煤礦立井提升機(jī)安全高效技術(shù)改造

陸遠(yuǎn)新　管京城　　柏　樂（淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集東煤礦，安徽　　淮南　　232001）

煤礦立井提升機(jī)安全高效技術(shù)改造

陸遠(yuǎn)新管京城柏樂
（淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集東煤礦，安徽淮南232001）

摘要：本文通過對(duì)立井提升系統(tǒng)存在的安全性能和提升能力上的缺陷，進(jìn)行安全、高效技術(shù)改造，保證了礦井提升系統(tǒng)的安全性與礦井生產(chǎn)的有序性。

關(guān)鍵詞：煤礦提升系統(tǒng)；安全設(shè)計(jì)；高效

一、概述

朱集東煤礦目前設(shè)有立井提升機(jī)5臺(tái)，絞車隊(duì)負(fù)責(zé)日常使用及檢修工作。我隊(duì)在日常工作中，在提高提升機(jī)安全性與高效性方面做了相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新與改造，取得了良好的實(shí)用效果。

二、提高提升機(jī)安全性能

在提高提升機(jī)安全性能方面，絞車隊(duì)主要完成了以下4個(gè)方面創(chuàng)新改造。

1　增加天輪閉鎖的安全設(shè)計(jì)

提升機(jī)天輪檢修主要內(nèi)容包括：天輪軸承加油及換油、天輪游動(dòng)輪及固定輪檢查、天輪軸承、摩擦襯墊、輪轂偏擺檢查等。在檢修過程中，天輪檢修信號(hào)傳輸主要由檢修負(fù)責(zé)人在天輪平臺(tái)持對(duì)講機(jī)與井口聯(lián)系，信號(hào)工所發(fā)信號(hào)一切聽從井口檢修負(fù)責(zé)人指揮?，F(xiàn)場(chǎng)存在檢修期間信號(hào)交叉?zhèn)鬏敾蛘邔?duì)講機(jī)傳輸信號(hào)不清晰或者通訊中斷的安全隱患。通過在上、下天輪檢修平臺(tái)上增設(shè)了兩個(gè)檢修閉鎖箱，將上、下檢修平臺(tái)閉鎖按鈕硬接點(diǎn)串接入車房220V控制安全回路中去。改進(jìn)后，檢修人員在天輪平臺(tái)按下檢修閉鎖箱按鈕，車房安全回路斷電，絞車無法復(fù)位開車。天輪閉鎖的設(shè)計(jì)消除了因?yàn)闄z修期間對(duì)講機(jī)傳輸通訊故障、信號(hào)不清晰、信號(hào)工誤發(fā)信號(hào)等原因引起的安全隱患。

2　電樞柜風(fēng)機(jī)的安全設(shè)計(jì)

朱集東礦副井、矸石井絞車采用電樞換向的直流可逆系統(tǒng)拖動(dòng)方案。為減少交流電源的諧波，采用兩組晶閘管整流橋并聯(lián)?？刂齐娐凡捎梦靼嘌繡30A全數(shù)字調(diào)速裝置。電樞柜是傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，而電樞柜內(nèi)冷卻風(fēng)扇為柜內(nèi)核心電器元件進(jìn)行散熱，防止過溫。在日常檢修過程中發(fā)現(xiàn)由于廠家設(shè)計(jì)存在缺陷，電樞柜內(nèi)風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)，絞車仍然可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可能導(dǎo)致電樞柜核心部件過溫，存在極大的安全隱患。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題，為了保證電樞柜的安全運(yùn)行將電樞柜風(fēng)機(jī)控制空開F1的一對(duì)常開點(diǎn)加在安全回路中，F(xiàn)1開關(guān)如不送電，安全回路報(bào)緊急停車及一次提升故障，絞車將無法啟動(dòng)。上位機(jī)上顯示的故障信息及時(shí)提醒檢修人員查找原因，避免出現(xiàn)重大安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。

3　ACS6000系統(tǒng)整流單元產(chǎn)生的直流分量對(duì)DTC變壓器的危害及防治辦法

朱集東礦主井采用ACS6000傳動(dòng)系統(tǒng)，該套傳動(dòng)系統(tǒng)硬件主要包括整流單元，逆變單元，電容單元，電壓限幅單元，控制與動(dòng)力電纜的連接單元，勵(lì)磁單元。在大功率開關(guān)電路中，由于負(fù)載往往是感性負(fù)載，因此，在開通-關(guān)斷過程中會(huì)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為了保護(hù)開關(guān)器件不損壞，往往需要一只續(xù)流二極管來泄放產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)，續(xù)流二極管要有較高的開關(guān)速度。每一個(gè)IGCT元件反并聯(lián)一只續(xù)流二極管。當(dāng)上橋臂上的IGCT關(guān)斷時(shí)，通過下面的續(xù)流二極管續(xù)流，以保證電流的連續(xù)。對(duì)于上述的三相全控橋整流電路而言，直流分量在理想狀態(tài)下往往是不會(huì)存在的，但在實(shí)際的運(yùn)行過程中往往存在直流分量，具體原因主要是：（1）上下橋臂的開關(guān)元器件IGCT的導(dǎo)通壓降不同，關(guān)斷時(shí)間存在實(shí)際的誤差，導(dǎo)致變壓器副邊的波形幅值不等；（2）系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)調(diào)制過程中，調(diào)制解調(diào)電路如出現(xiàn)輸出波形不對(duì)稱的情況，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不平衡，從而產(chǎn)生直流分量。直流分量的存在會(huì)導(dǎo)致DTC變壓器鐵芯磁路飽和，加大了變壓器的損耗，使DTC變壓器發(fā)熱，造成變壓器繞組間的匝間隙短路或相間短路，引發(fā)事故。針對(duì)直流分量設(shè)計(jì)的預(yù)防方法主要有以下幾點(diǎn)：（1）增加變壓器的鐵芯氣隙，簡(jiǎn)單的說就是通過這種方法增加鐵芯的磁阻。（2）在變壓器原邊繞組串聯(lián)一個(gè)電容，通過電容的隔直通交作用限制直流分量。（3）減小控制電路的脈沖失真和驅(qū)動(dòng)延時(shí)，檢測(cè)變壓器副邊電壓的周期變化，利用PI調(diào)節(jié)延時(shí)調(diào)整觸發(fā)脈沖的寬度。（4）將直流分量經(jīng)光纖送到接口板，由有軟件判斷直流磁化的程度，從而采取相應(yīng)的處理措施，達(dá)到控制的目的。

4　滾筒式尾繩擋輥設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，尾繩擋梁擋塊采用方鋼作為主體結(jié)構(gòu)，外側(cè)澆注塑性耐磨材料，由螺栓固定在尾繩擋梁上，位置固定，對(duì)尾繩起到限位和保護(hù)的作用。但由于尾繩單位質(zhì)量大、擺動(dòng)頻率高、方向不確定性，傳統(tǒng)擋塊與尾繩之間為滑動(dòng)摩擦力，磨損情況嚴(yán)重，且塑性耐磨材料磨損后，由于檢修不便，如不及時(shí)更換該尾繩擋梁，尾繩與方鋼之間產(chǎn)生剛性滑動(dòng)摩擦，尾繩磨損加快，嚴(yán)重影響尾繩的使用壽命及提升安全。同時(shí)，尾繩擋梁位于井筒裝備最下部，上下不便，傳統(tǒng)尾繩擋梁質(zhì)量大，體積大，檢修不便，更換難度大。新型滾筒式尾繩擋輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用塑性耐磨材料包裹的滾筒式擋輥，所述滾筒式擋輥是在可轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒上外裹塑性耐磨材料作為擋塊，所述滾筒通過軸承設(shè)置在滾軸上；設(shè)置所述滾筒式擋輥布置在尾繩的四周，以相對(duì)設(shè)置的一對(duì)上擋輥和一對(duì)下?lián)踺佇纬煞忾]的呈矩形的尾繩防護(hù)空間。與已有技術(shù)相比，新型設(shè)計(jì)有益效果體現(xiàn)在：

（1）新型的結(jié)構(gòu)設(shè)置使尾繩與擋塊之間由剛性滑動(dòng)摩擦改為柔性滾動(dòng)摩擦，減少了尾繩所受的摩擦力，在起到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣效果的同時(shí)，大大提高了尾繩使用壽命。

（2）新型中擋輥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、質(zhì)量輕，檢修方便，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度及檢修成本。

（3）新型設(shè)計(jì)的擋塊可更換使用，大大提高擋塊的利用效率，降低了使用成本。

三、提高提升機(jī)運(yùn)行效率

朱集東礦主井配備兩臺(tái)多繩摩擦式提升機(jī)，年設(shè)計(jì)提升能力400萬t。2013年以來主井既要保證礦井提煤產(chǎn)量又要保證掘進(jìn)出矸石任務(wù)，為保證礦井生產(chǎn)任務(wù)的完成對(duì)主井提升機(jī)循環(huán)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。提升機(jī)初始運(yùn)行方式下爬行距離為20m，速度0.5m/s，耗時(shí)42s，通過修改主控程序?qū)⑴佬芯嚯x縮短至15m，爬行時(shí)間縮短10s，一臺(tái)提升機(jī)運(yùn)行工況按一天20h，每鉤25t計(jì)算，則修改爬行距離之后兩臺(tái)提升機(jī)每年可增加產(chǎn)量T=2×340×（3600÷158-3600÷168）×25×20=450000t。

結(jié)語

經(jīng)過一系列技術(shù)改造和創(chuàng)新，朱集東礦立井提升系統(tǒng)在安全性能和提升能力上都有了很大的提高，保證了礦井采煤、掘進(jìn)需要，避免了提升系統(tǒng)事故的發(fā)生，為朱集東礦安全高效生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TD53

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A