主井提升机电控系统优化设计及应用|小型物料提升机
摘要：潘三矿主井在提升过程中，由于矸石会混合着泥浆和煤一起提升上井，在提升过程中容易在箕斗内凝固，造成卸载不完全。没有卸载完全的箕斗又放到井下二次装载，造成箕斗超载，绞车无法正常运转，甚至还会倒转、滑绳，造成重大生产事故。如果人工打开扇形门将矸石和煤的混合物放入井眼，不仅影响生产，还有可能破坏井筒设备。文章对该现象进行了分析，对主井电控系统进行优化设计，成功避免了人工打开箕斗扇形门的情况，大大提高了生产的效率和安全性。
关键词：主井提升机；电控系统；优化设计；提升系统
中图分类号：TM344 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）20-0053-02
1 提升系统概述
淮南矿业集团潘三矿是一座设计年产300万T原煤的大型煤矿，经过高定位技术改造后，年生产能力达到500万T。矿井采用立井提升，主井塔式布置2台JKM4×4（Ⅲ）型多绳摩擦式提升机，提升容器装备一对16T箕斗，担负着矿井原煤的提升任务，电控系统采用SIMADYND、S7-400全数字控制系统，闸控系统为瑞典ABB公司生产，具有恒减速制动功能，装、卸、载均实现自动化控制。
2 系统分析
潘三矿主井提升机电控系统于2005年7月，由中国矿业大学科技发展总公司进行改造，由于在改造时，没有考虑到箕斗卸载不完全的情况，系统中没有设置重载下放报警装置，在提升过程中，多次发生箕斗卸载不完全或不卸载，造成二次装载后箕斗超载，提升绞车无法正常运行的事故。
在提升机的提升过程中，井下煤仓内的矸石会混合着泥浆和煤通过井下装载系统进入提升箕斗内。混合着泥浆的煤在箕斗提升上井前就可能凝固，粘在箕斗上面，造成箕斗在地面卸载不完全，还有一部分煤泥滞留在箕斗中，从而使本来已经拉上来的煤泥随着箕斗又下放到井下装载站进行装载，则箕斗就极有可能装多甚至漫出。这样就造成提升系统超载提升，绞车无法正常运转，甚至还会倒转、滑绳，造成重大生产事故。唯一的办法只有人工打开箕斗扇形门，用工具将一部分煤泥放到井眼里，这样不仅大大影响了正常的提运效率，有时还会导致井筒装备损坏，影响矿井的正常生产。而且在人工打开扇形门的时候，由于箕斗内装满了矸石、煤、泥浆，扇形门的压力相当大，且装载位置环境复杂，人在打开扇形门的时候就会相当危险，容易造成人身事故，且煤放入井眼的速度无法控制，极易给井筒装备造成损害。
3 优化方案
针对这个棘手问题，通过对现有电控系统程序进行分析后，我们对电控系统进行了优化，通过重新设计程序，在系统中增设一个指示报警装置，能很好地掌控这种情况。当箕斗超载时，电控系统及时报警提醒工作人员，杜绝重复装载情况的发生。
通过基于绞车正力提升与负力提升时磁场电流的方向与速度方向的变化的差异来实现保护功能。潘三矿主井是井塔多绳摩擦式绞车，在绞车运行时，如果卸煤不完全，绞车再次运行，就会出现速度方向与给定的磁场电流方向相反的情况发生，而此反向电流恰恰又在一定的时间和范围内，故程序设计如下图所示：
图 1 电控系统程序设计
MD252是速度大小；
MD268是电流大小；
CMP＞R是大于取高模块，IN1是监视的实际值，IN2是设定的固定值，只有当监视的IN1的值大于IN2的值时才输出高电位；
CMP＜R是小于取高模块，当IN1实时监视的实际值小于IN2所设定的固定值时，输出高电位；
T34是延时吸和继电器，当S端有输入时，即为高电位时，TV设定的延时时间开始计时，时间到后输出高电位；13秒是为了躲开绞车减速时的电流方向变化引起的误动作。
T90是500ms的脉冲信号，每500ms输出一次高电位，用来控制报警指示灯的闪烁功能。
Q9.5是输出重载下放信号，输出给指示台的执行元件。
当速度MD252大于0.2m/s，速度方向为正值，且此时的磁场电流MD268为－200A（负值）时，速度就与磁场给定电流相反，使第一个与门触发高电位，从而使或门输出高，T34开始计时，13秒后，通过与的T90脉冲信号，Q9.5输出。此时输出继电器也是500ms吸和一次，把继电器上的点一组接到显示屏的指示灯上，一组接到报警器上，这样显示屏就会出现不断闪烁的故障指示，并有相应的声音报警，使司机能够有足够的注意力发现到故障。
当速度MD252小于－0.2m/s（速度方向为负值），且此时的电流MD268为200A（正值）时，速度就与磁场给定电流相反，使第二个与门触发高电位，T34开始计时，13秒后，通过与的T90脉冲信号，Q9.5输出，显示台出现声光信号。此时的绞车司机如果发现得早，应立即停车，把此勾重新开到卸载位置，重新卸载。如果发现得迟或是反应慢，就立即通知井下装载站，停止装载。这样就有效地避免了因重复装载所造成地超载、滑绳和往井眼内放煤泥等情况，成功地避免了事故的发生，为矿井安全生产提供了可靠的保障！
4 技术要求
（1）根据每个地方的启动电流不同和偏摆的大小，可以对T34的延时时间加以修改。
（2）重载下放需要开车司机注意观察，若有指示立即通知相关人员处理。
（3）在稳定电流（绞车开过减速点后稳定下来的电流）很小的情况下，说明两勾重量基本相同，要么就是空勾，要么就是重载下放，提醒司机要格外小心。
（4）电流偏摆幅度的200A可根据实际情况进行调整。
5 安全与经济效益
此装置有效解决了重载下放可能出现的问题，避免了重复装煤、超载提升、滑绳等诸多情况，使问题提早发现，迅速解决。成功避免了人工打开箕斗扇形门的情况，节约了故障处理时间，节约了人力物力，大大提高了生产的效率和安全性。
作者简介：王星明（1984-），男，四川宜宾人，供职于淮南矿业集团潘三矿机电工区，研究方向：技术管理。
（责任编辑：秦逊玉）