重力下放系統在提升機中的應用

陳友明

摘 ?要：針對提升機在運行的過程中，提升系統發生故障，短時間內無法恢復情況下，通常被困人員都是離開罐籠，通過井筒壁的扶梯升井或者就近抵達工作水平面。重力下放系統利用罐籠兩側的不平衡力，實現罐籠的運行，通過操控制動閘閘控手柄，人為控制制動力方式，來實現罐籠的速度控制。將罐籠上升井口或下降到井底，提高了解救被困人員的安全性。

關鍵詞：提升機;重力下放;安全

前言

朱集東煤礦矸石井安裝一臺提升機為落地式多繩摩擦式提升機JKMD-5×4（Ⅲ）型1臺，額定最大靜張力1250KN，額定最大靜張力差180KN，裝備1套雙層四車雙罐籠（寬罐、窄罐各一個），配置一臺2200KW，型號為ZKJ 3100/600直流電機，采用直流控制，主傳動系統為SISTEAM C30 模塊化多處理器，運行方式和過程控制系統采用S7-400可編程控制器，閘控系統為瑞典ABB閘控系統，矸石井提升高度1009m，矸石井承擔礦井-985m水平輔助提升。

1 問題的提出

由于矸石井只安裝了一臺提升機，在運行的過程中，一旦提升系統發生時主電源系統故障或主傳動故障，而且無法短時間內恢復情況時，提升機將無法運行，不可避免地將人員長時間困在罐籠內，不能及時安全地升井或者抵達其它安全位置，通常被困人員都是離開罐籠，通過井筒壁的扶梯升井或者就近抵達工作水平面，存在嚴重的安全隱患，嚴重危害人員的人身安全。

2 分析

矸石井為多繩落地摩擦式提升機，ABB閘控系統，使用的BCC-1模擬閘卡，不具備重力下放功能，要具備重力下放功能只需將BCC-1模擬閘卡升級為BRC-1數字閘卡，BRC-1數字閘卡有工作制動模式、安全制動模式、重力下放模式三種工作模式。重力下放的模式，能夠滿足利用罐籠兩側的不平衡力，來實現罐籠的運行，通過操控制動閘閘控手柄，人為控制制動力方式，來實現罐籠的速度控制。將罐籠上升井口或下降到井底，解救被困人員。

3 ABB閘控重力下放（GW）控制原理及安全保護

重力下放系統（如圖1），重力下放是借提升機兩側不平衡力，通過操控配有重力下放電位器閘控手柄，輸出閘壓力給定對比例電磁閥37控制，調節松閘壓力控制提升的運行速度，來實現罐籠的速度控制，實現提升容器的升降。在操作重力下放系統的過程中，絞車司機通過速度表及制動手柄進行制動力控制，進而實現速度的控制。重力下放模式下，若罐籠實際速度超過1.2m/s，新增的保護功能將會使閘控系統跳閘，從而使提升機停下來。

重力下放模式硬件安全回路接入閘控安全回路。具有過速保護，最大提升速度設定為1m/s，保護值設定為1.2m/s，原操作臺安裝急停按鈕在重力下放的模式下仍起作用，為確保安全，重力下放操作帶有自復位聯鎖鑰匙開關。

4 重力下放硬件配置

ABB閘控重力下放系統包括直流電源、重力下放控制單元、直流泵，兩個液壓站采取一用一備的方式對提升機進行控制。

（1） 1套24V直流泵，此泵能夠提供足夠的松閘壓力，含有用于此泵安裝在在用液壓站上管路和安裝支架。

（2） 1套用于重力下放直流泵的電源柜，帶有用于過流保護，1套免維護24V電池用于重力下放直流泵的供電，含充電器，能夠滿足至少20分鐘的松閘時間。蓄電池至少可以持續40分鐘，滿足矸石井提升機的實際工況要求。

（3） 1套新式的閘控操作手柄，配有重力下放電位器，輸出閘壓力給定對比例電磁閥37控制，通過調節松閘壓力控制提升的運行速度，實現提升容器的升降。

（4） 1套重力下放使能鑰匙開關帶自復位功能安裝在操作臺上，將重力下放回路與在用閘控系統回路形成聯鎖保護。

（5） 1套速度指針表安裝在在用操作臺上，在使用重力下放功能時，該表提供提升速度指示，便于操作人員操作。

（6） 1套重力下放繼電器，將重力下放安全保護回路接入在用閘控系統的安全回路。

5 重力下放功能測試

（1）提升機一側進行半載測試。（2）將罐籠停在交鋒位置。（3）確認車房，井口，井底操作間通訊暢通，斷開傳動主回路。（4）檢查確認重力提升泵正常（在P1液壓站上），重力下放系統接入備用直流電源（如UPS、蓄電池組等），重力下放控制單元分別為兩個直流泵供直流電、為閘控系統提供交流控制電源;合上直流泵安全斷路器Q13。（5）將液壓站上的機械切換閥調整到P1站運行狀態。（6）通過自鎖開關選擇重力提升模式，從關狀態切換到開狀態。（7）按住操作臺上重力下放啟動按鈕，并保持，直流泵啟動。（8）緩慢向前推重力下放控制閘控手柄（向前推油壓增大，重力下放速度增大;向后拉油壓減少，重力下放速度減少）。操作閘控手柄電位器（操作臺上）P1 液壓站敞閘壓力達到10.5MPa左右，絞車利用不平衡重力條件下運行。（9）操作重力下放控制閘控手柄時，觀察重力下放速度表，使重力下放速度控制在1m/s左右，重力下放速度大于1.2m/s將出現超速緊停，直流泵也將停止，油壓變為零，實現盤形閘制動。（10）隨時檢測閘盤溫度不得高于600C，否則必須待冷卻后再次運行。（11）測試完畢，關閉操作臺上重力提升模式開關。（12）關斷直流泵安全斷路器Q13。（13）恢復正常運行狀態。

6 結束語

提升機增加重力下放功能，并通過測試，解決了朱集東煤礦矸石井單提升系統在運行過程中出現故障，在提升系統發生長時間主電源系統故障或者傳動故障，而且短時間內無法恢復的情況下，能夠通過重力下放系統，將被困人員安全地升井或者抵達其它安全位置，提高了提升機運行的安全性和可靠性。

參考文獻

[1]黃仰金.礦山副井提升機計算機控制系統的設計及應用[D].中南大學，2004.

[2]馮樹旭.礦井提升機控制系統設計[D].中南大學，2005.

[3]王宇星.礦井提升機的自動化控制[J].湖南有色金屬，2001（3）.