重力下放系統(tǒng)在提升機(jī)中的應(yīng)用

陳友明

摘 ?要：針對(duì)提升機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，提升系統(tǒng)發(fā)生故障，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)情況下，通常被困人員都是離開(kāi)罐籠，通過(guò)井筒壁的扶梯升井或者就近抵達(dá)工作水平面。重力下放系統(tǒng)利用罐籠兩側(cè)的不平衡力，實(shí)現(xiàn)罐籠的運(yùn)行，通過(guò)操控制動(dòng)閘閘控手柄，人為控制制動(dòng)力方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)罐籠的速度控制。將罐籠上升井口或下降到井底，提高了解救被困人員的安全性。

關(guān)鍵詞：提升機(jī);重力下放;安全

前言

朱集東煤礦矸石井安裝一臺(tái)提升機(jī)為落地式多繩摩擦式提升機(jī)JKMD-5×4（Ⅲ）型1臺(tái)，額定最大靜張力1250KN，額定最大靜張力差180KN，裝備1套雙層四車雙罐籠（寬罐、窄罐各一個(gè)），配置一臺(tái)2200KW，型號(hào)為ZKJ 3100/600直流電機(jī)，采用直流控制，主傳動(dòng)系統(tǒng)為SISTEAM C30 模塊化多處理器，運(yùn)行方式和過(guò)程控制系統(tǒng)采用S7-400可編程控制器，閘控系統(tǒng)為瑞典ABB閘控系統(tǒng)，矸石井提升高度1009m，矸石井承擔(dān)礦井-985m水平輔助提升。

1 問(wèn)題的提出

由于矸石井只安裝了一臺(tái)提升機(jī)，在運(yùn)行的過(guò)程中，一旦提升系統(tǒng)發(fā)生時(shí)主電源系統(tǒng)故障或主傳動(dòng)故障，而且無(wú)法短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)情況時(shí)，提升機(jī)將無(wú)法運(yùn)行，不可避免地將人員長(zhǎng)時(shí)間困在罐籠內(nèi)，不能及時(shí)安全地升井或者抵達(dá)其它安全位置，通常被困人員都是離開(kāi)罐籠，通過(guò)井筒壁的扶梯升井或者就近抵達(dá)工作水平面，存在嚴(yán)重的安全隱患，嚴(yán)重危害人員的人身安全。

2 分析

矸石井為多繩落地摩擦式提升機(jī)，ABB閘控系統(tǒng)，使用的BCC-1模擬閘卡，不具備重力下放功能，要具備重力下放功能只需將BCC-1模擬閘卡升級(jí)為BRC-1數(shù)字閘卡，BRC-1數(shù)字閘卡有工作制動(dòng)模式、安全制動(dòng)模式、重力下放模式三種工作模式。重力下放的模式，能夠滿足利用罐籠兩側(cè)的不平衡力，來(lái)實(shí)現(xiàn)罐籠的運(yùn)行，通過(guò)操控制動(dòng)閘閘控手柄，人為控制制動(dòng)力方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)罐籠的速度控制。將罐籠上升井口或下降到井底，解救被困人員。

3 ABB閘控重力下放（GW）控制原理及安全保護(hù)

重力下放系統(tǒng)（如圖1），重力下放是借提升機(jī)兩側(cè)不平衡力，通過(guò)操控配有重力下放電位器閘控手柄，輸出閘壓力給定對(duì)比例電磁閥37控制，調(diào)節(jié)松閘壓力控制提升的運(yùn)行速度，來(lái)實(shí)現(xiàn)罐籠的速度控制，實(shí)現(xiàn)提升容器的升降。在操作重力下放系統(tǒng)的過(guò)程中，絞車司機(jī)通過(guò)速度表及制動(dòng)手柄進(jìn)行制動(dòng)力控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)速度的控制。重力下放模式下，若罐籠實(shí)際速度超過(guò)1.2m/s，新增的保護(hù)功能將會(huì)使閘控系統(tǒng)跳閘，從而使提升機(jī)停下來(lái)。

重力下放模式硬件安全回路接入閘控安全回路。具有過(guò)速保護(hù)，最大提升速度設(shè)定為1m/s，保護(hù)值設(shè)定為1.2m/s，原操作臺(tái)安裝急停按鈕在重力下放的模式下仍起作用，為確保安全，重力下放操作帶有自復(fù)位聯(lián)鎖鑰匙開(kāi)關(guān)。

4 重力下放硬件配置

ABB閘控重力下放系統(tǒng)包括直流電源、重力下放控制單元、直流泵，兩個(gè)液壓站采取一用一備的方式對(duì)提升機(jī)進(jìn)行控制。

（1） 1套24V直流泵，此泵能夠提供足夠的松閘壓力，含有用于此泵安裝在在用液壓站上管路和安裝支架。

（2） 1套用于重力下放直流泵的電源柜，帶有用于過(guò)流保護(hù)，1套免維護(hù)24V電池用于重力下放直流泵的供電，含充電器，能夠滿足至少20分鐘的松閘時(shí)間。蓄電池至少可以持續(xù)40分鐘，滿足矸石井提升機(jī)的實(shí)際工況要求。

（3） 1套新式的閘控操作手柄，配有重力下放電位器，輸出閘壓力給定對(duì)比例電磁閥37控制，通過(guò)調(diào)節(jié)松閘壓力控制提升的運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)提升容器的升降。

（4） 1套重力下放使能鑰匙開(kāi)關(guān)帶自復(fù)位功能安裝在操作臺(tái)上，將重力下放回路與在用閘控系統(tǒng)回路形成聯(lián)鎖保護(hù)。

（5） 1套速度指針表安裝在在用操作臺(tái)上，在使用重力下放功能時(shí)，該表提供提升速度指示，便于操作人員操作。

（6） 1套重力下放繼電器，將重力下放安全保護(hù)回路接入在用閘控系統(tǒng)的安全回路。

5 重力下放功能測(cè)試

（1）提升機(jī)一側(cè)進(jìn)行半載測(cè)試。（2）將罐籠停在交鋒位置。（3）確認(rèn)車房，井口，井底操作間通訊暢通，斷開(kāi)傳動(dòng)主回路。（4）檢查確認(rèn)重力提升泵正常（在P1液壓站上），重力下放系統(tǒng)接入備用直流電源（如UPS、蓄電池組等），重力下放控制單元分別為兩個(gè)直流泵供直流電、為閘控系統(tǒng)提供交流控制電源;合上直流泵安全斷路器Q13。（5）將液壓站上的機(jī)械切換閥調(diào)整到P1站運(yùn)行狀態(tài)。（6）通過(guò)自鎖開(kāi)關(guān)選擇重力提升模式，從關(guān)狀態(tài)切換到開(kāi)狀態(tài)。（7）按住操作臺(tái)上重力下放啟動(dòng)按鈕，并保持，直流泵啟動(dòng)。（8）緩慢向前推重力下放控制閘控手柄（向前推油壓增大，重力下放速度增大;向后拉油壓減少，重力下放速度減少）。操作閘控手柄電位器（操作臺(tái)上）P1 液壓站敞閘壓力達(dá)到10.5MPa左右，絞車?yán)貌黄胶庵亓l件下運(yùn)行。（9）操作重力下放控制閘控手柄時(shí)，觀察重力下放速度表，使重力下放速度控制在1m/s左右，重力下放速度大于1.2m/s將出現(xiàn)超速緊停，直流泵也將停止，油壓變?yōu)榱?，?shí)現(xiàn)盤形閘制動(dòng)。（10）隨時(shí)檢測(cè)閘盤溫度不得高于600C，否則必須待冷卻后再次運(yùn)行。（11）測(cè)試完畢，關(guān)閉操作臺(tái)上重力提升模式開(kāi)關(guān)。（12）關(guān)斷直流泵安全斷路器Q13。（13）恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

6 結(jié)束語(yǔ)

提升機(jī)增加重力下放功能，并通過(guò)測(cè)試，解決了朱集東煤礦矸石井單提升系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，在提升系統(tǒng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間主電源系統(tǒng)故障或者傳動(dòng)故障，而且短時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)的情況下，能夠通過(guò)重力下放系統(tǒng)，將被困人員安全地升井或者抵達(dá)其它安全位置，提高了提升機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

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