提高礦山提升機安全可靠運行的電氣改進措施

（中國華冶科工集團有限公司天津第三分公司，天津 310700）

在礦山生產(chǎn)過程中，礦山提升機的作用舉足輕重，是連接井下與地面的重要設備，也是整個礦山生產(chǎn)的核心設備。隨著資源的稀缺和科技的進步，礦山的開采深度越來越深，對提升機電氣控制和保護要求也越來越高，因而怎樣保證提升機電氣控制的安全性、可靠性，提高提升機運行效率，是我們電氣專業(yè)人員面臨的首要問題[1]。對于井下與地面的人員升降、物質(zhì)交換以及相關施工都需要依靠礦山提升機，因而解決其電氣問題，改造礦山提升機，才能更好的滿足我們的生產(chǎn)需求。

1 礦山提升機在實際生產(chǎn)中常發(fā)生的電氣問題

中國華冶東五份子鐵礦副井提升機為單繩纏繞式提升機，在實際施工生產(chǎn)中的主要作用是人員和設備升降、運輸相關材料和工具等。該提升機配置在實際的運用過程中常會出現(xiàn)一些電氣問題，總結(jié)的常見技術問題如下：首先是礦井提升機的停放點準確性問題，中段搖臺在運行過程中有抬不到位現(xiàn)象，安全門在運行過程中關閉不嚴問題[2]。一般而言，礦井提升機停留在最低分層或者是地表井口時會較為精準，能夠正常的停車，然而在各分層中段停車時則會出現(xiàn)偏差，導致罐籠與搖臺不能有效水平對接，進而在搖臺放平時起不到穩(wěn)罐作用，使得在上下物料時存在安全隱患，從而引起不便利性。其次是由于盤形制動器閘瓦磨損不均，機械開關動作頻繁，導致經(jīng)常會出現(xiàn)盤形制動器閘瓦磨損故障報警。第三是提升機在運行過程中，主副編碼器數(shù)值偏差過大，導致運行系統(tǒng)頻繁報錯。第四是調(diào)繩離合器合到位開關通常設計只有一組，日常運行監(jiān)控不準確導致安全回路中調(diào)繩離合器合到位報警不及時，進而存在安全隱患。第五是松繩開關在提升機運行過程中保護裝置反映不靈敏或失靈，導致提升機安全隱患增大。

為解決上述所說的問題，需要分別對罐籠停放控制電路進行重新設計和安裝，對原有的控制系統(tǒng)進行升級或更新，更換或加裝一些安全防護設施，加強各安全回路系統(tǒng)的可靠性，從而保證系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定的運行，進而保證正常施工。

2 罐籠停車電氣控制回路的問題分析及改進措施

中國華冶東五份子鐵礦副井提升機系統(tǒng)運行的動力主要來源于主電機通過減速器帶動直徑3m滾筒，由滾筒上纏繞的兩根φ34mm鋼絲繩懸掛罐籠及平衡錘運行，這種設備的好處在于實現(xiàn)上下的運動較為方便，但是在緊急情況停止時，則會出現(xiàn)停車不準確的情況。由于在緊急停車或者是正常停車時，由于罐籠空罐與重罐，導致承載的重量不同，使得罐籠對鋼絲繩的拉力產(chǎn)生變化，鋼絲繩的拉伸長度同時發(fā)生變化，因而會出現(xiàn)停車不準的情況。罐籠停車的主要停車過程是，通過井口信號確定目標中段，由編碼器及PLC控制目標中段前的減速過程，最終由主令開關通過操作臺編碼器反饋顯示數(shù)值手動控制停車[3]。由于編碼器反饋顯示數(shù)值與實際位置存在偏差，最終導致停車不準。

改進措施：對于上述情況產(chǎn)生的現(xiàn)象進行分析之后，機械停車的方式容易產(chǎn)生誤差，決定使用磁控停車的方式進行更換。具體的更新方法是，采用一塊條形磁鐵固定在罐籠側(cè)面偏下的位置，磁控開關用鋁合金材質(zhì)外殼保護，同時鋁合金具有較好的防水、防腐蝕性質(zhì)，能夠很好的保護磁控開關。最后在每個中段標準停車點與罐籠磁鐵對應位置，將磁控開關安裝在礦井中間停車位置，并且將之安裝在井筒支持的鋼梁上。同時將磁控開關動作信號通過繼電器傳輸?shù)絇LC輸入端子并準確控制停車。改進后的停車控制使得罐籠在各中段達到準確停車。總體意思：在各停車位置，安裝磁控開關，磁控開關安裝在井筒壁鋼梁上，如圖示，在各中段各安裝一個磁控開關，磁控開關用鋁合金外殼保護，防止進水和外力碰撞，罐籠上安裝感應板，當罐籠運行到停車位時，磁控開關感應動作，將信號傳到PLC，控制罐籠準確停車。改進后，罐籠在各中段停車準確。

圖1 井筒示意圖

3 盤形制動器閘瓦磨損故障報警設施更新改進

中國華冶東五份子鐵礦副井提升機盤形制動器閘瓦磨損故障報警為TS型號機械行程開關，由于機械開關動作頻繁可靠性差故障率高，為了減少運行過程中的報警及急停，維修人員通常將圖中4，5端子短接，封鎖閘瓦磨損故障報警。盤形制動器是提升系統(tǒng)的重要部件，其中閘瓦磨損嚴重會導致提升機速度失控，控制停車失靈，給提升機運行帶來重大的安全隱患，所以封鎖故障報警是不可取的[4]。

改進措施：對于上述情況產(chǎn)生的現(xiàn)象進行分析之后，機械開關動作不可靠，決定將TS行程開關更換為LJ12A3-4-Z/BX（電感式）型光電接近開關，由于光電接近開關動作更靈敏運行更穩(wěn)定，使得提升機在閘瓦磨損故障報警這方面大大提高了裝置的安全性和可靠性。

圖2 閘瓦電氣接線圖

4 提升機主副編碼器聯(lián)軸器更新改進

中國華冶東五份子鐵礦副井提升機編碼器在運行過程中主副編碼器數(shù)值經(jīng)常出現(xiàn)偏差，有時超過臨界值時會導致運行突然急停，使得提升機鋼絲繩受到較大的沖擊力，存在一定的安全隱患，與此同時，對提升機定點停車和過卷保護也會造成一定的影響。

改進措施：對于上述情況產(chǎn)生的現(xiàn)象進行分析，經(jīng)過仔細排查故障原因，最終發(fā)現(xiàn)是編碼器聯(lián)軸器原采用的硬質(zhì)膠皮連接，啟動、運行及停止過程兩端相對運行不同步，長時間運輸使得膠皮容易破損及斷裂，導致讀取數(shù)值出現(xiàn)誤差。經(jīng)研究決定將其更換為蝶型膜片式聯(lián)軸器，既縮小了運行中產(chǎn)生的間隙，同時也提高了備件的使用周期，更換后提升機運行穩(wěn)定，主副編碼器數(shù)值偏差控制在可以正常運行的范圍內(nèi)。

5 調(diào)繩離合器保護裝置更新改進

單繩纏繞式提升機調(diào)繩離合器合到位保護裝置是提升系統(tǒng)運行過程中非常重要的安全保護裝置，中國華冶東五份子鐵礦副井提升機的調(diào)繩離合器合到位開關原按照設計只安裝一組，從限位的全面性及靈敏性方面考慮，一旦此行程開關出現(xiàn)故障或失靈，有可能會導致提升機在運行過程中主副滾筒脫離，使得副滾筒處于完全不可控狀態(tài)，所以存在一定的安全隱患。

改進措施：對于上述情況產(chǎn)生的現(xiàn)象進行分析，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在提升機調(diào)繩離合器另一側(cè)加裝一組行程開關，將離合器兩端改為兩組限位保護裝置，兩組開關串聯(lián)連接使用，只要離合器稍有松動，系統(tǒng)就會發(fā)出故障信號，維修人員能迅速找到故障點，并排除故障，有效防止提升機帶故障運行，降低提升機運行的安全隱患。

6 加裝松繩開關保護裝置

單繩纏繞式提升機松繩保護裝置正常安裝在主副出繩口提升繩下方，為防止由于松繩開關卡住或失靈，導致提升機運行過程中不能及時停止，造成罐籠墜罐和鋼絲繩拉斷事故，經(jīng)分析研究，為提高松繩報警的靈敏性及安全性，決定將滾筒下方加裝一套松繩保護裝置，兩組保護裝置各控制一個松繩開關，當提升機運行中出現(xiàn)松繩，出繩口松繩保護裝置未動作時，滾筒下方的松繩保護裝置將起到保護作用，發(fā)出故障信號，使提升機迅速減速停車，給提升機安全運行增加了保障。

7 結(jié)語

本項目提升機經(jīng)陸續(xù)改進后，經(jīng)過近2年時間的運行觀察，一直運行穩(wěn)定狀態(tài)，各保護裝置安全可靠，幾乎未出現(xiàn)由于以上部位改進后引起的故障，同時保證了人員及材料的有效運送，真正起到了為施工生產(chǎn)保駕護航。

綜上所述，礦山開采活動是我國原始資源獲取的重要途徑，同時也是安全事故頻發(fā)的行業(yè)之一，能夠有效保證開采的進度和效率，提高礦山提升機工作的安全性和穩(wěn)定性，為礦山的開采帶來極大的便利。礦山提升機作為整項開采工作的核心，其能否正常工作將會嚴重影響到開采工作的正常進行，上述說到本礦山開采項目目前存在的主要問題，雖然暫時的更新改進，使得提升機能夠安全穩(wěn)定運行，但在日后的實踐中同樣還需要結(jié)合實際情況再進行變動。本文有針對性地闡述了相應的改進措施，為有效保證礦井提升機的安全運行狀態(tài)，提高其運行效率提供了參考。希望各礦山經(jīng)營者加強對改善礦井提升機電氣問題的宏觀認識。相關技術設計人員在礦山實踐中也應增強創(chuàng)新意識，有助于相關問題的早日解決。