礦井提升機(jī)安全門聯(lián)鎖裝置的研究與應(yīng)用

汪玲娟 ，張立科

1白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅白銀 730900

2白銀深部礦業(yè)公司 甘肅白銀 730900

白 銀深部礦業(yè)公司 (以下簡(jiǎn)稱“深部礦業(yè)”)是以生產(chǎn)銅礦石為主的礦山企業(yè)，已有 30 多年的生產(chǎn)時(shí)間。井下 400 m 以上的礦石即將采完，為了采掘更深部的資源，前幾年在井下 4 中段安裝了 1 臺(tái)盲副井提升機(jī) (距副井 4 中段井口 300 m)，提升機(jī)房與信號(hào)總臺(tái)在同一標(biāo)高上，信號(hào)總臺(tái)設(shè)在盲副井井口，井深 200 m，井下分為 5～8 中段，中段之間間隔均為50 m。提升機(jī)整套設(shè)備由中信重工提供，采用鋼性罐道單罐籠纏繞式提升方式，承擔(dān)著運(yùn)送井下人員、物料和提升廢石的任務(wù)。由于多個(gè)中段同時(shí)作業(yè)，日常工作特別繁忙，該提升機(jī)是深部礦業(yè)主要生產(chǎn)設(shè)備之一，最初安裝時(shí)電氣裝置比較落伍。為了滿足生產(chǎn)需要，將電氣部分改造成直流調(diào)速裝置和 PLC 控制系統(tǒng)，生產(chǎn)效率和設(shè)備性能明顯提高。

1 故障現(xiàn)象

隨著生產(chǎn)日益繁忙，其弊端也逐漸暴露出來，經(jīng)常發(fā)生生產(chǎn)礦車墜井事故，也發(fā)生過人員墜井的事故。各中段井口機(jī)械沒有搖臺(tái)設(shè)施，井口鐵道與罐籠內(nèi)鐵道之間有 25 mm 左右的間隙，罐籠到位后與井口鐵道基本平齊，礦車可以直接上下罐籠。由于現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)隊(duì)伍同時(shí)施工，施工人員素質(zhì)參差不齊，流動(dòng)性大，雖然加裝了簡(jiǎn)易安全門和阻車器，受到多種因素的影響，事故還是不斷發(fā)生，造成提升設(shè)備和井筒設(shè)施損壞嚴(yán)重，被迫停產(chǎn)搶修，生產(chǎn)任務(wù)不能順利完成。特別是在目前國(guó)家安監(jiān)部門對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)要求越來越嚴(yán)格的情況下，深部礦業(yè)要采取有效措施杜絕事故的發(fā)生。

2 故障分析

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)觀察，既存在生產(chǎn)人員安全意識(shí)不強(qiáng)的問題，也存在設(shè)備技術(shù)缺陷。生產(chǎn)中采取空車和重車循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，為了多提運(yùn)廢石，當(dāng)廢石車進(jìn)入罐籠后，在簡(jiǎn)易安全門沒有完全關(guān)閉的情況下 (有時(shí)完全敞開)，信號(hào)工發(fā)出開車信號(hào)，提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，提升罐籠離開后，生產(chǎn)工推動(dòng)廢石車靠近井口，縮短下次車輛上罐時(shí)間，此時(shí)特別容易發(fā)生車輛撞壞安全門并墜落的事故，砸壞生產(chǎn)設(shè)備。因此需要在各中段井口增加一套聯(lián)鎖裝置，保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 技術(shù)方案

由于各井口沒有供風(fēng)裝置，根據(jù)設(shè)施情況和生產(chǎn)需要，在進(jìn)車側(cè)和出車側(cè)都安裝了牢固的手動(dòng)安全門(高 1 800 mm，寬 1 200 mm)，其寬度為兩根垂直鋼梁中心距離。門軸固定在一根鋼梁上，2 個(gè)永磁鐵裝在門內(nèi)側(cè)，1 個(gè)磁性開關(guān)固定在另一側(cè)的鋼梁上，將進(jìn)車側(cè)和出車側(cè)的兩個(gè)磁性開關(guān)常開點(diǎn)串聯(lián)，通過電纜把信號(hào)輸送到井口控制箱，再將各個(gè)中段信號(hào)串聯(lián)形成一個(gè)綜合信號(hào)，輸入到 PLC 模塊內(nèi)并進(jìn)入程序中。另外在控制箱上安裝信號(hào)燈，便于總臺(tái)信號(hào)工隨時(shí)觀察各處安全門閉合情況，避免事故發(fā)生，提高生產(chǎn)效率?？刂葡到y(tǒng)功能如圖 1 所示。

圖1 安全門聯(lián)鎖信號(hào)與提升機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)系

4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程

下面以 8 中段井口進(jìn)車側(cè)安裝過程進(jìn)行說明，如圖 2 所示。

圖2 罐籠在 8 中段井口安全門打開示意

按照?qǐng)D 2 所示安裝好安全門，下邊距地面 200 mm，門內(nèi)側(cè)左上角安裝 1 塊 KY35A-3 型關(guān)門磁鐵，安全門合上后，最大感應(yīng)面與鋼梁面有 5 mm 間距，既能保證有足夠的吸合力，又可避免撞壞關(guān)門磁鐵。再安裝 1 塊 KY35-1 型感應(yīng)磁鐵，最大感應(yīng)面與鋼梁面有 20 mm 距離，2 塊磁鐵固定孔為上下位置。在鋼梁上安裝 1 個(gè) KHC100 礦用磁性接近開關(guān) (感應(yīng)距離≤100 mm)，與感應(yīng)磁鐵距離為 50 mm 左右。安全門合上后，磁性開關(guān)常開點(diǎn)閉合，將常開點(diǎn)引出線通過控制電纜連接到 8 中段信號(hào)房操作臺(tái)端子上。用上述方法在出車側(cè)也安裝一套同樣的裝置并引線到端子上，將進(jìn)車側(cè)常開點(diǎn) (KY1)和出車側(cè)常開點(diǎn) (KY2)串聯(lián)，使 8 中段關(guān)門信號(hào)傳輸?shù)骄谛盘?hào)臺(tái)。

同理將 4～7 中段設(shè)施安裝好并完成接線，使各處信號(hào)通過電纜傳輸?shù)骄谛盘?hào)臺(tái)上，然后進(jìn)入控制箱內(nèi)，控制箱裝在井口信號(hào)房?jī)?nèi)，便于信號(hào)工觀察與操作，控制箱內(nèi)各個(gè)備件安裝與接線按照?qǐng)D 3 進(jìn)行。

圖3 控制箱內(nèi)部接線示意

控制箱面板上裝有指示燈和復(fù)位開關(guān)，各個(gè)指示燈的作用在圖 3 中已經(jīng)注明。當(dāng)各處安全門完全關(guān)好時(shí)，指示燈正常工作，聯(lián)鎖信號(hào)進(jìn)入提升信號(hào)系統(tǒng)和PLC 模塊輸入口 00314，再輸入到程序中的開車回路和微動(dòng)回路。當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)打開安全門，馬上進(jìn)行安全制動(dòng)并停車，實(shí)現(xiàn)了安全門裝置與提升機(jī)的聯(lián)鎖控制。如果罐籠停在某中段正在上下礦車或者安全門關(guān)合不到位時(shí)，指示燈停止工作，提醒工作人員結(jié)束后關(guān)好安全門，為提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備。假設(shè)遇到磁鐵或者開關(guān)損壞、電纜斷開等特殊情況時(shí)，將開關(guān) SB置于特殊位置，此時(shí)安全門的電氣聯(lián)鎖功能被短接，提升機(jī)仍然正常運(yùn)轉(zhuǎn)，維修人員可以乘罐籠到各個(gè)中段查找故障，故障排除后，開關(guān) SB 恢復(fù)正常位置，裝置繼續(xù)發(fā)揮聯(lián)鎖作用。

5 結(jié)語(yǔ)

通過在各中段井口加裝安全門、永磁鐵和磁性接近開關(guān)等設(shè)施，解決了提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于安全門關(guān)合不到位所引發(fā)的安全問題，實(shí)現(xiàn)了二者之間的聯(lián)鎖控制，避免了人員或礦車發(fā)生墜井事故。自從投入使用以后，再?zèng)]有發(fā)生過類似事故，同時(shí)裝置還具有特殊操作功能，方便人員檢查與維修，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，證明該裝置具有安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于井口機(jī)械無(wú)搖臺(tái)設(shè)施的礦井中，達(dá)到了技改的目的。