淺談煤礦提升機(jī)技術(shù)改造實(shí)踐

方和敏

（江西眾一礦業(yè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌330046）

礦井提升機(jī)是煤礦主要機(jī)電設(shè)備之一，主要用于提升煤炭和矸石、升降人員、設(shè)備、材料等，是井下與地面的主要運(yùn)輸工具。近些年來，國家煤監(jiān)局十分重視煤礦安全，不斷提出要求，更新不符合或達(dá)不到安全性能的提升機(jī)，而正在使用中的提升機(jī)有相當(dāng)數(shù)量主要是電控和制動(dòng)系統(tǒng)不符合要求，必須技術(shù)改造。筆者近幾年制定改造方案，主持并指導(dǎo)對10多部提升機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造，現(xiàn)就江西鳴山礦業(yè)公司（原樂平礦務(wù)局鳴山礦）地面立副井提升機(jī)技術(shù)改造進(jìn)行闡述。

改造前狀況：江西鳴山礦業(yè)公司地面立副井提升機(jī)型號(hào)為2BM－2500／1220，于1966年安裝，屬仿蘇產(chǎn)品，主軸裝置已改為厚板無支環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)置蝸輪蝸桿機(jī)械離合器，減速器為平行軸，電控為KKX型，該電控故障率高、維護(hù)量大且困難、系統(tǒng)功能不完備、安全可靠性差、能耗高、效率低、噪聲大。制動(dòng)系統(tǒng)為雙套角移式單線傳動(dòng)油壓塊閘制動(dòng)，雙回路制動(dòng)不同步，制動(dòng)系統(tǒng)組成部件復(fù)雜，可靠性差，因此對電控和制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

1 電控系統(tǒng)的改造

1.1 總體技術(shù)方案

提升機(jī)電控采用礦用一般型“PLC”提升機(jī)電控系統(tǒng)，主回路采用高壓真空接觸器換向，轉(zhuǎn)子回路采用8級(jí)可控硅串電阻起動(dòng)，具備動(dòng)力制動(dòng)功能，可編程邏輯控制，控制原則符合提升機(jī)電控工藝要求，并具備《煤礦安全規(guī)程》中有關(guān)九大保護(hù)的要求，實(shí)現(xiàn)各主要保護(hù)雙線制。

1.2 系統(tǒng)組成

（1）高壓真空開關(guān)柜。主回路用雙回路隔離開關(guān)進(jìn)線，用真空斷路器進(jìn)行分?jǐn)啵O(shè)電壓、電流及指示燈顯示，裝YH2414電動(dòng)機(jī)保護(hù)測控裝置，設(shè)機(jī)械、電氣聯(lián)鎖及閉鎖。

（2）高壓真空換向柜。正反換向器采用真空接觸器，之間除了有電氣閉鎖外還有機(jī)械閉鎖，確保不誤動(dòng)作，設(shè)快速高壓熔斷器，保護(hù)真空管漏氣造成的相間短路及電機(jī)過流現(xiàn)象。

（3）主令控制柜。主令控制柜核心控制器件選擇西門子S7－200可編程控制器，功能強(qiáng)大、性能可靠，由CPU主控制模塊和I／O數(shù)字量模塊組成，通過輸入端口采集各種控制狀態(tài)及反饋信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后通過輸出端口驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件完成各項(xiàng)提升工藝控制。

（4）可控硅轉(zhuǎn)子柜。采用可控硅來切除電阻，具有無噪音、無振動(dòng)、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)。

（5）動(dòng)力制動(dòng)柜。采用可控硅交流380V兩相供電，裝KTDL－A動(dòng)力制動(dòng)限速模塊，CFB模塊，全橋半控觸發(fā)，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力制動(dòng)開環(huán)、閉環(huán)兩種控制方式，配UPS不間斷電源，實(shí)現(xiàn)供電斷電情況下的提升機(jī)二級(jí)安全制動(dòng)電路短時(shí)間供電。

（6）司機(jī)操作臺(tái)。司機(jī)操作臺(tái)為一體結(jié)構(gòu)，臺(tái)面由指示儀表、指示燈、觸摸屏、按鈕開關(guān)，主令手柄、制動(dòng)手柄等顯示及主令元件組成，內(nèi)裝KTPJ型可調(diào)閘模塊、S7－200可騙程控制器等，是電控系統(tǒng)的顯示、操作平臺(tái)。

（7）軸編碼器。安裝2個(gè)軸編碼器，主要通過脈沖數(shù)顯示容器位置，安全保護(hù)功能的軟件監(jiān)控，不同型號(hào)的提升機(jī)安裝位置不同（見圖1、圖2），可根據(jù)現(xiàn)場情況及提升機(jī)具體結(jié)構(gòu)安裝。

圖1 軸編碼器1安裝

圖2 軸編碼器2安裝

1.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)核心采用“PLC”控制（西門子S7－200可編程控制器），根據(jù)各項(xiàng)操作指令及反饋信號(hào)完成各項(xiàng)工藝控制，準(zhǔn)確監(jiān)控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

（2）制動(dòng)系統(tǒng)油壓由KTPJ型可調(diào)閘模塊代替原有的CF1環(huán)節(jié)（磁放大器），完成KT線圈的控制和測速機(jī)、角機(jī)等信號(hào)采集。

（3）采用KTDL－A動(dòng)力制動(dòng)限速模塊代替CF3環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力制動(dòng)限速段的閉環(huán)控制。

（4）采用CFB模塊，替代原有分離模擬控制電路，完成動(dòng)力制動(dòng)電源柜內(nèi)的晶閘管觸發(fā)控制。

（5）安全回路保護(hù)由繼電器硬回路和“PLC”軟回路組成，重要保護(hù)采用雙回路冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、軟硬同時(shí)監(jiān)測方式，確保系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。

2 制動(dòng)系統(tǒng)的改造

1）該提升機(jī)雖為雙滾筒結(jié)構(gòu)，但滾筒調(diào)繩裝置為內(nèi)置蝸輪蝸桿機(jī)械離合器，因此采用TE131B－D型比例閥液壓站完全滿足系統(tǒng)需求。

TE131B－D液壓站是高性能型提升機(jī)制動(dòng)控制液壓站，是為大型提升機(jī)制動(dòng)控制設(shè)計(jì)和制造的，是國內(nèi)提升機(jī)主機(jī)廠所配套的所有高、中壓液壓站，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)，滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。

2）根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)制動(dòng)器選液壓徑向彈簧閘（TK－135型），制動(dòng)系統(tǒng)的施工安裝不作詳細(xì)介紹。

3 效果

1）選擇了“PLC”電控，各項(xiàng)參數(shù)標(biāo)定準(zhǔn)確，安全性能可靠。

2）電控故障率大大降低，減少了維護(hù)量。

3）轉(zhuǎn)子回路采用了可控硅觸發(fā)控制，無噪聲。

4）安全保險(xiǎn)裝置過卷、過速、限速和減速功能因采用“PLC”控制和軸編碼器，已形成了雙線型式。

5）在制動(dòng)和松閘過程中，油壓和電流跟隨性好，基本呈線性，控制電壓為零時(shí)，殘壓P0≤0.5MPa。

6）該提升機(jī)經(jīng)技術(shù)改造后，經(jīng)專家評(píng)定可繼續(xù)使用（2013年12月1日由樂平礦務(wù)局組織省內(nèi)外專家6人，江西煤礦安全監(jiān)察局、江西省煤炭集團(tuán)公司、相關(guān)煤礦參加在景德鎮(zhèn)評(píng)審）。