礦用提升機制動系統冗余回油管路的設計與應用

王愛英

(山西焦煤汾西礦業集團 機電處，山西 介休 032000)

·試驗研究·

礦用提升機制動系統冗余回油管路的設計與應用

王愛英

(山西焦煤汾西礦業集團 機電處，山西 介休 032000)

以山西焦煤嵐縣正利煤業副立井提升機制動系統為研究對象，根據2016版《煤礦安全規程》第425條規定：提升機安全制動必須有并聯冗余的回油通道。為滿足新版《煤礦安全規程》要求，結合礦井現場實際情況，提出切實可行的方案，通過加裝電磁閥控制冗余回油管路的方法對安全制動系統進行了改造，實踐證明，該方法完全滿足《煤礦安全規程》要求，并且提高了提升系統的安全可靠性。在此基礎上，為進一步提高制動系統可靠性，在對液壓管路改造的同時加裝液壓油冷卻裝置，從而避免了液壓站夏季油溫過高影響制動性能。

礦井提升機；冗余回路；安全制動；液壓系統

礦井提升機是礦山的重要設備，而提升機制動系統更是提升機的關鍵部分，在礦井的安全生產中占有非常重要的地位，制動系統的安全可靠性直接關系到礦井的安全穩定運行。本文針對副井提升機制動系統實現冗余回路管路的問題進行深入分析，提出解決方案，通過增加冗余回路管路，配合電磁閥對冗余回油管路進行控制，進一步提高了提升機制動系統的可靠性，從而提高提升機的安全可靠運行。

1 提升機制動系統概況

正利煤業副井采用立井提升模式，提升高度567.5 m，主要擔負礦井人員、材料、設備、支架等的所有輔助提升任務。液壓制動系統由四組八對盤形制動閘和2臺型號為E141A的恒減速液壓站組成，2臺液壓站為一用一備。制動系統的電控由恒減速控制柜實現，在正常提升過程中，可以實現提升機的恒減速功能、二級制動功能、一級制動功能和工作制動功能等。

2 存在問題

根據2016版《煤礦安全規程》第425條規定：提升機安全制動必須有并聯冗余的回油通道。改造前礦井副立井提升機安全制動系統不具有并聯冗余回油通道，這與《煤礦安全規程》規定相違背，為此決定在原有安全制動系統基礎上進行技術改造，以滿足《煤礦安全規程》要求。

3 改造方案及實施

通過對礦井副井提升機安全制動系統進行分析，在不改變原有提升機安全制動系統的基礎上，提出增加一條冗余回油通道的方案。提升機正常提升過程中，冗余回油通道處于關斷狀態，若提升機主回油管路出現故障，如回油管路堵塞，回油電磁閥堵塞等造成盤形制動閘回油較慢或不回油時，立即導通冗余回油通道，實現盤形閘的快速回油，以達到快速安全制動的目的。

基于此，該礦對安全制動系統進行了改造，主要方案如下：

1) 增加冗余回油管路。冗余回油管路一端接靠近盤形閘位置的主回油管路，另一端直接接入液壓站油箱。冗余回油管路一旦導通，立即將盤形閘中的高壓液壓油泄入液壓站，實現對盤形閘的快速制動。施工過程中，需注意對安裝的冗余回油管道進行清洗，防止雜物進入液壓系統。

2) 在冗余回油管路上安裝一個DC24V三位三通電磁閥。電磁閥通電后冗余回路導通，因考慮到提升機房斷電后電磁閥不能動作，為提高電磁閥動作可靠性，由提升機房UPS對電磁閥提供電源。

3) 在提升司機操作臺上安裝手拍式急停按鈕，實現對電磁閥的通斷控制。

4) 對現場提升機司機進行培訓，使其對制動系統冗余回路管路原理有一定的了解，并掌握使用冗余回油急停按鈕的時間。若提升機出現緊急情況，拍電控急停按鈕提升機不能立刻實現制動后，立即拍下冗余回油急停按鈕。

提升機安全制動系統改造前后液壓管路系統示意圖見圖1.

4 改造后試驗效果

對提升機安全制動系統增加冗余回油通道后，需對冗余回油通道進行試驗，因提升機在運行過程中試驗對鋼絲繩和連接裝置的沖擊比較大，故選擇提升機液壓試驗的方式進行試驗，改造后冗余回油管路導通后液壓系統油壓變化曲線見圖2.

圖1 制動系統冗余回油管路改造前后對比圖

圖2 冗余回油通道導通后油壓變化曲線圖

選擇提升機液壓試驗方式，打開制動手柄，使液壓站油壓達到10 MPa，拍冗余回油急停按鈕，從圖2可以看出，拍下冗余回油急停按鈕后1.5 s，油壓由10 MPa下降至0，起到很好的制動效果，達到設計要求，提高了安全制動系統的可靠性，同時也為今后類似改造提供參考和經驗。

5 液壓站冷卻裝置改造及實現

考慮到副立井制動系統液壓站在夏季存在油溫過高現象，為避免液壓站油溫過高影響提升機制動性能，故在冗余回油通道改造完成后，對液壓站加裝了冷卻裝置。該冷卻裝置的原理是從液壓站中將溫度較高的液壓油抽出經過強迫風冷散熱片后返回液壓站，達到對液壓油降溫的目的。

該冷卻裝置的優點是：

1) 冷卻裝置管路與提升機制動系統管路相互獨立、互不干擾，即冷卻裝置發生故障后不會對制動系統造成影響。

2) 采用外循環風冷的散熱方法，容易實現，不會對原有液壓油造成污染。

3) 系統簡單，便于維護。

4) 該冷卻裝置冷卻效果好，冷卻裝置投入運行后，夏季液壓站油溫最高45 ℃，遠低于液壓站油溫不超過60 ℃的數值。

6 結 語

本文針對副井提升機安全制動系統如何增加冗余回路管路問題進行了分析，結合現場實際情況對回油管路進行了局部改造，同時對液壓站夏季油溫過高的問題進行了處理。本次改造的成功實施，滿足了《煤礦安全規程》對立井提升機安全制動系統的要求，提高了礦井副井提升機制動系統安全可靠性。該項改造具有施工簡單，改造費用低，操作簡便的優點，可推廣至其他需安裝冗余回油通道的安全制動系統，為設備的正常運行提供了保障，同時也給制動系統的設計者提供了一定的參考。

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Design and Application of Redundant Return Oil Pipe in Mine Hoist Retrosystem

WANG Aiying

2016 version of Coal Mine Safety Regulations Article 425 requires: hoist safety brake must have a parallel backup oil return channel. To meet the requirements, the paper takes the brake system of the auxiliary shaft in Zhengli coal mine as the research object, and puts forward the feasible scheme based on the site situation. By installing the solenoid valve to control the returning oil piping, safety braking system renovation engineering succeed. It has been proved that the method fully satisfies the requirements of the code, and greatly improves the safety and reliability of the lifting system. Further more, the hydraulic oil cooling device also installed, thus prevent the hydraulic station from poor performance in summer caused by too high oil temperature.

Mine hoist; Redundant circuit; Safety arrestment; Hydraulic system

2016-12-05

王愛英(1971—)，女，河北饒陽人，1993年畢業于北京煤炭工業學校，工程師，主要從事機電設備管理工作

(E-mail)scbjdk@sohu.com

TD534+.5

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1672-0652(2017)02-0004-03