立井井筒网络化设计

魏连云

摘 要：立井提升已经成为矿山开采的主要方式，而且逐步朝超深井的方向发展，提升系统的维护工作变得极为繁重。文章提出了一种立井井筒网络化管理的方式，详细阐述了提升系统各部分存在问题和需要控制的监测点，从而有效检测提升中存在的问题，做到实时监测，定点处理，同时对超深井容器的装卸提出了全新的解决方案，可为相关人员提供参考。

关键词：立井；网络化；锁罐

引言

随着地表浅层资源的减少，矿山的开采方式由原来的露天开采、斜井开采朝立井开采转变，现在国内已经出现超过1500米的立井[1，2]。立井提运部门已经成为矿山生产的咽喉部门，开采过程中会出现提升能力小于采掘能力的情况，使得立井提升成为限制矿山生产能力的关键。影响立井提升能力的因素有两点，包括单位时间的提升量和有效的提升时间。单位时间的提升量在井筒设计时已经确定，作为立井提升部门的现场管理者，要提高矿井的提升能力就是要保障和提高有效的提升时间。而影响提升时间的最主要因素就是系统的检修和维护。随着井筒变深，检修和维护工作成倍的增加，提升事故也屡有发生。本文提出一种井筒网络化的管理方式，对井筒提升设备的各个环节进行监控，能够保证提升过程安全高效。

1 井筒网络化设计的内容

立井提升系统可以分为电机及拖动部分、滚筒、闸控系统、提升首绳、尾绳、容器和导向等七个部分，上述各部分都有自身的维护和检修点。建立井筒网络化单元，就是要把各组成部分的关键信息传递到统一的控制平台内，并对各信息进行匹配和比较，从中发现问题，做到提前预测、准确判断、及时处理，保证运行安全、提高提升效率。

电机及拖动部分的技术比较成熟，控制系统能够做到对电压、电流、电机温度、运行高度、转动角度的实时监控。通过电压、电流和运行速度可以确定扭矩，这是提升系统提升力的直接表征。当这些参数异常时可以直接判断出提升力异常。但是，能引起提升力异常的因素很多，包括装载失误、尾绳缠绕、罐道破损等。这就需要其他部分的參数，用来进行比较，才能判断出故障点。

滚筒部分常见的故障是滚筒轴承破损和钢丝绳在滚筒上打滑。轴承破损后，会引起提升力的增加，它的监控可以通过轴承温度的监控来实现。而钢丝绳的打滑应通过钢丝绳速度和滚筒速度的比较来实现。闸控系统需要检测的点主要包括闸间隙、压力和温度。

提升首绳、尾绳和容器的问题集中在连接部分。提升过程中对提升钢丝绳张力和张力差有着严格的要求，这是提升系统安全运行的基础。多绳提升时，各首绳之间的张力差不得超过5%，这是通过平衡油缸来保障的，在监控过程中取各平衡油缸的压力值，对个绳张力差进行确认。同时，通过两侧张力之和的比较确定系统的张力差。

提升系统的导向部分可以分为钢罐道和绳罐道两种。钢罐道主要问题会出现在钢罐道错口、罐道过度磨损，这要通过滚轮罐耳调整油缸的压力确认。绳罐道的主要问题是表面破损、粘附异物，这可以通过罐道绳张力变化来确定。

井筒网络化设计就是对以上参数进行实时监控，并以提升力为基准，把各因素综合管理，加权计算后，互相验证和比较，从而判断出各主要故障点，为检修进行指导。

2 关键问题的解决

建立井筒网络化单元，对各个故障点进行监控，必须形成信息传递的快速通道，中央处理器能及时发现问题，并报警处理。这就需要在井筒里敷设通讯电缆，通道必须可靠，要能承受淋水，灰尘影响。同时要考虑，张力信号和罐耳信号是随容器运动的，需要进行无线通讯。提升容器上安装的传感器要配有电源，电源的充电方式和充电时间需满足要求。这个电源还需要为载人的提供轿厢照明。

由于井筒深度的影响，造成提升钢丝绳长度增加，1500米深度的钢丝绳，在增加荷载后，伸长量可能在1.5米左右。通过提升绳张力值的数据显示，配合锁罐罐笼，能够实现高速提升。锁罐罐笼是一种自身在外动力作用下锁在固定钢梁上的罐笼。当罐笼或者箕斗停止后，智能动力头直接与提升容器连接，提供风或者油压，通过锁块锁住钢梁。当装卸载完成后，锁块实现3级泄压，随提升容器上下滑动，释放提升张力。常开式锁块在井筒中运行时，不与任何物体接触。确保安全。

3 结束语

本文提出的立井井筒网络化的管理方式，能够确保提升系统的安全，提高提升效率，希望能够为相关工作者提供参考。

参考文献

[1]孙玉蓉，周法孔.矿井提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，1999，9.

[2]谭鹏辉，吴娟，寇子明.多绳摩擦轮首绳快速换绳装置研究[J].煤矿机械，2004，25（11）：36-37.