王少軍,陳其生
(1.江西升科工貿有限公司 象山煤礦,江西 豐城331100;2.江西省新洛煤電有限責任公司,江西 豐城331107)
隨著新一輪煤礦技術升級改造完成,一大批先進設備投入使用,為保障煤礦安全生產創造了條件,尤其是變頻控制提升機的使用,極大地提高了立井罐籠的運行平穩性。但由于小煤礦管理人員對變頻控制疏于管理,忽視了提升機運行速度變化對運行經濟性和平穩性的影響。本文擬對提升機立井單罐籠運行速度參數變化對運行的經濟性和安全性進行分析探討。
JK系列提升機現多采用PLC控制系統,按煤礦安全規程規定配備了防止過卷、過速、過負荷和欠電壓保護、限速、深度指示器失效保護、閘間隙保護、減速功能保護、松繩保護、滿倉保護等裝置。最主要的是其利用了雙PLC變頻電控,運行平穩,操作簡單,提升機司機通過操作一個主令手柄和一個工作閘手柄即可實現對提升機的提升下放和停車控制,變頻調速,可根據需要控制提升速度,縮短爬行距離的提升循環時間,節省電能,提升過程實現無級變速運行,能有效避免罐籠顛簸現象。
提升機廠家技術人員在提升機安裝完成后,首先會考慮設備的磨合期,而設定一個試車參數,一般將井筒深度全長分成三段,將距井口的1/3段和距井底1/3段設定為減速爬行段,井筒中段為全速運行段。在試運行結束后,礦井對提升機運行參數如未作調整,運行一段時間后,受鋼絲繩彈性變形影響,罐籠到井底和井口停車位置變化較大,尤其在井底容易發生蹲罐現象,對乘罐人員易造成恐懼甚至傷害。同時爬行段距離未作調整,循環提升時間過長,提升能力將會受到限制,且電動機節能目的沒有實現。如何使提升機既能按照設計速度運行,又能克服鋼絲繩的彈性變形影響,從而確保提升機運行不蹲罐,不過點,準確到位停車且節能,從而最大可能地發揮提升機的優越性。
(1)依據《煤礦安全規程》第四百二十四條(2011版),立井中用罐籠升降人員時的加減速度,都不得超過0.75 m/s2,從而確定加速度。再依據井架的高度和是否裝有防撞梁,結合提升機技術參數“提升速度范圍”確定最大速度。如JK2.5×2P,提升速度范圍為3.1~4.8m/s。
(2)引用運動學原理簡便計算(忽略阻力和重力),速度時間公式Vt=V0+at,如最大速度取4m/s,加速度取0.75m/s2,則從啟動加速到最大運行速度所需時間為t=5.3s,也即從全速開始減速停止的理論計算時間,利用位移時間公式S=V0t+at2/2,得到減速距離S=31.7m,為克服慣性作用力,增加井口(井底)慢速??慷?~6m,加上慢速??慷尉嚯x,可取值38m,即為減速段距離。
JK系列提升機操作臺配有觸摸屏顯示的界面,主畫面顯示提升機實時運行狀態,及參數設置進入端口。點擊參數設置按鈕進入到參數設置1框中上減速點中輸入數值38,上爬行點輸入數值6,下減速點用井筒深減去38,下爬行點用井筒深減去6。再進入參數設置2框中輸入全速值4,其它數據按廠家技術已設定值,不必改動。
行程校正即鋼絲繩繩長校正。新用提升機鋼絲繩使用一段時間后,或鋼絲繩在運行中遭受到卡罐、突然停車等猛烈拉力時,鋼絲繩拉伸,設定的停車位會發生變化,此時需要對距離參數進行校正。校正方法:使罐籠準確停在上停車位,將行程校正按鈕順時針旋轉45°,點擊觸摸屏參數設置,進入參數設置1,點擊井口行程清零框,這時主控臺中顯示的容器位置應為0.0m,再開動提升機下行,當將要運行到下停車位,將罐籠準確停在下停車位,將行程校正按鈕順時針旋轉45°,點擊觸摸屏參數設置,進入參數設置1框點擊井底行程校正,這時的容器位置應顯示實際行程,然后將各開關復位即可。
1)全速運行速度值的確定必須符合實際,并嚴格按照《煤礦安全規程》規定,超過3m/s,設防撞梁和托罐裝置,以策安全。
2)爬行段距離確定后應按較大值選定,并觀測罐籠??烤诤途椎奈恢檬欠衽c預計相符。如不相符,應逐步加大調整設定值,直至相符。
3)遭受猛烈拉力的鋼絲繩段應測量繩長和繩徑的變化,如繩長伸長達0.5%,或繩的直徑減小量達到10%,必須更換或視具體拉伸情況截斷拉伸段,并將網絲繩送有資質的檢測單位檢測后,再確定是否能繼續使用。
變頻提升機的應用,不僅減少了礦井提升費用,更增加了礦井人員乘罐平穩舒適感和提升機司機操作舒暢感。同時在使用過程中要求礦井機電技術人員不斷總結經驗,經常觀察提升機的運行狀態和罐籠運行??繝顟B,按規定檢測鋼絲繩,分析提升機參數變動的關聯性影響,確保提升機在最優狀態運行,盡可能地節能降耗,為礦井創造更多的效益。