煤礦立井提升機安全高效技術改造

陸遠新　管京城　　柏　樂（淮南礦業集團朱集東煤礦，安徽　　淮南　　232001）

煤礦立井提升機安全高效技術改造

陸遠新管京城柏樂
（淮南礦業集團朱集東煤礦，安徽淮南232001）

摘要：本文通過對立井提升系統存在的安全性能和提升能力上的缺陷，進行安全、高效技術改造，保證了礦井提升系統的安全性與礦井生產的有序性。

關鍵詞：煤礦提升系統；安全設計；高效

一、概述

朱集東煤礦目前設有立井提升機5臺，絞車隊負責日常使用及檢修工作。我隊在日常工作中，在提高提升機安全性與高效性方面做了相關技術創新與改造，取得了良好的實用效果。

二、提高提升機安全性能

在提高提升機安全性能方面，絞車隊主要完成了以下4個方面創新改造。

1　增加天輪閉鎖的安全設計

提升機天輪檢修主要內容包括：天輪軸承加油及換油、天輪游動輪及固定輪檢查、天輪軸承、摩擦襯墊、輪轂偏擺檢查等。在檢修過程中，天輪檢修信號傳輸主要由檢修負責人在天輪平臺持對講機與井口聯系，信號工所發信號一切聽從井口檢修負責人指揮。現場存在檢修期間信號交叉傳輸或者對講機傳輸信號不清晰或者通訊中斷的安全隱患。通過在上、下天輪檢修平臺上增設了兩個檢修閉鎖箱，將上、下檢修平臺閉鎖按鈕硬接點串接入車房220V控制安全回路中去。改進后，檢修人員在天輪平臺按下檢修閉鎖箱按鈕，車房安全回路斷電，絞車無法復位開車。天輪閉鎖的設計消除了因為檢修期間對講機傳輸通訊故障、信號不清晰、信號工誤發信號等原因引起的安全隱患。

2　電樞柜風機的安全設計

朱集東礦副井、矸石井絞車采用電樞換向的直流可逆系統拖動方案。為減少交流電源的諧波，采用兩組晶閘管整流橋并聯。控制電路采用西班牙C30A全數字調速裝置。電樞柜是傳動系統的核心部件，而電樞柜內冷卻風扇為柜內核心電器元件進行散熱，防止過溫。在日常檢修過程中發現由于廠家設計存在缺陷，電樞柜內風機不啟動，絞車仍然可以正常運轉，可能導致電樞柜核心部件過溫，存在極大的安全隱患。針對現場出現的問題，為了保證電樞柜的安全運行將電樞柜風機控制空開F1的一對常開點加在安全回路中，F1開關如不送電，安全回路報緊急停車及一次提升故障，絞車將無法啟動。上位機上顯示的故障信息及時提醒檢修人員查找原因，避免出現重大安全隱患和經濟損失。

3　ACS6000系統整流單元產生的直流分量對DTC變壓器的危害及防治辦法

朱集東礦主井采用ACS6000傳動系統，該套傳動系統硬件主要包括整流單元，逆變單元，電容單元，電壓限幅單元，控制與動力電纜的連接單元，勵磁單元。在大功率開關電路中，由于負載往往是感性負載，因此，在開通-關斷過程中會產生較大的感應電動勢，為了保護開關器件不損壞，往往需要一只續流二極管來泄放產生的反向電動勢，續流二極管要有較高的開關速度。每一個IGCT元件反并聯一只續流二極管。當上橋臂上的IGCT關斷時，通過下面的續流二極管續流，以保證電流的連續。對于上述的三相全控橋整流電路而言，直流分量在理想狀態下往往是不會存在的，但在實際的運行過程中往往存在直流分量，具體原因主要是：（1）上下橋臂的開關元器件IGCT的導通壓降不同，關斷時間存在實際的誤差，導致變壓器副邊的波形幅值不等；（2）系統在動態調制過程中，調制解調電路如出現輸出波形不對稱的情況，就會導致系統不平衡，從而產生直流分量。直流分量的存在會導致DTC變壓器鐵芯磁路飽和，加大了變壓器的損耗，使DTC變壓器發熱，造成變壓器繞組間的匝間隙短路或相間短路，引發事故。針對直流分量設計的預防方法主要有以下幾點：（1）增加變壓器的鐵芯氣隙，簡單的說就是通過這種方法增加鐵芯的磁阻。（2）在變壓器原邊繞組串聯一個電容，通過電容的隔直通交作用限制直流分量。（3）減小控制電路的脈沖失真和驅動延時，檢測變壓器副邊電壓的周期變化，利用PI調節延時調整觸發脈沖的寬度。（4）將直流分量經光纖送到接口板，由有軟件判斷直流磁化的程度，從而采取相應的處理措施，達到控制的目的。

4　滾筒式尾繩擋輥設計

傳統設計中，尾繩擋梁擋塊采用方鋼作為主體結構，外側澆注塑性耐磨材料，由螺栓固定在尾繩擋梁上，位置固定，對尾繩起到限位和保護的作用。但由于尾繩單位質量大、擺動頻率高、方向不確定性，傳統擋塊與尾繩之間為滑動摩擦力，磨損情況嚴重，且塑性耐磨材料磨損后，由于檢修不便，如不及時更換該尾繩擋梁，尾繩與方鋼之間產生剛性滑動摩擦，尾繩磨損加快，嚴重影響尾繩的使用壽命及提升安全。同時，尾繩擋梁位于井筒裝備最下部，上下不便，傳統尾繩擋梁質量大，體積大，檢修不便，更換難度大。新型滾筒式尾繩擋輥的結構特點是采用塑性耐磨材料包裹的滾筒式擋輥，所述滾筒式擋輥是在可轉動的滾筒上外裹塑性耐磨材料作為擋塊，所述滾筒通過軸承設置在滾軸上；設置所述滾筒式擋輥布置在尾繩的四周，以相對設置的一對上擋輥和一對下擋輥形成封閉的呈矩形的尾繩防護空間。與已有技術相比，新型設計有益效果體現在：

（1）新型的結構設置使尾繩與擋塊之間由剛性滑動摩擦改為柔性滾動摩擦，減少了尾繩所受的摩擦力，在起到傳統設計同樣效果的同時，大大提高了尾繩使用壽命。

（2）新型中擋輥結構簡單，體積小、質量輕，檢修方便，降低了勞動強度及檢修成本。

（3）新型設計的擋塊可更換使用，大大提高擋塊的利用效率，降低了使用成本。

三、提高提升機運行效率

朱集東礦主井配備兩臺多繩摩擦式提升機，年設計提升能力400萬t。2013年以來主井既要保證礦井提煤產量又要保證掘進出矸石任務，為保證礦井生產任務的完成對主井提升機循環時間進行優化。提升機初始運行方式下爬行距離為20m，速度0.5m/s，耗時42s，通過修改主控程序將爬行距離縮短至15m，爬行時間縮短10s，一臺提升機運行工況按一天20h，每鉤25t計算，則修改爬行距離之后兩臺提升機每年可增加產量T=2×340×（3600÷158-3600÷168）×25×20=450000t。

結語

經過一系列技術改造和創新，朱集東礦立井提升系統在安全性能和提升能力上都有了很大的提高，保證了礦井采煤、掘進需要，避免了提升系統事故的發生，為朱集東礦安全高效生產奠定了基礎。

參考文獻

[1]王宇星.礦井提升機的自動化控制[J].湖南有色金屬，2001（03）.

[2]陳光銀.提升機制動系統的性能優化與協調控制的研究[J].甘肅科技，2006（04）.

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