提升機綜合后備保護裝置的應用

李 宏

（西北地勘局，陜西 略陽 724308）

在我國礦山中，豎井開采方式應用十分廣泛，目前的豎井提升系統(tǒng)具有諸多應用優(yōu)勢，但它的使用安全風險較大，因此對安全保護裝置要求高。目前我國很多礦山?jīng)]有設置后備保護裝置，導致豎井罐籠墜落人員傷亡的事故時有發(fā)生。為此，本文介紹一種型號為KHT135提升機綜合后備保護裝置的原理及使用情況，以供參考。

一、KHT135保護裝置原理

該系統(tǒng)主要由以下模塊組成：微控制器、電源、傳感器、鍵盤顯示、報警信號、光電隔離、繼電器輸出等。系統(tǒng)采用89C52單片機作為主處理器，運用LM12-3004LAX型霍爾傳感器對速度、深度、深度指示器及深度校正位置進行采樣，并將信號經(jīng)光電隔離后直接送入主機，由主機進行處理，將結果送給多位七段LED管顯示。當提升機運行過程中出現(xiàn)超速、過卷、深度指示失效時，由主機控制繼電器實現(xiàn)安全制動。安全回路采用并聯(lián)接點方式進行信號采樣，經(jīng)光電隔離后送主機處理，將結果送出顯示。通常在井底或井上發(fā)出的打鈴信號由打鈴信號采樣，主機控制繼電器進行閉鎖。重要數(shù)據(jù)等主要通過4×4的16位鍵盤輸入主機，送EPROM存儲。該裝置原理如圖1所示。

二、參數(shù)設定

該裝置主要是依據(jù)國家礦山提升安全規(guī)范和現(xiàn)場實際情況設計的提升機保護裝置，系統(tǒng)內(nèi)部軟件參數(shù)主要按照絞車安全規(guī)范設定的。

(1)勻速段超速15%，減速段速度超過設定的極限保護值或接近井口或井底到達2m/s限速距離時，超速指示燈亮，喇叭報警，制動繼電器動作，實現(xiàn)安全制動。

圖1

(2)提升至終點時，超過設定的過卷距離，過卷指示燈亮，喇叭報警，制動繼電器動作，實現(xiàn)安全制動。

(3)提升機運行中，深度指示器失效，失效指示燈亮，喇叭報警，到達2m/s限速距離時，制動繼電器動作，實現(xiàn)安全制動。

(4)提升機運行至減速點位置時，減速指示燈亮，喇叭報警，減速繼電器動作，實現(xiàn)后備減速。

(5)提升前，只有井底發(fā)出提升信號，信號繼電器釋放，其常閉點閉合，井口才能發(fā)出提升信號，從而實現(xiàn)信號閉鎖。

(6)各水平發(fā)出提升信號，其指示燈亮。

(7)井口發(fā)出提升信號，信號顯示窗顯示相應的點數(shù)。打一次電鈴信號，繼電器不動作；打兩次，上行及提物指示燈亮，上行繼電器釋放，下行吸合，形成方向閉鎖控制；打三次，下行及提物燈亮，下行釋放，上升吸合；打四次，上行及提人指示燈亮，上行繼電器釋放，下行吸合。其他打鈴信號不作處理。

(8)停車后，上行及下行均吸合，其常閉觸點打開，提升機不能啟動。

(9)當安全回路接點出現(xiàn)故障時，相應指示燈亮，標明故障點位置。

三、傳感器的原理及安裝方式

1.速度傳感器

速度傳感器由雙向霍爾傳感器和磁鋼組成。其原理主要是依靠傳感器發(fā)出的磁性來檢測磁鋼在電機旋轉時通過的頻率?；魻杺鞲衅饔弥Ъ馨惭b在提升機主電動機輸出軸旁，磁鋼用膠粘貼在主電機輸出軸上，且在同一圓周上均勻分布(圖2)，兩者之間的距離不得大于8mm。磁鋼的個數(shù)N=10πD/K，D為提升機的滾筒直徑，K為減速器比，磁鋼的個數(shù)取大于或等于N的偶數(shù)。

圖2

2.深度失靈傳感器

深度失靈傳感器有磁鋼、霍爾傳感器和支架組成(圖3)。其作用主要防止提升機沒有正常運行或者停車，通過檢測做出安全制動，阻止不安全事故的發(fā)生。對于牌坊市深度指示器，磁鋼均勻分布在停止時的絲杠下端：對于圓盤式深度指示器，可安裝在小指針軸系統(tǒng)上，兩者距離不得大于8mm。磁鋼的個數(shù)：N=h/2k，h為提升井深，k為深度指示器的單個行程絲杠的轉數(shù)。

3.深度校正傳感器

深度校正傳感器由方形大磁鋼和磁接近開關組成。主要作用是對提升機位移數(shù)據(jù)存在的誤差給予糾正。磁鋼安裝在提升容器上，磁接近開關安裝在井架上，必須保證兩者在一條軸線上，兩者距離不得大于70mm(圖4)。

四、運行維護注意事項

(1)工作人員要定期檢查提升機的保護裝置和主接觸器、啟動、停止按鍵等之間的連線接觸是否良好。

圖3

圖4

(2)工作人員要定期檢查磁鋼上是否有灰塵，磁鋼和霍爾傳感器是否在同一圓周上，兩者距離是否滿足要求。

(3)操作員要按照提升機安全規(guī)程操作，避免提升機頻繁發(fā)生制動。

(4)井下工作人員在每次下放或提升物品時，必須要打電鈴信號，由于電鈴信號和提升機控制是閉鎖關系，打錯或不打信號，提升機不能啟動。

五、應用效果

通過系統(tǒng)運行實踐證明，礦山提升設備安裝后備保護裝置后，整個提升系統(tǒng)的可視化和安全性明顯提高，從根本上改變了以前盲井提升問題，提高了礦山的綜合安全生產(chǎn)能力。另外，相比現(xiàn)在國內(nèi)大型礦山在提升保護中應用的設備，如PLC+電腦組態(tài)監(jiān)控、PLC+變頻器+顯示模塊等等，成本減少了幾十倍，且保護裝置穩(wěn)定性高，安裝簡單，對提升機運行無負面影響，它是一種在中小型礦山豎井提升系統(tǒng)中值得推廣應用的裝置。

[1]馬小平，肖興明.基于專家系統(tǒng)的提升機故障診斷[J].中國礦業(yè)大學學報，1999.

[2]馬建民，趙增玉.現(xiàn)代提升機數(shù)字控制系統(tǒng)[M].中國礦業(yè)大學出版社.