主井提升機(jī)運行過程中的重載下放和超載上提原因分析及應(yīng)對方法

王利勇　王國慶

【摘 要】潘一礦主井提升機(jī)運行強度大，正常全自動運行時，出現(xiàn)在夜班的重載下放不能及時發(fā)現(xiàn)，超載上提造成的設(shè)備損壞后果嚴(yán)重，處理安全風(fēng)險極大。通過分析重載下放技術(shù)特征和提升機(jī)運行工況，編制PLC邏輯程序，及時發(fā)現(xiàn)重載下放，解決因此造成的超載上提。

【Abstract】The operation intensity of main hoist in Panyi mine is large. When normal and fully automatic running， heavy overloading down on night shift can not be found in time， the equipment damage caused by overloading up is serious， and the safety risk is great. By analyzing the technical characteristics of overloading down and the operation conditions of hoist， the PLC logic program is compiled， and the overloading down is detected in time to solve the overloading up.

【關(guān)鍵詞】提升機(jī)；重載下放；超載上提；PLC邏輯程序

【Keywords】hoist； overloading down； overloading up； PLC logic program

【中圖分類號】TD534 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0178-02

1 主井概述

潘一礦主井擔(dān)負(fù)全礦原煤提升任務(wù)，主井提升方式為立井提升，提升機(jī)為井塔式多繩摩擦式提升機(jī)2臺， 采用中信重工公司生產(chǎn)的2臺JKM4х4-Ⅲ（E）型井塔式多繩摩擦式提升機(jī)，配套上海電機(jī)廠電機(jī)，型號為TDBS2300-20，電機(jī)功率2300kW，電控系統(tǒng)采用瑞典ABB公司生產(chǎn)的ACS6000交-直-交中壓傳動系統(tǒng)和上海華菱成套設(shè)備有限公司生產(chǎn)的電控系統(tǒng)，來完成提升過程的自動控制，該系統(tǒng)設(shè)有過卷、過速、過負(fù)荷、欠電壓、限速、閘瓦磨損、滿倉保護(hù)及閉鎖、減速保護(hù)等安全保護(hù)功能，采用軟、硬件結(jié)合的方式，滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求和實際生產(chǎn)的需要，在井口和井底裝有楔形木罐道和防撞梁、防墜托罐裝置、箕斗定量裝置。在信號方面實現(xiàn)了皮帶機(jī)、給煤機(jī)、液壓稱重定量裝置、定量斗扇形門、閘門的邏輯閉鎖關(guān)系。

主井提升高度624m，井筒凈直徑7.5m，提升容器裝備2套18t雙箕斗，最大提升速度10m/s，箕斗自重23.6t，最大靜張力60t，最大靜張力差18t，井下設(shè)置定量倉，實現(xiàn)液壓自動定量裝載，地面采用曲軌自動卸載。

2 原煤提升工作流程

目前主井提升系統(tǒng)和井下裝載系統(tǒng)實現(xiàn)全自動化。井下定量倉將原煤裝進(jìn)箕斗，定量倉內(nèi)原煤卸空，扇形門關(guān)閉到位，裝載自動發(fā)出提升信號，提升機(jī)接到信號，自動按照提升程序進(jìn)行加速、勻速和減速運行，直到到達(dá)指定位置，自動停車，實現(xiàn)提升系統(tǒng)自動化。主井裝載站通過皮帶機(jī)將井下煤倉內(nèi)原煤裝進(jìn)井下定量倉，定量倉通過稱重裝置，實現(xiàn)定重裝載、皮帶機(jī)的啟、停工作，定量倉扇形門的開啟和關(guān)閉與提升機(jī)箕斗位置和皮帶機(jī)工作狀態(tài)實現(xiàn)閉鎖，并將原煤裝進(jìn)提升機(jī)箕斗，實現(xiàn)定重裝載和裝載系統(tǒng)自動化[1]?；窂木绿嵘街骶脚_，箕斗進(jìn)入曲軌并將引輪頂起，使箕斗扇形門口打開，將原煤卸到地面卸載倉，實現(xiàn)原煤由井下到地面的提升。

3 崗位人員設(shè)置

主井提升機(jī)2臺，正常運行時司機(jī)2名，負(fù)責(zé)觀察提升機(jī)運行工況，如電流、速度、箕斗位置、定量倉煤重、電機(jī)溫度、液壓站壓力等；主井卸載站設(shè)置東西卸載司機(jī)各1名，負(fù)責(zé)觀察箕斗卸煤狀況、停車位置和進(jìn)入曲軌聲音等；井下裝載站上口設(shè)皮帶機(jī)司機(jī)1名，負(fù)責(zé)觀察皮帶機(jī)運行工況，定量倉裝煤重量和體積；裝載站下口設(shè)司機(jī)1名，負(fù)責(zé)觀察箕斗裝煤狀況，液壓站和定量倉工況。

4 重載下放原因分析和應(yīng)對措施

重載下放，顧名思義就是箕斗在卸載位置沒有正常卸煤，箕斗內(nèi)帶煤下行。造成箕斗在卸載位置沒有正常卸煤的原因，有如下幾種情形：第一，原煤比較潮濕，造成卸煤過程緩慢或粘性增加，造成箕斗滯煤。應(yīng)對措施是卸載司機(jī)要經(jīng)常查看煤質(zhì)狀況，卸煤緩慢或粘性增加的情況下，由自動運行改為手動運行，能起到緩解作用。不足之處是夜班職工精力有限，這種狀況無法徹底解決。第二，箕斗內(nèi)有道木或者大的矸石，將卸煤口堵住，造成箕斗內(nèi)原煤卸不盡或者完全不卸煤。應(yīng)對措施是卸載司機(jī)要經(jīng)常查看卸煤狀況，發(fā)現(xiàn)卸煤口被堵住，應(yīng)將自動運行改為手動運行。不足之處是夜班職工精力有限，此類狀況不能及時發(fā)現(xiàn)[1]。第三，箕斗內(nèi)部鋼板出現(xiàn)變形，造成卸煤過程緩慢。應(yīng)對措施是加強檢修，發(fā)現(xiàn)鋼板變形，應(yīng)及時整形或更換。第四，絞車停車位置偏低，進(jìn)入曲軌距離不夠，造成箕斗扇形門打開不徹底，原煤卸不盡。應(yīng)對措施是卸載司機(jī)發(fā)現(xiàn)停車位置偏低，應(yīng)及時告知檢修工，及時調(diào)整箕斗到位傳感器或調(diào)整提升鋼絲繩長度。第五，箕斗下部引輪變形，進(jìn)入曲軌后，扇形門開口不夠大，造成卸煤不徹底，箕斗內(nèi)留煤。應(yīng)對措施是卸載司機(jī)發(fā)現(xiàn)扇形門開度有異常，應(yīng)及時告知檢修工，加強引輪檢修。

通過分析發(fā)現(xiàn)，前2類原因造成的重載下放，通過卸載司機(jī)強化班中巡查，能起到緩解作用，不能徹底解決。而后面3種原因?qū)е碌闹剌d下放，通過卸載司機(jī)和檢修工的努力，能夠徹底解決。

5 超載上提原因分析和危害

超載上提是指超過提升機(jī)允許的最大提升量，最大靜張力差超過提升機(jī)最大允許值，威脅到提升機(jī)的安全運行。原因有如下幾種：endprint

第一，箕斗重載下放，在井下停車位置定量裝載，導(dǎo)致超載上提。正常運行情況下，箕斗定量裝載，提升機(jī)負(fù)載不變，因此電流基本不變。若出現(xiàn)重載下放，則會造成靜張力差變小，運行電流比正常情況小，因此提升機(jī)司機(jī)是發(fā)現(xiàn)箕斗重載下放的關(guān)鍵一環(huán)，如果此環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)不及時，則會導(dǎo)致箕斗重載下放到位，定量裝載后，超載上提。這種情況，會造成實際最大靜張力差超規(guī)定值，而裝載司機(jī)很難發(fā)現(xiàn)這一情況，提升機(jī)將會超最大靜張力差運行，電流過大，會出現(xiàn)過電流緊急停車。要將箕斗內(nèi)超載的煤弄出箕斗，非常困難。首先，提升機(jī)啟動電流本來就大，在啟動、加速階段判斷過電流不精準(zhǔn)，而過了啟動位置后，人員進(jìn)入箕斗，將超載的煤運出，需要借助另外一臺提升機(jī)，在井眼搭跳板，人員才能達(dá)到箕斗頂部，用保險帶將人員送到箕斗口，將箕斗內(nèi)原煤掏出，運至另外一臺提升機(jī)，整個處理過程風(fēng)險極大。特殊情況下，超載上提還會造成提升機(jī)放大滑，損壞提升機(jī)和相關(guān)設(shè)施。

第二，稱重裝置損壞，造成實際裝煤量超過規(guī)定值，導(dǎo)致超載上提。應(yīng)對措施：皮帶機(jī)司機(jī)巡檢過程中，能及時通過定量倉裝煤狀況，發(fā)現(xiàn)稱重裝置是否正常，若不正常，則由檢修工進(jìn)行處理。

通過分析發(fā)現(xiàn)，重箕斗下放導(dǎo)致的超載上提很難被發(fā)現(xiàn)，但是其運行過程特點很明顯，提升機(jī)運行電流比正常情況低，可以通過這一主要特點，及時捕捉到重箕斗下放，從而避免更加嚴(yán)重的超載上提事故。主繩、尾繩、箕斗重量有直接關(guān)系，提升機(jī)實際電流、轉(zhuǎn)矩與靜張力差大小有關(guān)系，雖然主繩、尾繩理想狀態(tài)下，是平衡的，兩個箕斗空重是相同的，但實際使用一定時間后，主、尾繩磨損還是有很明顯的區(qū)別的，因此在兩個箕斗的交鋒位置（中間位置），提升機(jī)電流與負(fù)載的聯(lián)系最大，基本可以忽略其他因素對電流的影響，如下圖：

在此條件下，測出定重工況下中間位置電流和轉(zhuǎn)矩百分比，全自動運行情況下，實際轉(zhuǎn)矩為86%。若全自動、定重裝載轉(zhuǎn)矩比達(dá)不到80%，則可斷定出現(xiàn)重箕斗下放，此時PLC輸出模塊使提升機(jī)操作臺蜂鳴器和故障燈指示同時動作，并使提升機(jī)執(zhí)行減速停車動作。提升機(jī)司機(jī)將提升機(jī)打到手動運行狀態(tài)，通知裝載站皮帶機(jī)司機(jī)和下口司機(jī)，將皮帶機(jī)運行模式轉(zhuǎn)為手動模式，避免重箕斗下放到位后，再自動定量裝煤，避免出現(xiàn)超載上提。

通過對提升機(jī)重載下放和超載上提原因分析，強化設(shè)備檢修和巡視工作，加強司機(jī)崗位責(zé)任心，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題有所緩解，但是建立重載下放PLC程序邏輯和數(shù)據(jù)判斷，能夠及時準(zhǔn)確判斷出是否是重載下放，解決超載上提的發(fā)生，避免嚴(yán)重的損失和安全風(fēng)險。

【參考文獻(xiàn)】

【1】趙強.主井摩擦式提升機(jī)防重載下放關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 煤礦機(jī)械，2012（09）：212-215.endprint