主井提升機運行過程中的重載下放和超載上提原因分析及應對方法

王利勇　王國慶

【摘 要】潘一礦主井提升機運行強度大，正常全自動運行時，出現在夜班的重載下放不能及時發現，超載上提造成的設備損壞后果嚴重，處理安全風險極大。通過分析重載下放技術特征和提升機運行工況，編制PLC邏輯程序，及時發現重載下放，解決因此造成的超載上提。

【Abstract】The operation intensity of main hoist in Panyi mine is large. When normal and fully automatic running， heavy overloading down on night shift can not be found in time， the equipment damage caused by overloading up is serious， and the safety risk is great. By analyzing the technical characteristics of overloading down and the operation conditions of hoist， the PLC logic program is compiled， and the overloading down is detected in time to solve the overloading up.

【關鍵詞】提升機；重載下放；超載上提；PLC邏輯程序

【Keywords】hoist； overloading down； overloading up； PLC logic program

【中圖分類號】TD534 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0178-02

1 主井概述

潘一礦主井擔負全礦原煤提升任務，主井提升方式為立井提升，提升機為井塔式多繩摩擦式提升機2臺， 采用中信重工公司生產的2臺JKM4х4-Ⅲ（E）型井塔式多繩摩擦式提升機，配套上海電機廠電機，型號為TDBS2300-20，電機功率2300kW，電控系統采用瑞典ABB公司生產的ACS6000交-直-交中壓傳動系統和上海華菱成套設備有限公司生產的電控系統，來完成提升過程的自動控制，該系統設有過卷、過速、過負荷、欠電壓、限速、閘瓦磨損、滿倉保護及閉鎖、減速保護等安全保護功能，采用軟、硬件結合的方式，滿足《煤礦安全規程》的要求和實際生產的需要，在井口和井底裝有楔形木罐道和防撞梁、防墜托罐裝置、箕斗定量裝置。在信號方面實現了皮帶機、給煤機、液壓稱重定量裝置、定量斗扇形門、閘門的邏輯閉鎖關系。

主井提升高度624m，井筒凈直徑7.5m，提升容器裝備2套18t雙箕斗，最大提升速度10m/s，箕斗自重23.6t，最大靜張力60t，最大靜張力差18t，井下設置定量倉，實現液壓自動定量裝載，地面采用曲軌自動卸載。

2 原煤提升工作流程

目前主井提升系統和井下裝載系統實現全自動化。井下定量倉將原煤裝進箕斗，定量倉內原煤卸空，扇形門關閉到位，裝載自動發出提升信號，提升機接到信號，自動按照提升程序進行加速、勻速和減速運行，直到到達指定位置，自動停車，實現提升系統自動化。主井裝載站通過皮帶機將井下煤倉內原煤裝進井下定量倉，定量倉通過稱重裝置，實現定重裝載、皮帶機的啟、停工作，定量倉扇形門的開啟和關閉與提升機箕斗位置和皮帶機工作狀態實現閉鎖，并將原煤裝進提升機箕斗，實現定重裝載和裝載系統自動化[1]。箕斗從井下提升到主井二平臺，箕斗進入曲軌并將引輪頂起，使箕斗扇形門口打開，將原煤卸到地面卸載倉，實現原煤由井下到地面的提升。

3 崗位人員設置

主井提升機2臺，正常運行時司機2名，負責觀察提升機運行工況，如電流、速度、箕斗位置、定量倉煤重、電機溫度、液壓站壓力等；主井卸載站設置東西卸載司機各1名，負責觀察箕斗卸煤狀況、停車位置和進入曲軌聲音等；井下裝載站上口設皮帶機司機1名，負責觀察皮帶機運行工況，定量倉裝煤重量和體積；裝載站下口設司機1名，負責觀察箕斗裝煤狀況，液壓站和定量倉工況。

4 重載下放原因分析和應對措施

重載下放，顧名思義就是箕斗在卸載位置沒有正常卸煤，箕斗內帶煤下行。造成箕斗在卸載位置沒有正常卸煤的原因，有如下幾種情形：第一，原煤比較潮濕，造成卸煤過程緩慢或粘性增加，造成箕斗滯煤。應對措施是卸載司機要經常查看煤質狀況，卸煤緩慢或粘性增加的情況下，由自動運行改為手動運行，能起到緩解作用。不足之處是夜班職工精力有限，這種狀況無法徹底解決。第二，箕斗內有道木或者大的矸石，將卸煤口堵住，造成箕斗內原煤卸不盡或者完全不卸煤。應對措施是卸載司機要經常查看卸煤狀況，發現卸煤口被堵住，應將自動運行改為手動運行。不足之處是夜班職工精力有限，此類狀況不能及時發現[1]。第三，箕斗內部鋼板出現變形，造成卸煤過程緩慢。應對措施是加強檢修，發現鋼板變形，應及時整形或更換。第四，絞車停車位置偏低，進入曲軌距離不夠，造成箕斗扇形門打開不徹底，原煤卸不盡。應對措施是卸載司機發現停車位置偏低，應及時告知檢修工，及時調整箕斗到位傳感器或調整提升鋼絲繩長度。第五，箕斗下部引輪變形，進入曲軌后，扇形門開口不夠大，造成卸煤不徹底，箕斗內留煤。應對措施是卸載司機發現扇形門開度有異常，應及時告知檢修工，加強引輪檢修。

通過分析發現，前2類原因造成的重載下放，通過卸載司機強化班中巡查，能起到緩解作用，不能徹底解決。而后面3種原因導致的重載下放，通過卸載司機和檢修工的努力，能夠徹底解決。

5 超載上提原因分析和危害

超載上提是指超過提升機允許的最大提升量，最大靜張力差超過提升機最大允許值，威脅到提升機的安全運行。原因有如下幾種：endprint

第一，箕斗重載下放，在井下停車位置定量裝載，導致超載上提。正常運行情況下，箕斗定量裝載，提升機負載不變，因此電流基本不變。若出現重載下放，則會造成靜張力差變小，運行電流比正常情況小，因此提升機司機是發現箕斗重載下放的關鍵一環，如果此環節發現不及時，則會導致箕斗重載下放到位，定量裝載后，超載上提。這種情況，會造成實際最大靜張力差超規定值，而裝載司機很難發現這一情況，提升機將會超最大靜張力差運行，電流過大，會出現過電流緊急停車。要將箕斗內超載的煤弄出箕斗，非常困難。首先，提升機啟動電流本來就大，在啟動、加速階段判斷過電流不精準，而過了啟動位置后，人員進入箕斗，將超載的煤運出，需要借助另外一臺提升機，在井眼搭跳板，人員才能達到箕斗頂部，用保險帶將人員送到箕斗口，將箕斗內原煤掏出，運至另外一臺提升機，整個處理過程風險極大。特殊情況下，超載上提還會造成提升機放大滑，損壞提升機和相關設施。

第二，稱重裝置損壞，造成實際裝煤量超過規定值，導致超載上提。應對措施：皮帶機司機巡檢過程中，能及時通過定量倉裝煤狀況，發現稱重裝置是否正常，若不正常，則由檢修工進行處理。

通過分析發現，重箕斗下放導致的超載上提很難被發現，但是其運行過程特點很明顯，提升機運行電流比正常情況低，可以通過這一主要特點，及時捕捉到重箕斗下放，從而避免更加嚴重的超載上提事故。主繩、尾繩、箕斗重量有直接關系，提升機實際電流、轉矩與靜張力差大小有關系，雖然主繩、尾繩理想狀態下，是平衡的，兩個箕斗空重是相同的，但實際使用一定時間后，主、尾繩磨損還是有很明顯的區別的，因此在兩個箕斗的交鋒位置（中間位置），提升機電流與負載的聯系最大，基本可以忽略其他因素對電流的影響，如下圖：

在此條件下，測出定重工況下中間位置電流和轉矩百分比，全自動運行情況下，實際轉矩為86%。若全自動、定重裝載轉矩比達不到80%，則可斷定出現重箕斗下放，此時PLC輸出模塊使提升機操作臺蜂鳴器和故障燈指示同時動作，并使提升機執行減速停車動作。提升機司機將提升機打到手動運行狀態，通知裝載站皮帶機司機和下口司機，將皮帶機運行模式轉為手動模式，避免重箕斗下放到位后，再自動定量裝煤，避免出現超載上提。

通過對提升機重載下放和超載上提原因分析，強化設備檢修和巡視工作，加強司機崗位責任心，能夠對出現的問題有所緩解，但是建立重載下放PLC程序邏輯和數據判斷，能夠及時準確判斷出是否是重載下放，解決超載上提的發生，避免嚴重的損失和安全風險。

【參考文獻】

【1】趙強.主井摩擦式提升機防重載下放關鍵技術研究[J]. 煤礦機械，2012（09）：212-215.endprint