關(guān)于實(shí)現(xiàn)礦山副井提升系統(tǒng)電梯模式運(yùn)行的實(shí)踐及意義

陳 旭，解紅勝

（中鋼集團(tuán)山東富全礦業(yè)有限公司，山東濟(jì)寧 272500）

中鋼集團(tuán)山東富全礦業(yè)有限公司自2010年建礦投產(chǎn)伊始，就致力于智能化礦山建設(shè)，其副井提升系統(tǒng)較早地完成了自動(dòng)化建設(shè)，創(chuàng)建了提升機(jī)智能操控系統(tǒng)，系統(tǒng)只需要提升司機(jī)在集控中心操作站的電腦上一鍵操作，即可實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行，最大程度的減少了人員的參與，避免了因人的不安全行為而造成的事故。同時(shí)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)人機(jī)交互實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、在線故障監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，確保提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

隨著礦山生產(chǎn)逐步進(jìn)入正軌，副井提升系統(tǒng)由原來(lái)承擔(dān)著礦山井下基建材料、物料提升任務(wù)，轉(zhuǎn)向以提人為主，物料提升為輔，作業(yè)時(shí)間大大減少。

為進(jìn)一步提高副井自動(dòng)化水平，提高副井作業(yè)人員效率，減少人為因素對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行的干擾，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全化，公司準(zhǔn)備對(duì)副井提升系統(tǒng)進(jìn)行再次的優(yōu)化改造。本次優(yōu)化改造的目標(biāo)就是對(duì)照工業(yè)電梯運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)副井無(wú)人值守、電梯模式運(yùn)行，系統(tǒng)做到安全可靠、簡(jiǎn)單操作，公司全體職工經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以自主操作，實(shí)現(xiàn)副井提升運(yùn)行，進(jìn)一步使這一系統(tǒng)發(fā)揮出更大作用，促進(jìn)我國(guó)礦業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 目前存在問(wèn)題

隨著各專業(yè)人員對(duì)這一系統(tǒng)的不斷完善，副井提升系統(tǒng)對(duì)我國(guó)礦山生產(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)。雖然副井提升系統(tǒng)在很大程度上降低了安全事故的發(fā)生，也實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單操作易上手這一目標(biāo)，但這一技術(shù)還比較新穎，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)并不多，這就導(dǎo)致這一系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些未能預(yù)測(cè)的問(wèn)題，本段落將對(duì)副井提升系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題進(jìn)行具體分析。

1.1 室外操作箱復(fù)雜、罐口箱操作危險(xiǎn)

現(xiàn)有系統(tǒng)通過(guò)罐口控制箱，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行。上下井人員到達(dá)副井后，通過(guò)操作室外控制箱就可以進(jìn)入罐籠，然后操作罐口箱，關(guān)閉搖臺(tái)安全門(mén)，發(fā)罐運(yùn)行。但是現(xiàn)在存在兩個(gè)問(wèn)題：

（1）室外控制箱完全按照室內(nèi)操作臺(tái)布置，并線而來(lái)，操作復(fù)雜，專業(yè)性比較強(qiáng)，未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，無(wú)法正確操作，這就容易造成在運(yùn)行過(guò)程中因操作不當(dāng)而引發(fā)安全隱患。

（2）罐口箱分別安裝在各水平接近罐籠位置上，操作時(shí)，需要操作人員將手穿過(guò)罐簾伸出罐籠外，有一定安全隱患。安全門(mén)搖臺(tái)動(dòng)作前需要開(kāi)啟液壓站，根據(jù)運(yùn)行多年情況統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員多次出現(xiàn)發(fā)罐前不關(guān)液壓站情況，使液壓站不必要連續(xù)運(yùn)行，造成了一定程度上的資源浪費(fèi)。

1.2 罐籠內(nèi)部如何監(jiān)護(hù)；罐籠在井筒內(nèi)運(yùn)行，如何通訊

罐籠在井筒內(nèi)運(yùn)行，沒(méi)有直接連接部位，需要考慮合適的通訊方式。運(yùn)行過(guò)程中，罐簾內(nèi)情況看不到，無(wú)法監(jiān)控，特別是故障處理期間。罐籠內(nèi)部人員對(duì)罐籠運(yùn)行實(shí)際情況不了解，一旦出故障，容易造成恐慌。

1.3 罐簾人工操作，故障率高

罐簾人工操作，立桿采用鋼絲繩，卡澀嚴(yán)重，上提時(shí)需要很大力氣才能打開(kāi)，下放時(shí)因?yàn)橹亓υ?，自由落體，很容易損壞。

多年來(lái)，由于進(jìn)罐前，罐簾操作不及時(shí)，多次出現(xiàn)撞罐簾情況，造成罐簾損壞。故需要對(duì)罐簾運(yùn)行方式重新設(shè)計(jì)。

2 解決措施

雖然副井提升系統(tǒng)在操作過(guò)程中還存在著部分問(wèn)題，但這一系統(tǒng)為我國(guó)礦山生產(chǎn)任務(wù)提供了便利，使礦山生產(chǎn)能夠更有效地進(jìn)行，所以對(duì)存在的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)解決。通過(guò)公司制定罐籠運(yùn)輸設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，然后再確定罐簾標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到不影響行人，又不影響下料的目的。當(dāng)下相關(guān)部門(mén)已對(duì)存在的問(wèn)題列出了解決方案，具體措施如下：

（1）采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化炸藥箱，達(dá)到炸藥安全運(yùn)輸、進(jìn)出罐籠流程順暢。

（2）優(yōu)化改造現(xiàn)有油罐、油箱，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）罐內(nèi)頂板等設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化，便于后續(xù)大件下放及維修。

使用無(wú)線通信模塊與PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)PLC 對(duì)罐籠設(shè)備的數(shù)據(jù)采集及控制。編譯電梯模式程序，與原程序無(wú)縫對(duì)接，不改變?cè)邪踩绦蚰K，增加聯(lián)鎖控制，不影響其他模式安全運(yùn)行。自制罐簾兩套，采用直流電機(jī)牽引鋼絲繩，帶動(dòng)罐簾升降，運(yùn)行平穩(wěn)。和原有安全門(mén)、搖臺(tái)一起，聯(lián)鎖運(yùn)行，模擬電梯門(mén)。安全門(mén)、搖臺(tái)到位是副井安全運(yùn)行的必要條件，電梯模式將該條件保留在程序內(nèi)，不做調(diào)整。自制罐籠電池充電器，采用接觸式充電方式，保證充電安全及時(shí)，不影響罐籠正常運(yùn)行。采用西安利雅得研發(fā)罐籠無(wú)線通訊裝置，裝置上顯示罐籠運(yùn)行趨勢(shì)，使罐籠內(nèi)部人員了解罐籠運(yùn)行情況。各水平在原有語(yǔ)音報(bào)警的基礎(chǔ)上，增加警鈴裝置一套，用于系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉搖臺(tái)安全門(mén)時(shí)報(bào)警。在原有水平視頻監(jiān)控基礎(chǔ)上，增加其他水平視頻監(jiān)控，便于要罐時(shí)確認(rèn)其他水平情況。增加罐籠照明設(shè)施，安裝光控和雷達(dá)感應(yīng)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停。

這一系列措施使副井提升系統(tǒng)存在的問(wèn)題，在一定程度上有所改善，但還需要相關(guān)人員在運(yùn)行過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)并解決，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，使副井提升系統(tǒng)更加完善，為今后的礦山生產(chǎn)提供更加完備的保障，推動(dòng)我國(guó)礦山事業(yè)的發(fā)展。

3 實(shí)現(xiàn)功能

隨著相關(guān)人員的不斷努力，副井提升系統(tǒng)也在不斷完善，工作人員在工作過(guò)程中，對(duì)副井提升系統(tǒng)的運(yùn)行做出了以下總結(jié)。

3.1 副井“提人、電梯模式”作為默認(rèn)運(yùn)行模式

副井提升系統(tǒng)包括種模式，在進(jìn)行不同的作業(yè)時(shí)，要及時(shí)對(duì)機(jī)器進(jìn)行模式的調(diào)整，以保證機(jī)器能夠正常運(yùn)行，發(fā)揮出其最大的作用。

（1）副井各模式作業(yè)結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)操作人員要及時(shí)將生產(chǎn)模式調(diào)整為“提人模式”。

（2）副井提人作業(yè)時(shí)間到后，集控中心操作人員在系統(tǒng)操作畫(huà)面將系統(tǒng)置于“電梯模式”，副井wincc 監(jiān)控畫(huà)面同時(shí)顯示“提人、電梯模式”。

3.2 要罐操作

（1）在副井規(guī)定運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，若罐籠不在本水平，乘罐人員在候罐區(qū)入口控制箱選擇按下按鈕，按下按鈕③（要罐），罐籠自動(dòng)運(yùn)行到本水平。

（2）去向分“井口”、“-220水平”、“-320水平”，優(yōu)先去“-220水平”。

3.3 乘罐操作

（1）乘罐人員在候罐區(qū)出入口控制箱選擇按下按鈕，按下按鈕①（開(kāi)門(mén)），罐簾同時(shí)升起，設(shè)備動(dòng)作完成后，人員可以進(jìn)入罐籠。

（2）乘罐人員在罐籠內(nèi)控制箱選擇按“下開(kāi)、關(guān)門(mén)”按鈕，安全門(mén)關(guān)、搖臺(tái)抬起，罐簾同時(shí)落下，設(shè)備動(dòng)作完成后液壓站自動(dòng)停止，同時(shí)選擇去向，按下“發(fā)罐”按鈕，罐籠運(yùn)行。

（3）罐籠到位后，系統(tǒng)檢測(cè)到位開(kāi)關(guān)后5s 自動(dòng)運(yùn)行，液壓站啟、安全門(mén)開(kāi)、搖臺(tái)落下、罐簾升起，設(shè)備動(dòng)作完成后，人員可以走出罐籠。

（4）最后一位乘罐人員在出入口控制箱選擇按下按鈕，按下按鈕②（關(guān)門(mén)），液壓站啟、安全門(mén)關(guān)、搖臺(tái)抬起，罐簾同時(shí)落下，設(shè)備動(dòng)作完成后停止液壓站。

3.4 自動(dòng)關(guān)門(mén)

罐籠到位3min 后，系統(tǒng)檢測(cè)安全門(mén)搖臺(tái)、到位情況。若安全門(mén)開(kāi)、搖臺(tái)落到位，語(yǔ)音提示15s“準(zhǔn)備關(guān)門(mén)、禁止靠近”則系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，液壓站啟、安全門(mén)關(guān)、搖臺(tái)抬起，罐簾同時(shí)落下，設(shè)備動(dòng)作完成后停止液壓站。

3.5 罐簾自動(dòng)運(yùn)行

罐簾在“電梯”、“提物”、“下大件”模式時(shí)都是根據(jù)搖臺(tái)的動(dòng)作而動(dòng)作，即搖臺(tái)落，罐簾起；搖臺(tái)起，罐簾落。

4 安全規(guī)程

雖然副井提升系統(tǒng)在很大程度上減少了工作人員對(duì)機(jī)器的操作，但是對(duì)于關(guān)鍵操控部位，還是需要相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，這就需要加快對(duì)專業(yè)人員的安全意識(shí)的培訓(xùn)，本段落將對(duì)安全規(guī)則進(jìn)行具體分析。

（1）操作人員必須通過(guò)安全培訓(xùn)方可操作。

（2）每天做好設(shè)備巡視檢查工作，定期進(jìn)行設(shè)備精密點(diǎn)檢，確保運(yùn)行安全。

（3）各部門(mén)確定信號(hào)操作人員，組織安全技術(shù)培訓(xùn)，未經(jīng)培訓(xùn)不得操作。培訓(xùn)內(nèi)容包括設(shè)備基本知識(shí)、安全技術(shù)操作規(guī)程、操作前安全確認(rèn)項(xiàng)目。

（4）副井“提人、電梯模式”作為默認(rèn)運(yùn)行模式?！疤嵛铩薄ⅰ跋麓蠹蹦Ｊ竭\(yùn)行前，先聯(lián)系集控室由“電梯”模式改為“正?！蹦Ｊ剑缓笸ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)功能按鈕進(jìn)行切換到相應(yīng)的模式進(jìn)行作業(yè)。公司確定副井上下人時(shí)間，上下完人之后集控操作員及時(shí)鎖罐，副井提人時(shí)使用“電梯模式”運(yùn)行。

（5）副井在“提人、電梯”模式運(yùn)行后，必須遵守《副井提升機(jī)司機(jī)安全技術(shù)操作規(guī)程》，保證人員的安全及設(shè)備的正常運(yùn)行。

5 生產(chǎn)效益

副井提升系統(tǒng)在很大程度上提升了礦山生產(chǎn)的效率，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。繼續(xù)貫徹執(zhí)行國(guó)家安全總局機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人要求，

（1）實(shí)現(xiàn)了副井井口作業(yè)即物料、人員提升的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。

（2）減少操作人員12人次，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行本質(zhì)安全化。

（3）罐簾改造完成后，方便了物料下放，進(jìn)一步降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

（4）罐籠照明設(shè)施投用，在增加了乘罐人員安全感的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能運(yùn)行。

（5）程序優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)安全門(mén)、搖臺(tái)自動(dòng)關(guān)閉運(yùn)行，既保證了正常情況下設(shè)備運(yùn)行安全，也方便了故障狀態(tài)時(shí)副井安全處理；

（6）方便組織調(diào)度，根據(jù)生產(chǎn)時(shí)間控制副井上下。緊急情況可以直接提升。

6 優(yōu)化總結(jié)

通過(guò)副井電梯模式自動(dòng)化改造，基本實(shí)現(xiàn)了目的。但是，還有進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)的地方。

（1）罐簾鋼絲線經(jīng)常彎曲影響正常運(yùn)行；影響經(jīng)常掙斷，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法運(yùn)行。后續(xù)設(shè)備和程序應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化。

（2）受限于罐籠情況，設(shè)備安裝布置不合理，后續(xù)應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化。

本文對(duì)副井提升系統(tǒng)的操作過(guò)程進(jìn)行了具體分析，并指出了這一系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，但是在具體操作中，存在的問(wèn)題卻不止于此，相關(guān)人員在以后的工作過(guò)程中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，盡快總結(jié)出一套比較完善的方案，為未來(lái)我國(guó)的礦山生產(chǎn)及副井提升系統(tǒng)的發(fā)展提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，從而進(jìn)一步提升礦山生產(chǎn)的效率，帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步增長(zhǎng)，促進(jìn)我國(guó)綜合國(guó)力的提升。