關于實現礦山副井提升系統電梯模式運行的實踐及意義

陳 旭，解紅勝

（中鋼集團山東富全礦業有限公司，山東濟寧 272500）

中鋼集團山東富全礦業有限公司自2010年建礦投產伊始，就致力于智能化礦山建設，其副井提升系統較早地完成了自動化建設，創建了提升機智能操控系統，系統只需要提升司機在集控中心操作站的電腦上一鍵操作，即可實現提升機的自動運行，最大程度的減少了人員的參與，避免了因人的不安全行為而造成的事故。同時，該系統實現了提升機人機交互實時運行狀態的遠程監控、在線故障監控與診斷系統，確保提升系統的安全運行。

隨著礦山生產逐步進入正軌，副井提升系統由原來承擔著礦山井下基建材料、物料提升任務，轉向以提人為主，物料提升為輔，作業時間大大減少。

為進一步提高副井自動化水平，提高副井作業人員效率，減少人為因素對系統安全運行的干擾，進一步實現本質安全化，公司準備對副井提升系統進行再次的優化改造。本次優化改造的目標就是對照工業電梯運行模式，實現副井無人值守、電梯模式運行，系統做到安全可靠、簡單操作，公司全體職工經過簡單培訓就可以自主操作，實現副井提升運行，進一步使這一系統發揮出更大作用，促進我國礦業生產的進一步發展。

1 目前存在問題

隨著各專業人員對這一系統的不斷完善，副井提升系統對我國礦山生產做出了重要貢獻。雖然副井提升系統在很大程度上降低了安全事故的發生，也實現了簡單操作易上手這一目標，但這一技術還比較新穎，可借鑒的經驗并不多，這就導致這一系統在運行過程中會出現一些未能預測的問題，本段落將對副井提升系統現存問題進行具體分析。

1.1 室外操作箱復雜、罐口箱操作危險

現有系統通過罐口控制箱，已經可以實現無人值守運行。上下井人員到達副井后，通過操作室外控制箱就可以進入罐籠，然后操作罐口箱，關閉搖臺安全門，發罐運行。但是現在存在兩個問題：

（1）室外控制箱完全按照室內操作臺布置，并線而來，操作復雜，專業性比較強，未經專業培訓，無法正確操作，這就容易造成在運行過程中因操作不當而引發安全隱患。

（2）罐口箱分別安裝在各水平接近罐籠位置上，操作時，需要操作人員將手穿過罐簾伸出罐籠外，有一定安全隱患。安全門搖臺動作前需要開啟液壓站，根據運行多年情況統計，現場操作人員多次出現發罐前不關液壓站情況，使液壓站不必要連續運行，造成了一定程度上的資源浪費。

1.2 罐籠內部如何監護；罐籠在井筒內運行，如何通訊

罐籠在井筒內運行，沒有直接連接部位，需要考慮合適的通訊方式。運行過程中，罐簾內情況看不到，無法監控，特別是故障處理期間。罐籠內部人員對罐籠運行實際情況不了解，一旦出故障，容易造成恐慌。

1.3 罐簾人工操作，故障率高

罐簾人工操作，立桿采用鋼絲繩，卡澀嚴重，上提時需要很大力氣才能打開，下放時因為重力原因，自由落體，很容易損壞。

多年來，由于進罐前，罐簾操作不及時，多次出現撞罐簾情況，造成罐簾損壞。故需要對罐簾運行方式重新設計。

2 解決措施

雖然副井提升系統在操作過程中還存在著部分問題，但這一系統為我國礦山生產任務提供了便利，使礦山生產能夠更有效地進行，所以對存在的問題應及時解決。通過公司制定罐籠運輸設施標準，然后再確定罐簾標準，達到不影響行人，又不影響下料的目的。當下相關部門已對存在的問題列出了解決方案，具體措施如下：

（1）采購標準化炸藥箱，達到炸藥安全運輸、進出罐籠流程順暢。

（2）優化改造現有油罐、油箱，實現標準化。

（3）罐內頂板等設施標準優化，便于后續大件下放及維修。

使用無線通信模塊與PLC 進行數據交換，實現PLC 對罐籠設備的數據采集及控制。編譯電梯模式程序，與原程序無縫對接，不改變原有安全程序模塊，增加聯鎖控制，不影響其他模式安全運行。自制罐簾兩套，采用直流電機牽引鋼絲繩，帶動罐簾升降，運行平穩。和原有安全門、搖臺一起，聯鎖運行，模擬電梯門。安全門、搖臺到位是副井安全運行的必要條件，電梯模式將該條件保留在程序內，不做調整。自制罐籠電池充電器，采用接觸式充電方式，保證充電安全及時，不影響罐籠正常運行。采用西安利雅得研發罐籠無線通訊裝置，裝置上顯示罐籠運行趨勢，使罐籠內部人員了解罐籠運行情況。各水平在原有語音報警的基礎上，增加警鈴裝置一套，用于系統自動關閉搖臺安全門時報警。在原有水平視頻監控基礎上，增加其他水平視頻監控，便于要罐時確認其他水平情況。增加罐籠照明設施，安裝光控和雷達感應開關，實現自動啟停。

這一系列措施使副井提升系統存在的問題，在一定程度上有所改善，但還需要相關人員在運行過程中不斷發現并解決，總結經驗教訓，使副井提升系統更加完善，為今后的礦山生產提供更加完備的保障，推動我國礦山事業的發展。

3 實現功能

隨著相關人員的不斷努力，副井提升系統也在不斷完善，工作人員在工作過程中，對副井提升系統的運行做出了以下總結。

3.1 副井“提人、電梯模式”作為默認運行模式

副井提升系統包括種模式，在進行不同的作業時，要及時對機器進行模式的調整，以保證機器能夠正常運行，發揮出其最大的作用。

（1）副井各模式作業結束后，現場操作人員要及時將生產模式調整為“提人模式”。

（2）副井提人作業時間到后，集控中心操作人員在系統操作畫面將系統置于“電梯模式”，副井wincc 監控畫面同時顯示“提人、電梯模式”。

3.2 要罐操作

（1）在副井規定運行時間內，若罐籠不在本水平，乘罐人員在候罐區入口控制箱選擇按下按鈕，按下按鈕③（要罐），罐籠自動運行到本水平。

（2）去向分“井口”、“-220水平”、“-320水平”，優先去“-220水平”。

3.3 乘罐操作

（1）乘罐人員在候罐區出入口控制箱選擇按下按鈕，按下按鈕①（開門），罐簾同時升起，設備動作完成后，人員可以進入罐籠。

（2）乘罐人員在罐籠內控制箱選擇按“下開、關門”按鈕，安全門關、搖臺抬起，罐簾同時落下，設備動作完成后液壓站自動停止，同時選擇去向，按下“發罐”按鈕，罐籠運行。

（3）罐籠到位后，系統檢測到位開關后5s 自動運行，液壓站啟、安全門開、搖臺落下、罐簾升起，設備動作完成后，人員可以走出罐籠。

（4）最后一位乘罐人員在出入口控制箱選擇按下按鈕，按下按鈕②（關門），液壓站啟、安全門關、搖臺抬起，罐簾同時落下，設備動作完成后停止液壓站。

3.4 自動關門

罐籠到位3min 后，系統檢測安全門搖臺、到位情況。若安全門開、搖臺落到位，語音提示15s“準備關門、禁止靠近”則系統自動運行，液壓站啟、安全門關、搖臺抬起，罐簾同時落下，設備動作完成后停止液壓站。

3.5 罐簾自動運行

罐簾在“電梯”、“提物”、“下大件”模式時都是根據搖臺的動作而動作，即搖臺落，罐簾起；搖臺起，罐簾落。

4 安全規程

雖然副井提升系統在很大程度上減少了工作人員對機器的操作，但是對于關鍵操控部位，還是需要相關人員對其進行調整，這就需要加快對專業人員的安全意識的培訓，本段落將對安全規則進行具體分析。

（1）操作人員必須通過安全培訓方可操作。

（2）每天做好設備巡視檢查工作，定期進行設備精密點檢，確保運行安全。

（3）各部門確定信號操作人員，組織安全技術培訓，未經培訓不得操作。培訓內容包括設備基本知識、安全技術操作規程、操作前安全確認項目。

（4）副井“提人、電梯模式”作為默認運行模式。“提物”、“下大件”模式運行前，先聯系集控室由“電梯”模式改為“正常”模式，然后通過現場功能按鈕進行切換到相應的模式進行作業。公司確定副井上下人時間，上下完人之后集控操作員及時鎖罐，副井提人時使用“電梯模式”運行。

（5）副井在“提人、電梯”模式運行后，必須遵守《副井提升機司機安全技術操作規程》，保證人員的安全及設備的正常運行。

5 生產效益

副井提升系統在很大程度上提升了礦山生產的效率，帶來了巨大的經濟效益及社會效益。繼續貫徹執行國家安全總局機械化換人、自動化減人要求，

（1）實現了副井井口作業即物料、人員提升的標準化作業。

（2）減少操作人員12人次，實現系統運行本質安全化。

（3）罐簾改造完成后，方便了物料下放，進一步降低了操作人員勞動強度。

（4）罐籠照明設施投用，在增加了乘罐人員安全感的同時，實現了節能運行。

（5）程序優化調整，實現安全門、搖臺自動關閉運行，既保證了正常情況下設備運行安全，也方便了故障狀態時副井安全處理；

（6）方便組織調度，根據生產時間控制副井上下。緊急情況可以直接提升。

6 優化總結

通過副井電梯模式自動化改造，基本實現了目的。但是，還有進一步優化改進的地方。

（1）罐簾鋼絲線經常彎曲影響正常運行；影響經常掙斷，導致設備無法運行。后續設備和程序應進一步優化。

（2）受限于罐籠情況，設備安裝布置不合理，后續應進一步優化。

本文對副井提升系統的操作過程進行了具體分析，并指出了這一系統在運行過程中存在的問題，但是在具體操作中，存在的問題卻不止于此，相關人員在以后的工作過程中應不斷總結經驗教訓，盡快總結出一套比較完善的方案，為未來我國的礦山生產及副井提升系統的發展提供可借鑒的經驗，從而進一步提升礦山生產的效率，帶動我國經濟進步增長，促進我國綜合國力的提升。