立井井筒網絡化設計

魏連云

摘 要：立井提升已經成為礦山開采的主要方式，而且逐步朝超深井的方向發(fā)展，提升系統(tǒng)的維護工作變得極為繁重。文章提出了一種立井井筒網絡化管理的方式，詳細闡述了提升系統(tǒng)各部分存在問題和需要控制的監(jiān)測點，從而有效檢測提升中存在的問題，做到實時監(jiān)測，定點處理，同時對超深井容器的裝卸提出了全新的解決方案，可為相關人員提供參考。

關鍵詞：立井；網絡化；鎖罐

引言

隨著地表淺層資源的減少，礦山的開采方式由原來的露天開采、斜井開采朝立井開采轉變，現(xiàn)在國內已經出現(xiàn)超過1500米的立井[1，2]。立井提運部門已經成為礦山生產的咽喉部門，開采過程中會出現(xiàn)提升能力小于采掘能力的情況，使得立井提升成為限制礦山生產能力的關鍵。影響立井提升能力的因素有兩點，包括單位時間的提升量和有效的提升時間。單位時間的提升量在井筒設計時已經確定，作為立井提升部門的現(xiàn)場管理者，要提高礦井的提升能力就是要保障和提高有效的提升時間。而影響提升時間的最主要因素就是系統(tǒng)的檢修和維護。隨著井筒變深，檢修和維護工作成倍的增加，提升事故也屢有發(fā)生。本文提出一種井筒網絡化的管理方式，對井筒提升設備的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，能夠保證提升過程安全高效。

1 井筒網絡化設計的內容

立井提升系統(tǒng)可以分為電機及拖動部分、滾筒、閘控系統(tǒng)、提升首繩、尾繩、容器和導向等七個部分，上述各部分都有自身的維護和檢修點。建立井筒網絡化單元，就是要把各組成部分的關鍵信息傳遞到統(tǒng)一的控制平臺內，并對各信息進行匹配和比較，從中發(fā)現(xiàn)問題，做到提前預測、準確判斷、及時處理，保證運行安全、提高提升效率。

電機及拖動部分的技術比較成熟，控制系統(tǒng)能夠做到對電壓、電流、電機溫度、運行高度、轉動角度的實時監(jiān)控。通過電壓、電流和運行速度可以確定扭矩，這是提升系統(tǒng)提升力的直接表征。當這些參數(shù)異常時可以直接判斷出提升力異常。但是，能引起提升力異常的因素很多，包括裝載失誤、尾繩纏繞、罐道破損等。這就需要其他部分的參數(shù)，用來進行比較，才能判斷出故障點。

滾筒部分常見的故障是滾筒軸承破損和鋼絲繩在滾筒上打滑。軸承破損后，會引起提升力的增加，它的監(jiān)控可以通過軸承溫度的監(jiān)控來實現(xiàn)。而鋼絲繩的打滑應通過鋼絲繩速度和滾筒速度的比較來實現(xiàn)。閘控系統(tǒng)需要檢測的點主要包括閘間隙、壓力和溫度。

提升首繩、尾繩和容器的問題集中在連接部分。提升過程中對提升鋼絲繩張力和張力差有著嚴格的要求，這是提升系統(tǒng)安全運行的基礎。多繩提升時，各首繩之間的張力差不得超過5%，這是通過平衡油缸來保障的，在監(jiān)控過程中取各平衡油缸的壓力值，對個繩張力差進行確認。同時，通過兩側張力之和的比較確定系統(tǒng)的張力差。

提升系統(tǒng)的導向部分可以分為鋼罐道和繩罐道兩種。鋼罐道主要問題會出現(xiàn)在鋼罐道錯口、罐道過度磨損，這要通過滾輪罐耳調整油缸的壓力確認。繩罐道的主要問題是表面破損、粘附異物，這可以通過罐道繩張力變化來確定。

井筒網絡化設計就是對以上參數(shù)進行實時監(jiān)控，并以提升力為基準，把各因素綜合管理，加權計算后，互相驗證和比較，從而判斷出各主要故障點，為檢修進行指導。

2 關鍵問題的解決

建立井筒網絡化單元，對各個故障點進行監(jiān)控，必須形成信息傳遞的快速通道，中央處理器能及時發(fā)現(xiàn)問題，并報警處理。這就需要在井筒里敷設通訊電纜，通道必須可靠，要能承受淋水，灰塵影響。同時要考慮，張力信號和罐耳信號是隨容器運動的，需要進行無線通訊。提升容器上安裝的傳感器要配有電源，電源的充電方式和充電時間需滿足要求。這個電源還需要為載人的提供轎廂照明。

由于井筒深度的影響，造成提升鋼絲繩長度增加，1500米深度的鋼絲繩，在增加荷載后，伸長量可能在1.5米左右。通過提升繩張力值的數(shù)據顯示，配合鎖罐罐籠，能夠實現(xiàn)高速提升。鎖罐罐籠是一種自身在外動力作用下鎖在固定鋼梁上的罐籠。當罐籠或者箕斗停止后，智能動力頭直接與提升容器連接，提供風或者油壓，通過鎖塊鎖住鋼梁。當裝卸載完成后，鎖塊實現(xiàn)3級泄壓，隨提升容器上下滑動，釋放提升張力。常開式鎖塊在井筒中運行時，不與任何物體接觸。確保安全。

3 結束語

本文提出的立井井筒網絡化的管理方式，能夠確保提升系統(tǒng)的安全，提高提升效率，希望能夠為相關工作者提供參考。

參考文獻

[1]孫玉蓉，周法孔.礦井提升設備[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1999，9.

[2]譚鵬輝，吳娟，寇子明.多繩摩擦輪首繩快速換繩裝置研究[J].煤礦機械，2004，25（11）：36-37.