室

净化水处理硐室位于稳定的煤层中, 平行布置在水泵房的西侧, 硐室内布置一套矿井水处理净化装置, 排水通道位于净化水硐室西侧, 排水通道与回风大巷相通, 在排水通道内设排水钻孔, 将2趟排水管路通过钻孔直通地面。净化水处理硐室与2个污水仓和1个清水仓均采用立交方式连通, 立交处水仓采用矩形断面, 并采用20b工字钢焊接架棚与平铺花纹钢板加强支护, 所有工字钢及钢板均应涂防腐漆和灰漆两遍, 在中部预留口1000×1000mm, 安设水泵形成水处理系统。

处理后的矿井水, 一部分用于井下的消防洒水和设备用水, 剩余部分由主排水泵、排水管路经排水通道内的排水钻孔排至地面作为场地绿化用水等。净化水处理硐室长35m, 净断面积8.03m2, 采用半圆拱断面, 锚网喷支护。

中央变电所、水泵房、净化水处理硐室均为独立通风。排水通道兼作回风巷, 本系统硐室通风降温利用矿井通风系统自然降温。

井下净化水处理硐室平面图见图1。

2. 水处理工艺设计

处理矿井排水应从矿井实际出发, 根据矿井排水的水质类型、水量特点和处理目标选用不同的处理方式, 工艺要求简单、实用、高效、操作管理方便、投资最省, 占地最小。

根据敬老院煤矿矿井排水的水质类型以及将矿井水处理后作为生产用水的实际, 设计采用以气、水混合超滤为主体的处理工艺技术。设计处理规模为120m3/h。

井下排水进入净化水处理硐室的调节池 (通过液位浮球开关自动控制液位) , 在调节池内通对水质、水量均匀调节后经提升泵提升至80目自清洗过滤器, 过滤去除水中的悬浮物质、固体颗粒后, 出水进入200目的自清洗过滤器, 进行深度过滤后进入精密过滤器。精密过滤器近一步去除水中的固体颗粒, 使预处理产水满足超滤进水要求。出水进入气、水混合超滤系统去除原水中几乎所有的细菌、微生物、病毒、大肠杆菌以及一些大分子的有机物和水中所有不溶解性的胶体等, 使处理出水浊度≤1NTU、污染指数SDI≤3。出水进入消毒池进行消毒处理, 消毒后可达到出水要求。采用以气、水混合超滤为主体的处理工艺技术。污水处理工艺流程为:矿井排水→调节池→自清洗过滤器→精密过滤器→气、水混合超滤→出水。煤矿对井下设备有特殊的要求, 必须有煤矿矿用产品安全标志, 包括防爆、防水、防潮、防尘和防静电 (五防) 技术, 这是与井上设备最大的区别。

3. 结语

敬老院煤矿矿井水采用井下净化处理系统, 净化水处理硐室布置在稳定的煤层中, 与变电所、水泵房及污、清水仓紧凑布置, 减小了各个硐室的外形尺寸, 有利于掘进, 降低了投资。矿井水采用以气、水混合超滤为主体的净化工艺技术, 可使矿井水达到工业用水标准。矿井水在井下处理相对于地面处理有较多的优势, 可以减少地面土地占用面积, 便于井下的消防洒水和设备用水就近利用, 清水升井后更有利于地面综合利用。矿井水井下净化处理不仅节约了水资源, 给企业取得了经济效益, 而且解决了矿井水外排引起的环境污染问题, 具有更好的环境和社会效益。非常适合敬老院煤矿矿井水处理, 值得在矿区推广。

摘要：根据敬老院煤矿矿井水的排水资料, 提出了矿井水井下净化处理系统的方案和工艺设计, 为类似煤矿矿井水井下净化处理系统的设计和应用提供参考依据及技术支持。

煤矿矿井提升系统 篇9

关键词：通风系统,并联通道,分流风量

海孜煤矿属淮北煤田临海童矿区, 于1977 年12 月由原煤炭部兖州煤矿设计研究院提出矿井初步设计, 采用立井分水平开拓方式。一水平大巷布置在9 煤层底板, 10 煤层顶板;二水平大巷布置在10 煤底板中。上煤组回风水平为-265m, 中、下煤组回风水平为-275m。

由工业广场内的副井、新副井和主井进风, 工业广场内的中央风井和边界的西风井的担任回风, 副井、新副井主进风, 主井辅助进风。中央风井主要通风机为FBCDZ10 № 35 型对旋式通风机, 电机功率2×800k W。西风井主要通风机为BDK-8- № 27 型对旋式通风机, 电机功率为2×450KW。西部井通风方式为中央边界式通风, 通风方法为抽出式。

1 问题提出

随着矿井一水平、二水平采场的萎缩, 矿井的采场越来越集中, 三水平的采掘接替亦越来越紧张, 尤其是Ⅲ 101 采区, 在Ⅱ 101 报废后, Ⅲ 101 采区的风量将达到7 500m3/min, 在困难时期Ⅲ 101 采区的风量将超过9000m3/min, 三水平风量的增加使得中央风井阻力升高, 主要通风机必然上升。

根据现状调查, 中央风井系统回风量为11 360m3/min, Ⅲ 101 采区的总回风量达到5 500m3/min, 中央风井系统水柱计示值达到3 800Pa。

根据以上调查可以看出, 在现有井巷网络的情况下, Ⅲ 101 采区需风量的大小对于中央风井系统总阻力有着显著的影响, 在增风2 000m3/min的情况下, 中央风井系统阻力增加近1 000Pa, 若不采取措施, Ⅲ 101 采区的风量根本无法满足后期安全生产需求。

2 通风系统概况

2.1 概况

矿井采用立井分水平主石门分组大巷开拓方式。井筒均为立井, 工业广场内设主井、副井、新副井、中央风井, 西风井在矿井西翼浅部露头。矿井由副井和新副井进风、主井配风, 中央风井和西风井回风。二水平采用三条暗斜井延深, 即主暗斜井、进风行人斜井、副暗斜井。矿井布置-475m、-700m和-1000m 3 个水平。上煤组回风水平为-265m, 中、下煤组回风水平为-275m。矿井通风系统为混合式方式, 采用抽出式通风。

2.2 通风现状

1) 中央风井系统回风通道最大通风能力为6100m3/min ;中央风井最大通风能力达到14 300m3/min, 此时, 中央风井井筒阻力将达到699Pa。

2) Ⅲ 101 采区风量超过6 000m3/min, Ⅲ 101 回风上山风速将超过8m/s。

3) 西风井系统井巷网络基本可以满足32 采区及Ⅱ 32 采区的回风, 但局部断面较小, 如Ⅱ 102 采区四区段轨道巷;另外, 通风流程较长, 达到11 935m。

4) 西风井主要通风机能力较大, 但矿井总风阻较高, 增风压力大。

2.3 矿井面临的问题

1) 矿井维持产量, 需风量变化较小。

2) 采场少, 采掘活动集中, 用风地点集中。

Ⅱ 101 采区封闭后, 中央风井系统采场集中在Ⅲ 101 采区和32 采区、Ⅱ 32 采区;86 采区封闭后, 西风井系统仅为Ⅱ 102 采区。

3) 回风巷道条件差, 通道少, 流程长, 老巷道维护困难;新掘并联巷道成本高。

4) 中央风井系统满负荷;西风井主要通风机能力大, 运转效率偏低。

3 通风系统调整

3.1 制定方案

措施1 :增加中央风井系统回风道的并联通道 (调整示意如图1 所示) 。

1) 利用原Ⅱ 101 采区的轨道上山, 将其改为回风使用。

2) 将-700m东大巷里段改为回风。

措施2 :将32 采区和Ⅱ 32 的回风引向西风井风机, 分流中央风井风量 (如图2 所示) 。

1) 贯通Ⅱ 32 主运石门, 并将其作为回风, 与Ⅱ 102 专用回风上山连通。

2) 隔断32 总回风巷。

3.2 方案实施

1) 利用原Ⅱ 101 采区的轨道上山, 将其改为回风使用, 巷道断面8m2。中央风井风量211.1m3/s, 阻2 941Pa ;西风井风量86.1m3/s, 通风阻力1 589Pa。

2) 措施1 的基础上将32 采区和Ⅱ 32 的回风引向西风井风机, 分流中央风井风量。中央风井风量175m3/s, 阻2 535Pa ;西风井风量122.3m3/s, 通风阻力3 425Pa.

4 结论

浅谈矿井提升机的PLC控制系统 篇10

关键词：矿井提升机；PLC；控制

中图分类号：TP393.08文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 02-0000-01

PLC of Mine Hoist Control Aystem

Zhao Haitao 1, Li Chenghong 2

(1. Jixi Mining Group Safety Training Center, Jixi158100,China;

2. Jixi Mining Group gangue power plants, Jixi158100,China)

Abstract: This paper outside with the current status of mine hoist control is introduced based on elevator control system PLC control principle and the common chain of protection.

Key words:Mine hoist; PLC;Control

一、国内提升机的现状

（一）交流拖动方式

采用串电阻调速的交流拖动方式，有单绳和多绳两种系列，大都采用改变转差率S的调速方法，在调速中产生大量的转差功率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。

（二）直流拖动方式

我国煤矿采用的晶闸管整流供电的直流提升机已较普遍，但大多数为80年代引进和90年代中期以前国产的矿井提升机SCR-D电控系统。这些电控系统，其调节控制保护回路基本上都是模拟形式。这种系统由于受元器件设计和制造水平的限制，存在着一定的缺陷。

（三）研制与发展

1.国产大型直流提升机及电控系统已逐步完善和推广使用。

2.大功率变频调速电控提升机效率可达98%，国内组织研究了这种系统并已经运用到了实际生产中。

二、PLC硬件组成及原理

可编程控制器PLC主要由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O單元、数字量I/O单元等硬件组成。

（一）PLC系统组成

主控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。装在主控柜内。带有辅控PLC的电控系统，辅控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。

（二）各单元基本特点

1.电源单元：电源输入电压100-240V AC，为PLC提供总线电源及基本电源；

2.CPU单元：CPU单元为PLC的核心，包括有存储器接口、编程接口等，是程序执行的载体。其上插入的存储器模块用锂电池保持RAM内容；PLC可在其上设置为程序执行“STOP”或“RUN”方式。

三、控制原理

（一）定子控制回路

当井口或井底向机房发出开车信号后，此时如果主电源和控制电源均已接通；油泵电机已经运行；油温、油压正常；制动手柄、操纵手柄均处于零位，过卷复位、调闸转换开关、检修换相转换开关、检修换挡转换开关处于正常位置，制动转换开关处于脚踏位置，并为开动提升机（绞车）作好准备。在正常情况下，若将制动手柄缓缓前推松闸，当油压达到开闸电压时，同时向前或向后推动操纵手柄，主接触器随即闭合，主电机定子接通电源，于是提升机（绞车）开始正向或反向转动，从而将载荷提升或下放。

（二）转子控制回路

定子回路接通电源后，此时操纵手柄仍处于给电状态，主电动机转子回路的附加电阻全部加入，电机转轴输出力矩仅为额定力矩的30-40%。此力矩可以消除传动系统的齿轮间隙和平稳地拉紧钢绳以减少冲击，也可以轻载启动提升机（绞车）。此时提升机（绞车）稳定在预备级上运行，此时提升机（绞车）在轻载时将产生0.3-0.5米/秒的爬行速度以便检查井筒和钢丝绳，以及满足在斜井提升中矿车在甩车道上爬行。

将操纵手柄逐档向前或向后推动，PLC将根据启动电流及档位延时分别闭合1JC-5JC（或8JC），将电机转子电阻分段切除，从而实现预备级向加速级的转变，电机逐渐加速。

当手柄推至最前端或最后端时，匀速接触器（最后一级加速接触器）动作，全部附加电阻被切除，提升机（绞车）加速完毕而进入等速阶段运行。

电机转子的切除是以电流函数为主，时间函数为辅的原则进行切换控制。电动机外接电阻级数是由所控电动机功率及转子参数所决定。一般采用5级或8级启动电阻。

提升机（绞车）既可以由低速调至高速，也可以由高速调至低速运行，这时只要将操纵手柄推出或拉回至任意一档位置，提升机（绞车）就可以稳定在该位置相应的速度上运行。

（三）减速控制

提升机（绞车）运行至减速点（可通过PLC设定）时，PLC给出减速信号，JSJ动作，减速铃声响和减速指示灯亮，引起绞车司机注意，同时绞车自动减速至最后两三个档位；绞车司机接到减速信号之后，应根据运行经验，将操纵手柄逐档收回，使提升机（绞车）逐渐减速，使电机降速至爬行速度，等提升机（绞车）运行至终点位置时，制动手柄和操纵手柄应迅速拉回零位。在提升机（绞车）快运行至终点，可辅以施可调机械闸来降速，一直运行到终点位置。

（四）限速保护回路

当提升机（绞车）进入减速运行阶段，PLC一方面自动减挡，另一方面根据速度给定曲线进行限速，减速阶段超10%PLC进行安全制动。

（五）过速保护回路

1.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，测速发电机检测出的电压信号，一方面通过变送器送入PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动；另一方面通过整定过速继电器GSJ给出过速保护信号，GSJ的信号一个进入硬件安全回路进行安全制动，另一个信号进入PLC进入软件安全回路进行安全制动。

2.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，在减速箱或低速轴旁装有旋转编码器，用来检测出绳速度，通过PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动。

参考文献：

[1]张国庆.矿井提升机PLC电控的应用与思考.山西煤炭,2010

[2]秦荷珍,刘杰.矿井提升机PLC电控系统技术改造浅析.科学之友,2008

[3]廖京盛,陈重霖,李桢.PLC在自动货物提升机中的设计与应用.微计算机信息,2004

[4]秦绪平.矿井提升机PLC控制系统可靠性设计.煤矿机电,2006

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煤矿矿井提升系统 篇11

1瓦斯综合利用系统组成

系统主要由地面瓦斯抽放系统、瓦斯发电站、余热供暖系统、余热制冷系统组成。

1.1瓦斯抽放系统

瓦斯抽放系统由地面抽放泵站、抽房管路等组成, 布置方式为:抽放泵站布置在距工业广场东部约1 000 m的东三风井旁, 抽放主管路由东三风井下到东三石门。一支路直接向下经东三石门— (2-3) 煤轨道下山—东三采区工作面回风巷;另一支路则向西经东大巷胶带巷—东大巷—井底车场—西轨道大巷—新西区石门— (2-3) 煤轨道下山—西二采区回采工作面回风巷。瓦斯抽放管路系统的平面布置如图1所示。其中主要设备为:抽放泵、分水器、管路、阀门、放水器、防爆防回火装置、放空管、压力测定、采样孔等装置。

1.2瓦斯发电系统

瓦斯抽放泵站抽出井下瓦斯供应给4台瓦斯发电机组。发电系统由发电机组、配套的低压开关柜, 中、高压开关柜和变压器等主要设备组成 (图2) 。

发电系统工作原理:CH4泵站气包内的CH4经管道输送至发电站的电动阀门, 经电动阀门调节后进入燃气机的混气机构, 混气机构根据进入CH4气体的流量和浓度大小来配入适量的空气, 构成混合气体, 并使混合气体中CH4的浓度达到燃气机所需要的最佳浓度。混合气体进入燃气机的气缸, 火花塞自动点火, 使混合气体发生爆炸产生冲击力, 推动气缸中的活塞运动, 使燃气机转动, 从而带动发电机转动, 发出电能。发电站电气系统主要包括主回路、断路器控制回路、电量测量回路、并联控制回路、二次报警控制回路及电压调整回路等。发电机组发出的电能通过低压控制屏、总低压开关、升压变压器、高压开关送至高压母线, 实现电能向电网并网发电。

1.3余热制暖系统

瓦斯电厂自投入运行以来, 机组运转良好, 日发电量在1.5万kWh以上, 井下瓦斯涌出得到了较好的控制和利用。瓦斯电厂的投运促进了矿井的瓦斯管理, 但发电机组所产生的大量的热能被排放到大气中, 未能得到利用。结合耿村矿的地面布置, 考虑利用电厂余热向矿职工公寓楼供暖, 解决公寓楼冬季供暖紧张的局面。

发电机组将瓦斯燃烧所释放的尾气通过排气管道排放到大气中。排气管道的内径500 mm, 总长度为8 m。通过市场考察, 选用烟道式余热锅炉。该锅炉为气、水热交换系统。瓦斯燃烧产生的尾气通过余热锅炉的内腔时将携带的热量交换给内部的循环冷水的热交换管, 冷水获得热能后温度上升, 循环供给供暖系统。系统由循环水泵、余热锅炉、热水管路、阀门、温度表、流量表、公寓楼配水装置、暖气片、冷水管路、循环水池等系统组成。经计算, 系统主管路选用Ø100 mm钢管, 管路敷设长度为单向1 200 m, 循环水泵选用100D45×6型。当3台发电机组工作时, 供热管路内的热水温度在20 min内上升23 ℃, 90 min内公寓楼暖气片温度75～80 ℃, 制热效果明显。

1.4余热制冷系统

进入夏季, 环境气温上升, 职工公寓内温度较高, 利用电厂余热进行制冷成为最佳选择。国内外有较成熟的技术实现热量交换, 达到制冷的目的。通过市场调查, 选用了由热水、蒸汽单效溴化锂吸收式冷水机组组成的制冷系统。系统主体布置于职工公寓楼2—3号楼之间, 通过管路、阀门、蒸发器等构成制冷系统。其原理如图3所示。溴化锂吸收式冷水机组使水在压力很低的蒸发器皿中蒸发, 吸收热量, 制取低温冷水。在发生器中, 稀溶液被管内流动的工作热水加热沸腾, 产生冷剂蒸汽, 经冷凝器冷却水冷却, 凝结成冷剂水, 经U管进入蒸发器水盘中。

由于蒸发器中的压力很低, 有部分冷剂水蒸发, 而大部分冷剂水由冷凝泵输送喷淋在蒸发器上, 吸收管内流动的冷水的热量而蒸发, 使管内的冷水温度降低, 达到制冷目的。

2应用效果

截至2007年12月中旬, 耿村矿电厂余热综合利用系统建成并投入使用。加上初期4×500 kW瓦斯发电站工程的竣工, 4台机组投入正常运行, 运行效果良好。经济和社会效益可观。

(1) 经济效益。

①根据耿村矿可采储量及赋存瓦斯浓度测算, 瓦斯储量为8 936.8万m3, 年可发电1 080万kWh, 可实现销售收入452万元, 利润260万元。②瓦斯电厂余热供暖工程已顺利竣工, 正常送气, 此项工程年供热可达20 000 m2, 不仅满足了该矿职工公寓的供暖需求, 每年还可节约原煤500余t, 直接效益为18万元。③瓦斯电厂余热制冷工程已全部验收完工。预计2008年全部投入使用后可节约空调及风扇的电能消耗, 整个夏季4个月的使用期预计节电效益将达到20万元。

(2) 社会效益。

①工程全部结束后可创造就业岗位, 解决企业内部职工的就业问题。②整个工程可促进企业多元化发展。③原有煤层中的瓦斯排入大气中, 造成了大气环境污染和温室效应的加剧。通过瓦斯综合利用, 变废为宝。

3结语

耿村矿瓦斯抽放系统使用至今, 系统运转良好。矿井瓦斯超限现象很少出现, 实现了以发电促抽放、以抽放促治理的瓦斯管理方针。同时依托瓦斯抽放、发电系统建成的制暖、制冷系统不仅产生了良好的经济效益, 同时也取得了显著的社会效益。

摘要：介绍了耿村煤矿基于瓦斯抽放系统创建的由瓦斯发电、瓦斯制暖和瓦斯制冷组成的瓦斯综合利用系统, 并分析了该系统所产生的经济和社会效益。