淺談煤礦提升機技術改造實踐

方和敏

（江西眾一礦業集團有限公司，江西 南昌330046）

礦井提升機是煤礦主要機電設備之一，主要用于提升煤炭和矸石、升降人員、設備、材料等，是井下與地面的主要運輸工具。近些年來，國家煤監局十分重視煤礦安全，不斷提出要求，更新不符合或達不到安全性能的提升機，而正在使用中的提升機有相當數量主要是電控和制動系統不符合要求，必須技術改造。筆者近幾年制定改造方案，主持并指導對10多部提升機進行了技術改造，現就江西鳴山礦業公司（原樂平礦務局鳴山礦）地面立副井提升機技術改造進行闡述。

改造前狀況：江西鳴山礦業公司地面立副井提升機型號為2BM－2500／1220，于1966年安裝，屬仿蘇產品，主軸裝置已改為厚板無支環結構，內置蝸輪蝸桿機械離合器，減速器為平行軸，電控為KKX型，該電控故障率高、維護量大且困難、系統功能不完備、安全可靠性差、能耗高、效率低、噪聲大。制動系統為雙套角移式單線傳動油壓塊閘制動，雙回路制動不同步，制動系統組成部件復雜，可靠性差，因此對電控和制動系統進行了改造。

1 電控系統的改造

1.1 總體技術方案

提升機電控采用礦用一般型“PLC”提升機電控系統，主回路采用高壓真空接觸器換向，轉子回路采用8級可控硅串電阻起動，具備動力制動功能，可編程邏輯控制，控制原則符合提升機電控工藝要求，并具備《煤礦安全規程》中有關九大保護的要求，實現各主要保護雙線制。

1.2 系統組成

（1）高壓真空開關柜。主回路用雙回路隔離開關進線，用真空斷路器進行分斷，設電壓、電流及指示燈顯示，裝YH2414電動機保護測控裝置，設機械、電氣聯鎖及閉鎖。

（2）高壓真空換向柜。正反換向器采用真空接觸器，之間除了有電氣閉鎖外還有機械閉鎖，確保不誤動作，設快速高壓熔斷器，保護真空管漏氣造成的相間短路及電機過流現象。

（3）主令控制柜。主令控制柜核心控制器件選擇西門子S7－200可編程控制器，功能強大、性能可靠，由CPU主控制模塊和I／O數字量模塊組成，通過輸入端口采集各種控制狀態及反饋信號，經運算處理后通過輸出端口驅動執行元件完成各項提升工藝控制。

（4）可控硅轉子柜。采用可控硅來切除電阻，具有無噪音、無振動、維護量小等優點。

（5）動力制動柜。采用可控硅交流380V兩相供電，裝KTDL－A動力制動限速模塊，CFB模塊，全橋半控觸發，能實現動力制動開環、閉環兩種控制方式，配UPS不間斷電源，實現供電斷電情況下的提升機二級安全制動電路短時間供電。

（6）司機操作臺。司機操作臺為一體結構，臺面由指示儀表、指示燈、觸摸屏、按鈕開關，主令手柄、制動手柄等顯示及主令元件組成，內裝KTPJ型可調閘模塊、S7－200可騙程控制器等，是電控系統的顯示、操作平臺。

（7）軸編碼器。安裝2個軸編碼器，主要通過脈沖數顯示容器位置，安全保護功能的軟件監控，不同型號的提升機安裝位置不同（見圖1、圖2），可根據現場情況及提升機具體結構安裝。

圖1 軸編碼器1安裝

圖2 軸編碼器2安裝

1.3 系統特點

（1）系統核心采用“PLC”控制（西門子S7－200可編程控制器），根據各項操作指令及反饋信號完成各項工藝控制，準確監控設備運轉情況。

（2）制動系統油壓由KTPJ型可調閘模塊代替原有的CF1環節（磁放大器），完成KT線圈的控制和測速機、角機等信號采集。

（3）采用KTDL－A動力制動限速模塊代替CF3環節，實現動力制動限速段的閉環控制。

（4）采用CFB模塊，替代原有分離模擬控制電路，完成動力制動電源柜內的晶閘管觸發控制。

（5）安全回路保護由繼電器硬回路和“PLC”軟回路組成，重要保護采用雙回路冗余結構設計，實現多點、軟硬同時監測方式，確保系統運行安全可靠。

2 制動系統的改造

1）該提升機雖為雙滾筒結構，但滾筒調繩裝置為內置蝸輪蝸桿機械離合器，因此采用TE131B－D型比例閥液壓站完全滿足系統需求。

TE131B－D液壓站是高性能型提升機制動控制液壓站，是為大型提升機制動控制設計和制造的，是國內提升機主機廠所配套的所有高、中壓液壓站，可實現二級制動，滿足《煤礦安全規程》要求。

2）根據主軸結構制動器選液壓徑向彈簧閘（TK－135型），制動系統的施工安裝不作詳細介紹。

3 效果

1）選擇了“PLC”電控，各項參數標定準確，安全性能可靠。

2）電控故障率大大降低，減少了維護量。

3）轉子回路采用了可控硅觸發控制，無噪聲。

4）安全保險裝置過卷、過速、限速和減速功能因采用“PLC”控制和軸編碼器，已形成了雙線型式。

5）在制動和松閘過程中，油壓和電流跟隨性好，基本呈線性，控制電壓為零時，殘壓P0≤0.5MPa。

6）該提升機經技術改造后，經專家評定可繼續使用（2013年12月1日由樂平礦務局組織省內外專家6人，江西煤礦安全監察局、江西省煤炭集團公司、相關煤礦參加在景德鎮評審）。