陽煤一礦主斜井提升系統(tǒng)可靠性的改造與應用

李瑞霞

（陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司一礦，山西　陽泉　045008）

引言

陽煤一礦位于山西省陽泉市西北部，隸屬山西國陽新能股份有限公司管轄。一礦東鄰四礦，南鄰三礦；西鄰七里河井田（規(guī)劃井田），北鄰蔭營煤礦及程莊井田（規(guī)劃井田）。礦井核定生產(chǎn)能力750萬t，考慮1.4的儲量備用系數(shù)，礦井服務年限為62年。礦井現(xiàn)生產(chǎn)水平為+669m水平，礦井開拓方式為主斜井、副平硐、副立井綜合開拓方式，利用大巷采用上下山采區(qū)走向長壁布置方式進行開采，局部根據(jù)采區(qū)開采條件布置為傾斜長壁開采。主斜井提升采用斜井膠帶輸送機系統(tǒng)，共有1號、2號兩部強力皮帶，由2個進風口分別提升。1號主斜井裝備1部DX-GX-2500型鋼絲繩芯膠帶輸送機，擔負井下北條帶的原煤提升任務。2號主斜井裝備1部ZLD-150/71/8型鋼絲繩芯膠帶輸送機，擔負井下南條帶的原煤提升任務。

1　系統(tǒng)概述及改造必要性

1）陽煤一礦丈八主斜井1號強力皮帶機，機長770m，帶寬1.2m，帶強GX-2500，設計運量900 t/h，帶速3.0m/s，電機為315 kW，減速器為ZL-130。在運行中經(jīng)常發(fā)生減速器軸齒斷裂，不得不經(jīng)常更換高速軸和二軸齒，直接影響設備的安全運行，存在巨大安全隱患，因此礦機電部門通過多次調研，為進一步加大陽煤一礦主提升能力和改善主提升設備的安全性能，欲將驅動部更新改造，主要是更換進口減速器三套，配套更換聯(lián)軸器和制動輪，淘汰老舊設備，保證設備安全運行。

2）2號強力皮帶于1996年安裝，設計能力1 000 t/h，全長1 100m，它的電控系統(tǒng)是在20世紀90年代初期設計和安裝的，屬于PLC嵌入式繼電器控制系統(tǒng)，由于PLC所有的輸入、輸出使用DC24 V低電壓模塊，所以都需要繼電器隔離，而且數(shù)目多達200個。線路復雜，而且控制單元繁瑣。經(jīng)過近十五年的運行，各種電氣元件老化，經(jīng)常出現(xiàn)接觸不良的故障，而且系統(tǒng)配置較低，僅有信號指示，又沒有上位機進入程序進行直觀檢查，故障排查困難。2004年進行能力提升改造主要就是加裝了一臺直流電機，但各種控制信號還都是使用的模擬量，從而造成系統(tǒng)啟動特性比較軟。2號主提升皮帶機是集控設備，經(jīng)常出現(xiàn)滿載頂車，主要受啟動能力的制約，系統(tǒng)處理能力沒有達到最大化。皮帶機各種保護也都是嵌入到PLC系統(tǒng)中，拉線、跑偏開關是串聯(lián)后返回到PLC的，一點故障需多處檢查，造成全系統(tǒng)停車，影響設備運轉時間。使用的聲光預警信號現(xiàn)在已經(jīng)淘汰，而且無法買到和更換配件。因此很有必要對2號強力皮帶電控系統(tǒng)進行改造。

2　改造主要目標

機械系統(tǒng)改造目標為減少皮帶事故率，提升設備性能與設備運行的安全性，提升皮帶運輸能力，電控系統(tǒng)改造目標為電控系統(tǒng)運行平穩(wěn)、質量可靠、性能參數(shù)優(yōu)良、維護量小，能良好適應陽煤一礦安全生產(chǎn)，能保證主提升皮帶具備高質量的啟動特性，具備任意兩臺拖動功能，如果一臺電動機有故障，實現(xiàn)兩臺拖動的一鍵操作，杜絕“倒車”現(xiàn)象發(fā)生，保證皮帶滿煤時能夠順利啟動。

3　改造主要內容

1號強力皮帶機驅動部更新改造、選型。安全回路雙重化，獨立運行互為冗余。調節(jié)器熱備、一鍵切換。增加逆向點動功能?？刂葡到y(tǒng)程序控制。完全實現(xiàn)信息數(shù)字化。

4　改造創(chuàng)新內容

操作系統(tǒng)由操作臺操作改為電腦軟操作。取締繼電器，歸入PLC，使故障反映直接?？刂葡到y(tǒng)由GEPLC改為西門子PLC。且一用一備，雙PLC之間互為藍空實現(xiàn)冗余控制，勵磁柜一用一備。通過上位機對皮帶進行起、停及各種輔助設備控制。通過畫面監(jiān)控皮帶機運行情況，顯示運行過程仿真圖，主要參數(shù)（系統(tǒng)狀態(tài)圖，速度曲線，電流曲線，液壓系統(tǒng)圖，圖形化安全回路圖，當前故障報警，歷史故障記憶，故障判斷等）的數(shù)字量實時顯示，隨時打印。電控系統(tǒng)可控制給煤機的開停及實時監(jiān)控。控制系統(tǒng)具備“自診斷”功能，對各類故障能夠語音自動報警，并存儲故障類型，顯示到可視界面指導維護人員維護、判斷故障。系統(tǒng)增設電機旁路方案，即系統(tǒng)可以允許兩臺電機驅動，任意一臺可以旁路。系統(tǒng)增加勵磁調節(jié)柜一臺，實現(xiàn)勵磁電流反向功能。將操作系統(tǒng)引至新調度集控室進行操作，并做到信息上傳。

5　技術、經(jīng)濟效益分析

本項目的實施，可有效提升主提升皮帶的運輸效率，提高礦井的生產(chǎn)效率，具有良好的推廣應用前景和經(jīng)濟效益。

一礦作為一個千萬噸大礦，本礦600萬t以上原煤由主斜井提升系統(tǒng)運輸，因此減少主提升系統(tǒng)的事故率，提升設備運行的安全性，可靠性意義重大。1號主斜井驅動部改造提升了皮帶機的運輸能力，減少了設備運行的事故率，增加了設備運行的安全性，節(jié)省了由事故造成的主皮帶停運現(xiàn)象，提高了礦井的生產(chǎn)效率，具有巨大的經(jīng)濟效益。2號主斜井電控系統(tǒng)改造解決了電氣元件老化，系統(tǒng)接觸不良，沒有上位機進入程序進行直觀檢查，故障排查困難的問題，新系統(tǒng)具備“自診斷”功能，對各類故障能夠語音自動報警，并存儲故障類型，顯示到可視界面指導維護人員維護、判斷故障，有效解決了一點故障需多處檢查，造成全系統(tǒng)停車現(xiàn)象的發(fā)生，節(jié)省了大量時間，提高了礦井生產(chǎn)效率，提升能力具有巨大的經(jīng)濟、社會效益及推廣應用前景。

6　結語

通過對主斜井提升系統(tǒng)的改造，實現(xiàn)了皮帶機運輸能力的提升，增加了設備運行的可靠性，減少了設備的各類隱患和安全事故，提高了礦井的生產(chǎn)效率，并創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益，為陽煤一礦現(xiàn)代化礦井的建設和高產(chǎn)高效提供了保障。