煤矿副井提升系统可靠性研究

姚元畦刘勇

临矿集团菏泽煤电有限公司郭屯煤矿机电科山东省菏泽市274700

摘要：对提升机故障的机理研究要在系统和综合上开展，如利用安全系统工程的理论、动态分析和计算机仿真和虚拟现实的方法，把提升设备作为一个系统进行研究，提出系统运行时可能发生哪些故障，在提升机及选型设计中应采用可靠性和优化等现代设计方法。在提升装备方面要朝机电一体化和运行监测一体化发展。以适应电子技术的发展，国内改造的PLC控制系统、数字调速系统已发挥了一定的功能。在故障处理和诊断上要结合提升机的动态监测，故障预测预报和专家系统，使现在的定期维修制度变为定期与状态维修相结合的维修制度。

关键词：煤矿副井；提升系统；可靠性研究

1研究意义

矿井提升的安全装备具有预防事故发生或避免事故扩大的作用，随着高产高效高安全矿井建设的需要，一些故障预测、预报和状态维修的装备在许多大型矿井中安装使用。本文主要阐述了煤矿提升机过卷过放缓冲装置、防范制动失灵装置、摩擦提升滑动监控装置、钢丝绳张力自动平衡装置、副井井口联动闭锁装置、提升状态监控装置和定重装载装置等技术问题。

矿井提升机是煤矿的重要设备之一，提升机的安全可靠性是生产运行的关键。矿井提升的安全可靠性技术长期以来是煤矿非常重视的一个问题。随着采煤生产的不断发展，煤矿对提升机的安全可靠技术提出了新的更高的要求。我国矿井提升机经常出现一些安全事故，比较常见事故主要有过卷过放、制动失效、断绳和摩擦提升滑动等。为防范高产高效矿井提升中发生的安全问题。要加强提升系统的可靠性研究；要对提升安全的研究，主要体现摩擦提升等方面；利用计算机仿真、模型实验以及现场事故事例分析，对故障模型进行检验；探索防止摩擦提升系统重大故障的措施和方法。矿井提升的安全装备具有预防事故发生或避免事故扩大的作用，随着高产高效高安全矿井建设的需要，一些故障预测、预报和状态维修的装备在许多大型矿井中安装使用。

对提升机故障的机理研究要在系统和综合上开展，如利用安全系统工程的理论、动态分析和计算机仿真和虚拟现实的方法，把提升设备作为一个系统进行研究，提出系统运行时可能发生哪些故障，在提升机及选型设计中应采用可靠性和优化等现代设计方法。在提升装备方面要朝机电一体化和运行监测一体化发展。以适应电子技术的发展，国内改造的PLC控制系统、数字调速系统已发挥了一定的功能。在故障处理和诊断上要结合提升机的动态监测，故障预测预报和专家系统，使现在的定期维修制度变为定期与状态维修相结合的维修制度。

2大罐笼提升系统装备

2.1提升机电气控制设备

大型煤矿大罐笼提升电控系统选用西门子12/6脉动交交变频方案（配上海思源10kV动态无功补偿与谐波治理装置）。大罐笼提升机交流同步电机为双绕组电机，平行叠加互成30°相角，副井共设6台800kVA干式变压器通过6个功率柜为电机电枢绕组供电。3台Dd0变压器为一组给1#定子绕组供电，3台Dy5变压器为一组为2#定子绕组供电。

2.2锁罐装置

大型煤矿副井采用了德国SIEMAGE公司的罐笼锁紧装置及摇台设备。该罐笼锁紧装置及摇动平台设备主要由进车侧和出车侧摇动平台、罐笼锁紧装置、动力及控制部分组成。罐笼锁紧装置及摇动平台的控制系统与罐笼提升系统是闭锁的，能够做到安全、自动化操作。

2.3操车系统

操车系统分为安全门、摇台、摇台侧锁及锁罐装置（上下锁舌），罐笼精确到位后，上下锁舌伸出插入定位孔锁定罐笼、摇台侧锁解锁，摇台落下、安全门打开。锁罐装置需要提升机向被压锁舌相反方向运行一段距离，待被压锁舌收回到位后，提升机再按正常方式提升，称这一动作为“上行释放”和“下行释放”。

2.4大罐笼及可调平衡锤

大型煤矿设计使用的特大型双层罐笼尺寸为7700mm×3800mm×12000mm，质量约61t（包括首尾绳悬挂装置及滚轮罐耳），属于特大型罐笼，国内尚无加工制造经验。经过技术谈判确定由德国西马格公司设计和监造。

2.5支架拖车及无轨胶轮平板车

平板车：大型煤矿采用了两种无轨胶轮式平板车，一种为泰安大道软启动机械有限公司生产的KP-30T平板车，另一种为北京龙懋宸机电设备有限责任公司生产的WTL40平板车。

支架拖车：大型煤矿采用了比塞洛斯公司生产的CHT50型支架拖车，外形尺寸5890mm×3400mm×1500mm，自重12t，载重量50t，行走轮可自由升降，升降高度300mm可调。由比塞洛斯生产的FBL-15多功能车直接托进罐笼。

3煤矿副井提升系统可靠性研究

3.1钢丝绳张力自动平衡装置

这种装置是利用液压连通装置器原理，结合悬挂器使用，使多绳摩擦提升的钢丝绳在提升中自动平衡。该装置可及时有效发现钢丝绳张力的不平衡并进行维修，还可有效减少或消除提升过程中各绳间的张力不平衡。实验和现场使用表明；此装置对降低摩擦衬垫底磨损，提高钢丝绳使用寿命具有较佳的效果。还能预防由于钢丝绳张力不平衡造成的事故。

3.2副井井口联动闭锁装置

副井操车联动是井口、井底相关机械电器设备按照设计的程序，在规定的闭锁条件下，自动循环动作，辅助罐笼完成提升任务。FCZ—I型副井操车自动化系统采用可编程控制器实现集中控制的模式，井口、井底的机械设备采用全液压传动，分别由一个液压泵站及液控系统实现集中控制。该装置可预防副井井口事故。

3.3提升状态监控装置

对提升机状态监护都做了一些工作，国内研制的监护装置有十几种，而大部分是为满足后备保护的若干功能，除监测运行速度新装传感器外，其他信号大多数取自于原有的电控系统或接点，这样原控制回路或接点发生故障便会起不到保护或发生误动作。矿井提升状态监护装置克服了以上缺点，不但具有若干后备保护功能，还在国内实现了提升盘式制动系统的性能监测，具有对盘式制动器各制动闸闸瓦实际制动正压力、制动缸工作阻力、空动时间、闸瓦开合状态、制动系统最大工作油压、工作残压的在线监测，对制动系统的超限状态有其预警提示；同时对提升机的运行速度图进行实时跟踪显示；具有制动系统状态参数、运行速度图的数据和图形存储记忆的“黑匣子”功能。所以，此装置不但能进行安全监护，还能引导技术人员规范操作，对故障分析提供可靠的技术数据。该装置安装使用，发挥了安全监护作用，监测所得的技术参数对维修维护还有其指导作用，可缩短检修时间，提高生产效率。

3.4定重装载装置

这种装置是为防止箕斗超载，使用的有压磁式、液压式和皮带电子及核子称。本文主要谈一种具有PLC控制的液压密封式定重装载装置。此装置采用主受力元件与测量亦换传感器相分离结构，主受力元件采用新型密封液压装置，具有较好的受力结构和密封性能，能承受100t的压力，可满足对定量斗的承力要求。主受力元件以液压能的形式把定量斗的装载量传递给测量传感器，测量传感器再以电信号方式传递到可编程控制设备，因测量传感器不承受定量斗的直接载荷，可确保测量传感器的测量精度和工作可靠性，可编程控制设备用于对给煤机、胶带输送机、定量对斗提升箕斗装置的监测和控制。

4结论

副井提升系统是矿井生产的关键环节，针对目前运行的上世纪60年代建设的提升系统设备存在服务时间长，设备老化，不能满足现代化矿井的生产要求，提出系统改造的技术方案，主要从机械、电气两方面对芦岭煤矿老副井提升系统改造情况进行了论述，既有改造内容介绍，也有原理和技术分析，旨在为老矿井提升系统改造提供借鉴经验。

参考文献：

[1]宋国锋.鲍店煤矿副井提升系统可靠性研究[D].山东科技大学，2010.

[2]杨俊德.鲍店矿井副井提升机改变运行方式实现年节电200万度的技术研讨[C]//中国建筑学会建筑电气学会1990年年会.1990.

[3]任萌.鲍店煤矿辅助运输信息管理系统设计与实现[D].山东科技大学，2010.