从霍州煤电电控调试看立井提升机之优越特性

摘　要：煤炭作为我国重要的基础能源和原料，在国民经济发展中长期具有重要的战略地位。设备与设施的现代化对于煤炭事业的发展具有重要意义。本文以霍州煤电集团团柏煤矿疙瘩条工区立井提升机的电控调试的翔实记载为依据，在对提升机的先进、安全、经济的特点进行分析论证的基础上，就其实用价值进行了深入探讨。

关键词：立井提升机 电控调试 特性

    立井提升机是往复运动的生产机械，是矿井生产最重要的关键设备之一，是矿井运输系统的主要环节。它主要用于煤矿、金属矿及非金属矿提升和下放人员、提升矸石、废石及运输材料和设备，是联系井上和井下的重要交通运输工具，素有矿山“咽喉设备”之称。其电控系统主要包括主控、驱动控制、监控、井筒信号、制动控制、人机对话、显示、硬件安全回路及其它子系统等硬件和软件。提升机电控系统技术性能如何，将直接影响矿井生产的效率及安全。YCO6118提升机电控系统在调试中显示出明显的优越性能。它在霍州煤电集团团柏煤矿疙瘩条工区的投用，将推动煤电系统的现代化建设迈出新的一步。
一、 YCO6118提升机电控系统的先进性
 提升机在霍州煤电集团团柏煤矿主要用于矸石的运送。长期以来，团柏煤矿采煤所产生的矸石大都通过大巷运输方式运送到地面，人力投入多，工作效率低，安全系数差。提升机电控系统使提升机运行的可靠性和安全性得到明显提高，它的先进性体现在许多方面。
    1、技术参数的先进性
    从提升机电控系统的主机的技术参数看，提升容器罐笼提升高度为280.50m，液压站TE160运行最大速度6.72m/s。
从其调试深度参数来看，据滚筒侧编码器进行位置测量的数据显示，数控柜主控PLC（全行程设定为280.5米，井口标定为+0.00米，井底为-280.5米。操作台PLC（全行程设定为280.5米，井口标定为+0.00米，井底为-280.5米。
从主回路驱动控制系统的功能看，它可以自动优化驱动电机的参数，从而体现出它的先进性。
 
 2、电控系统的先进性
  提升机电控系统在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术，实现了提升机控制系统的升级换代。它在提升速度、停车位置、减速位置、加速位置、故障位置以及提升机的编码和深度指示器等方面，全都采用计算机编程控制。即采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。

  作为实现提升控制和保护功能关键设备的主控台具有功能强大、结构简洁、便于维护的时代特点。系统工作时,由主控台输出给定信号控制全数字晶闸管整流调速柜(简称调速柜) ,调速柜输出连续可调的直流电压驱动电动机运转。当提升机运行到减速点后,主控台的给定信号变为爬行给定,调速柜输出的直流电压按设定斜率平滑降低并稳定到爬行电压,减速过程中,调速柜产生制动力矩,使提升机减速运行,减速后提升机以设定的爬行速度运行至停车位置,系统抱闸、停车,完成一次提升任务。以调试中的速段选择为例：
    速段1选择：
首先将数控柜上SA16.2(即备用转换开关)，打到中间（即0位置），然后同时按操作台上的方向清除和停车按钮（表示已确认选择速段1），选择速段1绞车最高速度能达到6.72M/S，正常情况下，此速段不选择。
    速段2选择：
首先将数控柜上SA16.2(即备用转换开关)，打到左边（即1位置），然后同时按操作台上的方向清除按钮和停车按钮（表示已确认选择速段2），选择2速段绞车最高速度为4M/S，正常提物情况下，选择此速段、若信号系统投入后，选择信号慢速后，速度最高为2M/S，此速度为提人速度。
    速段3选择
首先将数控柜上SA16.2(即备用转换开关)，打到右边（即2位置），然后同时按操作台上的方向清除按钮和停车按钮（表示已确认选择速段3），选择3速段绞车最高速度为2M/S，这个速段等同于信号系统投信号慢速下的速度。正常情况下不使用。
    检修速度0-0.5m/s可调
    平罐速度：0.5m/s
    爬行速度：爬行速度0.5m/s。
    其加减速度为：现在实际运行的加速时间为14s,减速时间为12s,加速度约为0.5 m/s2,减速度约为0.55m/s2。
  电控系统的数字化，对提升机运行速度曲线、转矩大小的要求都由变频器来完成，实现定量装载、监控、记忆、显示灯，简化了控制操作流程，大大增加了系统的可靠性与控制精度，彻底解决了维修量大、事故率高、交流控制不稳定、停车位置不准确，经常出现紧急制动等不安全隐患，为矿井的长远发展奠定了基础。

            　
    二、YCO6118提升机电控系统的安全性
     立井提升机的性能优劣，不仅直接影响到矿井生产，而且也与矿山职工的生命安危息息相关。一旦出现事故，就会造成停产、甚至人员伤亡。所以立井提升机在矿井中占有十分显要的地位。
   立井提升机具有防止过卷装置、防止过速装置、过负荷和欠电压保护装置、限速装置、深度指示器失效保护装置、闸间隙保护装置、松绳保护装置、满仓保护装置、减速功能保护装置等九种安全保护装置。为保证提升设备无事故，在提升设备有可能出现故障的各个重要环节上，设置双回路系统，并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置(如负载、速度、加减速、产量、运行时间等记录)。
实时监控提升机的运行状态，上位机动态模拟显示及故障闭锁;可进行故障报警、数据查询、报表打印;记录提升钩数以及每班、每日、每月、每年的提升量累计;故障声光指示、记忆及部分传感器上位机的紧急处理。其可靠性在安全保护测试中表露无疑。 

　以有关各种紧急情况（表略）安全回路的可靠性设计，极大地提高了系统运行的安全性。以过卷后的操作为例，若罐笼井口过卷，硬件安全回路断开，将操作台上的过卷复位打到左边，按“故障复位”可接通安全回路；再按照正常开车方式运行，消除井口过卷故障，离开过卷位置后可将“过卷复位”转换开关打到中间位置。这种科学的设计和操作，对确保立井提升机安全可靠运行，预防和杜绝故障及事故的发生，显然具有十分重要的意义。
    三、YCO6118提升机电控系统的效益性
目前，团柏煤矿采煤所产生的矸石通过大巷运输和立井提升两种途径运送到地面。立井提升与大巷运输两种方式排矸的效益比较，立井提升机各方面的指标均明显优于大巷运输。
    首先，从经济效益上比较
1、人力投入
1）大巷运输所需人力（按一个班计算）：
2.5米绞车司机2名；矸石山绞车司机2名；翻矸工2名；挂钩工6名；拉矸司机4名；调车员2名；电瓶车司机3名；井上下钉 道工5名；机电检修工8名；清车工1名；杂工2名；班组长2名；副队长1名；
1个满班共需人力40人
2）立井提升所需人力（按一个班计算）：
2.5米绞车司机2名；井口信号工2名；井底信号工2名；
翻矸工1名；       井口推车工4名；井底推车工4名；
井口把罐工2名；   井底把罐工2名；拉矸司机1名；
推矸司机1名；     机电检修工3名；班组长2名；
副队长1名；
一个满班共需人力27人
2、设备投入
1）大巷运输所需投入的设备
2.5米斜井主提升绞车（180KW）   一台    双钩一钩4辆
1.2米液压绞车（75KW） 一台 （备用一台）单钩一次3辆
绞车（40KW）          一台   单钩一次3辆
绞车（25KW ）         五台   单钩一次1辆
电机车（井下）28（旧）+4（新）（使用18台，备用5台其余维修）
电瓶车（井上）2台
2）立井提升所需投入的设备
2.5米立井主提升绞车（360KW）   一台
立井提升设备一套
3、电力消耗 系统吨煤电耗得到下降，日提升量有了较大幅度的提高。
4、材料消耗
其次，从安全效益上比较
1、运输距离
1）大巷运输6200米，另外地面运输500米，包括井下大巷运输、地面斜坡运输，环节较多
2）立井提升280米，另外地面运输20米，环节简单
运输距离短，所投入的人力、物力少很多。
2、供电线路
本矿矸石基本上都是从下组煤工作面产出，立井提升井底位于下组煤，从供电线路考虑（不包括工作面），其供电距离不超过500米，而大巷运输供电距离最少在6200米以上。
3、设备环节
立井提升所投入设备少，材料费用投入也少
其三，从维修便捷程度比较
立井提升机整个系统配置比较成熟的网络化设计，可以实时显示系统的各种信息，具有故障智能诊断功能，增加维护的方便性，减少系统的故障处理时间；同时具有完备的故障诊断和上位监控功能，非常有利于对系统的维护，在较大程度上缩短了处理故障的时间。 系统设置有灵敏准确的信号部分，故障的查询和判断非常便捷。

一、可根据操作台右侧的红灯指示查找

故障值 
常亮 
闪烁 
备注
轻故障 主机温度超过80°
井筒开关故障
闸瓦磨损故障等  主机温度超过100°断开安全回路，不允许开车
过卷

 硬件过卷故障 软件过卷故障 
超速 等速过速 定点过速
包络线超速
减速定时超速 等速过速为硬件、测速机、编码器或装置等速过速
变流器故障

 调速装置通讯故障 变流器启动故障 变流器即西门子直流调速装置
错向

 提升机错向运行故障 溜车故障 
超差 测速编码速度超差
测速装置速度超差 主从编码速度超差
主从编码位置超差 
制动油压高

 液压站压力高故障  
操作台急停

 操作台急停故障 信号急停故障 操作台急停按钮在按下后需要旋起来才能解除急停故障
高压/快开

 快开分故障 高压分闸故障 

  系统故障诊断的智能化和运行的自动化，既减少了现场施工与维护的工作量，减轻了职工的劳动强度，减低了系统的整体成本，又增加了系统的可靠性，同时为煤矿培养了一大批新型专业技术人才。表现出运行稳定、可靠、维护方便等优势，具有较高的推广应用价值。
 

参考文献:2011-04-27 《锦州电器》《矿井提升机电控系统行业研究》作者：锦矿电器