礦井提升機系統故障分析與診斷

摘要:對礦井提升系統中容易出現問題予以說明，并進行分析與探討，以便對系統運行中的細節加強管理，提高故障防范能力。

關鍵詞:礦井提升 系統故障 分析診斷

0 引言

礦井提升機是礦山生產、運輸的主要設備之一，它擔負著向外運輸煤炭和運輸人員的任務，對礦井運輸有“礦井咽喉”之稱。礦井提升機運行的安全可靠狀況，直接影響礦山生產人員的生命安全和礦井生產能力。如何在故障發生之前進行預防，事故發生之后如何快速查找故障，將事故影響降低到最小化，對礦井的生產及安全起著重要的作用。如何保證運輸設備的可靠性和安全性，成為越來越突出的問題。

1 目前礦井提升機應用現狀

1.1 國外先進工業國家德、英國等，非常重視礦井提升機的安全性能，已成功地使用PLC構成了提升機的電控系統，采用各種方式(繼電器;繼電器+PLC;PLC+PLC等)來構成獨立工作的雙通道安全監視和安全回路;而且應用軟件的設計中采用各類監視保護措施、軟件多樣化等手段提高安全可靠性;提高礦井提升機系統可靠性成為必然的趨勢。

1.2 我國提升機電控系統目前大量生產和使用的仍是由繼電器和電子元件構成的各類控制單元組成的傳統系統，一般設有安全電路。由于系統內外連接電纜繁多，聯鎖觸點多，且由于礦井條件惡劣，煤塵污染、點蝕等外部不良因素影響，導致觸點斷開或閉合異常，線路故障頻繁，導致系統的可靠性普遍降低。

1.3 本文介紹了礦井提升機的一些故障，并且在此基礎上進行了分類。礦井提升機系統提升系統由機械、液壓和電氣三部分構成，從系統組成的結構來分，故障總體可分為機械故障和電氣故障兩大類。嚴重機械故障主要有制動事故、斷繩事故和過卷事故;電氣故障如主回路過流、控制電源失壓、低壓電源漏電等。這些故障不僅會嚴重影響礦井提升機運行，還會造成提升系統裝備嚴重損壞及人身傷亡事故，后果是非常嚴重的。

2 機械類故障及其分析

機械類故障主要包括主傳動機構、液壓制動裝置和潤滑系統三部分。根據事故統計，發生較多、損失和影響較大的幾種重大提升事故是過卷、斷繩、制動失效、滑動和井筒事故。

2.1 過卷事故是指在礦井提升機驅動下，容器進入正常行程以外的區域。一般上行容器過卷，下行容器下放。產生的主要原因如下: ①制動系統故障而導致制動力不足;②在減速段超速保護失靈時，發生超速。

2.2 由于使用多繩摩擦提升方式，所以很少發生斷繩事故，但是由于提升系統設計、產品結構還都存在一些問題，操作維修工人的素質及管理水平的限制，因此發生了一些惡性斷繩事故。斷繩除有過卷原因外，其他引起斷繩的基本事件可歸結為制動失效、保護不起作用和司機操作問題。至于產生過卷的原因，除制動失效、保護不起作用和司機處理不當外還有滑動。同時，幾乎所有的摩擦提升都采用多繩提升，因此罐籠也無防墜器(認為同時斷繩的可能性很小)。解決此類事故的關鍵是要避免超速過卷，這就需要對滑動、超載、制動進行監測和警示，并實施可靠的保護。

2.3 制動器是煤礦提升機普遍采用的一種機械制動裝置，它是煤礦提升系統正常減速停車及在各種提升故障情況下實施緊急制動停車的最終手段，是保證提升機系統安全的重要安全裝置。制動力矩及制動器調整是否合理，直接影響提升機的系統安全。

2.3.1 在此以目前廣泛使用的盤式制動器進行分析，盤式制動器采用彈簧制動、液壓松閘的工作方式。其工作原理如圖1所示，為:當油缸油壓降為最小，依靠碟形彈簧的預壓縮恢復張力使閘瓦3壓向制動盤2，從而使制動盤2可獲得最大垂直作用力，呈全制動狀態;當油壓升高時，液壓油產生的推力增大，彈簧力將部分地被克服，對制動盤2的作用力將減小，制動力矩降低;當油壓升高到能完全克服彈簧力的作用時，完全解除制動。

1——滾筒 2——制動盤 3——閘瓦4——活塞5——蝶形彈簧

圖1 盤式制動器工作原理

2.3.2 制動失效有三個方面體現，一是制動力矩大，造成動張力大所引起的滑動;二是超載或制動初速大，造成電氣回路跳閘，再次開車時，司機又將方向開反，造成重物下放，當發現時，提升機速度已經較大，實施制動便出現制動不住的事故;三是制動力矩小，造成制動不住。所以制動正壓力過大或過小均會影響制動安全，因此應使制動正壓力在提升運行過程中保持在所要求的范圍，這就需要通過監測來實現。

2.4 摩擦提升機近年來發展較快、效率較高，特別適合于大型煤礦，但摩擦提升是通過鋼絲繩與摩擦襯墊之間的摩擦力來傳遞動力，因此存在著滑動的可能，是其安全的重大隱患之一。滑動產生的主要原因如下:①嚴重超載;②襯墊或繩有油污，一是新鋼絲繩的油未清洗干凈，二是在維修時不慎使鋼絲繩或襯墊帶上潤滑油;③由于啟動或制動力矩調整過大引起加速度或減速度過大，進而使動張力差大，導致滑動。

2.5 井筒事故是指發生在井筒中的人員和設備損傷的事故，主要有乘罐墜人事故、井筒墜物事故、提升容器傷害事故、卡罐事故。

3 電氣類故障及其分析

電氣類故障主要由交流電樞回路故障、直流電樞回路故障、磁場回路故障和控制回路故障四部分組成。交流電樞回路故障表現為高壓開關柜過電流脫扣、高壓開關柜過負荷保護動作、電樞整流變壓器超溫報警、跳閘等。直流電樞回路故障有直流電樞回路過電流、直流電樞接地跳閘、電動機超溫、熱過載等。造成磁場回路故障的基本事件有低壓開關柜過流、磁場變壓器過電流、磁場變壓器超溫跳閘等。控制回路故障主要包括控制點元件時、調節器板輸出監視和計算機硬件故障監視三部分。

4 結語

提升機在運行過程中，總是要出現一些小問題的，只要遵循一定的方法及規律，劃定故障范圍，處理起來并不會很困難;同時也要加強日常的保養及維護，制定保養周期，防微杜漸，消除隱患，這將最大限度地延長提升機的無故障運行時間，更好地服務于礦井的安全生產。