提高矿山提升机安全可靠运行的电气改进措施

（中国华冶科工集团有限公司天津第三分公司，天津 310700）

在矿山生产过程中，矿山提升机的作用举足轻重，是连接井下与地面的重要设备，也是整个矿山生产的核心设备。随着资源的稀缺和科技的进步，矿山的开采深度越来越深，对提升机电气控制和保护要求也越来越高，因而怎样保证提升机电气控制的安全性、可靠性，提高提升机运行效率，是我们电气专业人员面临的首要问题[1]。对于井下与地面的人员升降、物质交换以及相关施工都需要依靠矿山提升机，因而解决其电气问题，改造矿山提升机，才能更好的满足我们的生产需求。

1 矿山提升机在实际生产中常发生的电气问题

中国华冶东五份子铁矿副井提升机为单绳缠绕式提升机，在实际施工生产中的主要作用是人员和设备升降、运输相关材料和工具等。该提升机配置在实际的运用过程中常会出现一些电气问题，总结的常见技术问题如下：首先是矿井提升机的停放点准确性问题，中段摇台在运行过程中有抬不到位现象，安全门在运行过程中关闭不严问题[2]。一般而言，矿井提升机停留在最低分层或者是地表井口时会较为精准，能够正常的停车，然而在各分层中段停车时则会出现偏差，导致罐笼与摇台不能有效水平对接，进而在摇台放平时起不到稳罐作用，使得在上下物料时存在安全隐患，从而引起不便利性。其次是由于盘形制动器闸瓦磨损不均，机械开关动作频繁，导致经常会出现盘形制动器闸瓦磨损故障报警。第三是提升机在运行过程中，主副编码器数值偏差过大，导致运行系统频繁报错。第四是调绳离合器合到位开关通常设计只有一组，日常运行监控不准确导致安全回路中调绳离合器合到位报警不及时，进而存在安全隐患。第五是松绳开关在提升机运行过程中保护装置反映不灵敏或失灵，导致提升机安全隐患增大。

为解决上述所说的问题，需要分别对罐笼停放控制电路进行重新设计和安装，对原有的控制系统进行升级或更新，更换或加装一些安全防护设施，加强各安全回路系统的可靠性，从而保证系统能够长期稳定的运行，进而保证正常施工。

2 罐笼停车电气控制回路的问题分析及改进措施

中国华冶东五份子铁矿副井提升机系统运行的动力主要来源于主电机通过减速器带动直径3m滚筒，由滚筒上缠绕的两根φ34mm钢丝绳悬挂罐笼及平衡锤运行，这种设备的好处在于实现上下的运动较为方便，但是在紧急情况停止时，则会出现停车不准确的情况。由于在紧急停车或者是正常停车时，由于罐笼空罐与重罐，导致承载的重量不同，使得罐笼对钢丝绳的拉力产生变化，钢丝绳的拉伸长度同时发生变化，因而会出现停车不准的情况。罐笼停车的主要停车过程是，通过井口信号确定目标中段，由编码器及PLC控制目标中段前的减速过程，最终由主令开关通过操作台编码器反馈显示数值手动控制停车[3]。由于编码器反馈显示数值与实际位置存在偏差，最终导致停车不准。

改进措施：对于上述情况产生的现象进行分析之后，机械停车的方式容易产生误差，决定使用磁控停车的方式进行更换。具体的更新方法是，采用一块条形磁铁固定在罐笼侧面偏下的位置，磁控开关用铝合金材质外壳保护，同时铝合金具有较好的防水、防腐蚀性质，能够很好的保护磁控开关。最后在每个中段标准停车点与罐笼磁铁对应位置，将磁控开关安装在矿井中间停车位置，并且将之安装在井筒支持的钢梁上。同时将磁控开关动作信号通过继电器传输到PLC输入端子并准确控制停车。改进后的停车控制使得罐笼在各中段达到准确停车。总体意思：在各停车位置，安装磁控开关，磁控开关安装在井筒壁钢梁上，如图示，在各中段各安装一个磁控开关，磁控开关用铝合金外壳保护，防止进水和外力碰撞，罐笼上安装感应板，当罐笼运行到停车位时，磁控开关感应动作，将信号传到PLC，控制罐笼准确停车。改进后，罐笼在各中段停车准确。

图1 井筒示意图

3 盘形制动器闸瓦磨损故障报警设施更新改进

中国华冶东五份子铁矿副井提升机盘形制动器闸瓦磨损故障报警为TS型号机械行程开关，由于机械开关动作频繁可靠性差故障率高，为了减少运行过程中的报警及急停，维修人员通常将图中4，5端子短接，封锁闸瓦磨损故障报警。盘形制动器是提升系统的重要部件，其中闸瓦磨损严重会导致提升机速度失控，控制停车失灵，给提升机运行带来重大的安全隐患，所以封锁故障报警是不可取的[4]。

改进措施：对于上述情况产生的现象进行分析之后，机械开关动作不可靠，决定将TS行程开关更换为LJ12A3-4-Z/BX（电感式）型光电接近开关，由于光电接近开关动作更灵敏运行更稳定，使得提升机在闸瓦磨损故障报警这方面大大提高了装置的安全性和可靠性。

图2 闸瓦电气接线图

4 提升机主副编码器联轴器更新改进

中国华冶东五份子铁矿副井提升机编码器在运行过程中主副编码器数值经常出现偏差，有时超过临界值时会导致运行突然急停，使得提升机钢丝绳受到较大的冲击力，存在一定的安全隐患，与此同时，对提升机定点停车和过卷保护也会造成一定的影响。

改进措施：对于上述情况产生的现象进行分析，经过仔细排查故障原因，最终发现是编码器联轴器原采用的硬质胶皮连接，启动、运行及停止过程两端相对运行不同步，长时间运输使得胶皮容易破损及断裂，导致读取数值出现误差。经研究决定将其更换为蝶型膜片式联轴器，既缩小了运行中产生的间隙，同时也提高了备件的使用周期，更换后提升机运行稳定，主副编码器数值偏差控制在可以正常运行的范围内。

5 调绳离合器保护装置更新改进

单绳缠绕式提升机调绳离合器合到位保护装置是提升系统运行过程中非常重要的安全保护装置，中国华冶东五份子铁矿副井提升机的调绳离合器合到位开关原按照设计只安装一组，从限位的全面性及灵敏性方面考虑，一旦此行程开关出现故障或失灵，有可能会导致提升机在运行过程中主副滚筒脱离，使得副滚筒处于完全不可控状态，所以存在一定的安全隐患。

改进措施：对于上述情况产生的现象进行分析，并结合现场实际情况，在提升机调绳离合器另一侧加装一组行程开关，将离合器两端改为两组限位保护装置，两组开关串联连接使用，只要离合器稍有松动，系统就会发出故障信号，维修人员能迅速找到故障点，并排除故障，有效防止提升机带故障运行，降低提升机运行的安全隐患。

6 加装松绳开关保护装置

单绳缠绕式提升机松绳保护装置正常安装在主副出绳口提升绳下方，为防止由于松绳开关卡住或失灵，导致提升机运行过程中不能及时停止，造成罐笼坠罐和钢丝绳拉断事故，经分析研究，为提高松绳报警的灵敏性及安全性，决定将滚筒下方加装一套松绳保护装置，两组保护装置各控制一个松绳开关，当提升机运行中出现松绳，出绳口松绳保护装置未动作时，滚筒下方的松绳保护装置将起到保护作用，发出故障信号，使提升机迅速减速停车，给提升机安全运行增加了保障。

7 结语

本项目提升机经陆续改进后，经过近2年时间的运行观察，一直运行稳定状态，各保护装置安全可靠，几乎未出现由于以上部位改进后引起的故障，同时保证了人员及材料的有效运送，真正起到了为施工生产保驾护航。

综上所述，矿山开采活动是我国原始资源获取的重要途径，同时也是安全事故频发的行业之一，能够有效保证开采的进度和效率，提高矿山提升机工作的安全性和稳定性，为矿山的开采带来极大的便利。矿山提升机作为整项开采工作的核心，其能否正常工作将会严重影响到开采工作的正常进行，上述说到本矿山开采项目目前存在的主要问题，虽然暂时的更新改进，使得提升机能够安全稳定运行，但在日后的实践中同样还需要结合实际情况再进行变动。本文有针对性地阐述了相应的改进措施，为有效保证矿井提升机的安全运行状态，提高其运行效率提供了参考。希望各矿山经营者加强对改善矿井提升机电气问题的宏观认识。相关技术设计人员在矿山实践中也应增强创新意识，有助于相关问题的早日解决。