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煤礦絞車論文:淺談無極繩絞車在煤礦中的應用

【摘 要】 在煤礦井下的采區(qū)斜巷上運輸一般都使用調(diào)度絞車，調(diào)度絞車運輸時需要投入大量的人力、物力，并且中間的環(huán)節(jié)較多，安全系數(shù)相對較低，運輸?shù)男室脖容^低。而無極繩絞車運輸就能解決這些運輸環(huán)節(jié)復雜、運輸距離長、巷道變坡多、運輸效率和安全系數(shù)低的問題，在運輸條件復雜的回風槽等地方應用無極繩絞車，就能實現(xiàn)煤礦的安全、高效、經(jīng)濟的斜巷運輸，確保煤礦的安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】 無極繩絞車 煤礦 應用

0 引言

隨著煤礦機械化水平的提高，對煤礦采區(qū)內(nèi)部斜巷運輸?shù)陌踩浴⒖焖傩浴⒔?jīng)濟性、高效性提出了更高的要求。推廣使用先進的運輸裝備，提高運輸管理水平是當前煤礦斜巷運輸管理的重點和難點。無極繩絞車是一種實用的新型輔助運輸裝備，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、可靠性高等優(yōu)點，適用于長距離、多變坡、大噸位工況條件的普通軌道運輸，主要用于煤礦井下工作面順槽和掘進后配套運送生產(chǎn)所需材料、設備，無極繩運輸設備簡單，使用范圍廣泛，是當前調(diào)度小絞車的替代產(chǎn)品。

1 無極繩絞車結(jié)構(gòu)原理

無極繩絞車由傳動裝置、主軸裝置和制動操縱機構(gòu)等組成。

1.1 傳動裝置

傳動裝置包括電動機、液力耦合器、減速器、齒輪聯(lián)軸器和一級開式齒輪傳動。

（1）減速器。減速器采用ZHQ-85型標準兩級圓弧齒輪減速器。機殼為水平剖分結(jié)構(gòu)，機蓋和機座用鑄鐵鑄成，并以螺栓連接。機座一端設有油位尺，其下面設有放油用的螺塞。蓋板用于遮蓋視孔，其上有排氣帽。主動軸、中間軸和被動軸均以單列向心圓錐滾子軸承支承。各軸軸端有調(diào)節(jié)軸承間隙的墊片和端蓋。

（2）液力耦合器。液力耦合器用于連接電動機和減速器，其作用和工作原理與輸送機上用的相同。泵輪和殼體用螺栓連接。渦輪位于殼體內(nèi)但無連接關(guān)系，它通過平鍵與減速器主動軸聯(lián)結(jié)。殼體內(nèi)設有注油孔和保險器。當液力耦合器長期過負荷工作使油溫超過91.5度時，保險器內(nèi)的易熔金屬熔化，其中的銷子在油壓作用下被推出，并觸動保險裝置的拐臂，而后通過小軸、銷子、套和凸輪臂，使電氣開關(guān)動作而切斷電路，起到保護作用。

1.2 主軸裝置

主軸裝置由卷筒、主軸、齒輪和滑動軸承等組成。卷筒有夾鉗式和拋物線型兩種。夾鉗式卷筒有驅(qū)動力大、鋼絲繩使用壽命長和無滑動現(xiàn)象等優(yōu)點，其結(jié)構(gòu)是在輪體上裝有12塊扇形壓板，扇形壓板內(nèi)裝有左、右卡鉗和彈簧、銷軸組成的夾鉗，鋼絲繩則卡在夾鉗內(nèi)。拋物線型卷筒是由輪體和開有拋物線形繩槽的輪圈組成，它們用螺栓連接。這種卷筒的優(yōu)點是制造簡單和可以正反轉(zhuǎn)。

1.3 制動操縱機構(gòu)

制動操縱機構(gòu)包括工作制動器和安全制動器。

（1）工作制動器。它采用電動液壓推動器自動操縱，推動器的電動機與主電動機聯(lián)動。主電動機起動后，電動液壓推動器使其外部的框架升起，進而通過連桿、長軸和連桿使重錘升起，于是杠桿抬起，工作制動閘松開。主電動機停轉(zhuǎn)時，電動液壓推動器隨之停止工作，制動閘在重錘的作用下將卷筒閘住。此外，工作制動閘還可以通過手把拉動連桿進行操作。電動液壓推動器的結(jié)構(gòu)原理為，動作狀態(tài)時，電動機帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，油室內(nèi)的油液輸送到活塞的下腔。這一過程是逐步實現(xiàn)的，從渦輪排出的油液先使緩沖裝置下部的活動套升起。當該活動套上升到使開口露出時，油液才進入活塞的下腔。隨著套的繼續(xù)上升，開口逐漸增大，直到套的上端頂?shù)綔u輪外罩時，開口達到最大。這時，活塞在油液壓力的作用下上升，帶動框架升起，使工作制動閘松開。制動狀態(tài)時，電動機停止運轉(zhuǎn)，渦輪也隨之停止運轉(zhuǎn)，油液不再具有壓力，于是活塞在重錘的作用下迫使油液從開口返回油室，并且隨著套在彈簧的作用下下降，開口越來越小，回油速度越來越慢，因而使制動過程進行的比較平穩(wěn)。

（2）安全制動器。安全制動器由電動液壓推動器、重錘、制動杠桿和帶形閘等組成。主電路有電時，液壓推動器動作，使重錘提起，使帶形閘處于松閘狀態(tài)。當發(fā)生故障，總電路被切斷時，液壓推動器停止工作，重錘立即下降，通過制動杠桿使帶形閘將卷筒制動，起到安全保護作用。安全制動使用的電動液壓推動器與工作制動用的基本相同，只是沒有彈簧緩沖裝置，因而動作較快，適合安全保護的要求。

1.4 逆止裝置

逆止裝置的作用是當工作制動器失靈時，防止絞車在貨載的作用下反轉(zhuǎn)而造成事故。它由固定在主軸一端的單向離合器、固定在離合器上的模板、中間傳動機構(gòu)和按鈕開關(guān)組成。絞車正常工作時，離合器不轉(zhuǎn)，模板位置不變。一旦工作制動器失靈，絞車在貨載的作用下剛一反轉(zhuǎn)時，離合器便立即動作，其上的模板便觸動按鈕開關(guān)而切斷液壓推動器的電源，使安全制動器立即動作，防止了絞車的反轉(zhuǎn)；同時，安全制動器上的閉鎖裝置切斷主電動機的電路而使之停止轉(zhuǎn)動。

2 無極繩絞車在煤礦運輸中的應用

（1）簡化運輸系統(tǒng)。無極繩絞車減少了線路上的工作人員和礦車摘掛鉤次數(shù)，摘掛鉤工人勞動強度大，軌道附屬件多，傾斜運輸中容易發(fā)生跑車事故，應用無極繩絞車無形中提高了提升效率和安全性能，為綜采工作面安全、快速的安裝奠定了基礎。

（2）減少了摘掛鉤和倒車接替次數(shù)，避免了因跑車、脫鉤、斷繩等引發(fā)的事故；簡化了運輸程序，減少了事故隱患環(huán)節(jié)，降低了運輸事故發(fā)生率。

（3）液壓張緊系統(tǒng)張緊便捷。鋼絲繩張力可隨著牽引工況的變化而變化，延長了鋼絲繩的使用壽命，減少了竄繩張緊的次數(shù)。

（4）泄漏通訊裝置使用方便，實現(xiàn)了手持電臺之問、手持電臺與基地電臺之間的多方通話，還具有打點、急停控制功能，為長距離安全運輸提供了技術(shù)保證。

（5）無極繩絞車采用機械傳動方式，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，可靠性高。

（6）在順槽中實現(xiàn)連續(xù)運輸，無需轉(zhuǎn)載，提高了安全可靠性，避免了掉道對煤礦采取設備安裝、生產(chǎn)的影響。

（7）尾輪固定簡單，可方便快捷地移動，實現(xiàn)運輸距離變化。

3 結(jié)語

無極繩絞車運輸是煤礦生產(chǎn)過程中重要的運輸方式之一，隨著社會的發(fā)展和科技的進步，在無極繩絞車在設計制造方面將更加完善，將能更好地為礦井的生產(chǎn)建設服務，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多的效益，確保礦井安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

煤礦絞車論文:淺析煤礦提升絞車測速系統(tǒng)的改造

【摘 要】 傳統(tǒng)的礦用提升絞車測速裝置因結(jié)構(gòu)較為復雜，帶有的電刷和換向器，其產(chǎn)生的干擾信號會對絞車上PLC或者變頻器等電控裝置造成影響。本文重點介紹了基于霍爾傳感器的絞車測速裝置在仙亭煤礦中的使用情況，對今后該裝置的推廣使用具有一定的指導意義。

【關(guān)鍵詞】 煤礦 霍爾傳感器 提升絞車 測速

目前礦井提升絞車已基本實現(xiàn)了對其進行PLC或者變頻控制的改造。但是很多提升絞車上仍然使用的是利用測速發(fā)電機這種傳統(tǒng)測速方式，該種測速裝置結(jié)構(gòu)較為復雜，帶有的電刷和換向器，其產(chǎn)生的干擾信號會使改造后的提升絞車電控裝置造成不良影響。以仙亭煤礦使用的重慶GKT型絞車為例，該種絞車配備的是直流測速發(fā)電機，經(jīng)過多年的運行，大部分測速裝置已經(jīng)不能正常使用，因此尋找一種廉價、易維護的測速方法對于絞車安全運行有很大價值。本文詳細講述霍爾傳感器測速系統(tǒng)在礦山提升絞車上的應用情況。

1 霍爾傳感器的原理

1.1 霍爾效應

在一塊半導體薄片上，其長度為L，寬度為b，厚度為d，當它被置于磁感應強度為B的磁場中，如果在它相對的兩邊通以控制電流T，且磁場方向與電流方向正交，則在半導體另外兩邊將產(chǎn)生一個大小與控制電流I和磁感應強度B乘積成正比的電勢u ，即UH=KHIB，其中KH為霍爾元件的靈敏度。該電勢稱為霍爾電勢，半導體薄片就是霍爾元件。

1.2 工作原理

霍爾開關(guān)集成電路中的信號放大器將霍爾元件產(chǎn)生的幅值隨磁場強度變化的霍爾電壓UH放大后再經(jīng)信號變換器、驅(qū)動器進行整形、放大后輸出幅值相等、頻率變化的方波信號。

2 霍爾傳感器在仙亭礦絞車上的應用

2.1 霍爾開關(guān)概述

霍爾開關(guān)是一種磁感應電子器件，其原理是感應電勢根據(jù)磁場強度的變化而變化——即霍爾效應。霍爾開關(guān)可以作為接近開關(guān)使用，主要用于轉(zhuǎn)速及位移檢測，其分類有開關(guān)型霍爾傳感器和線性霍爾傳感器兩種，開關(guān)型霍爾傳感器輸出為0和1兩種信號，是一種數(shù)字信號，可以直接連接PLC或者單片機的I/O引腳，而線性傳感器則需要AD轉(zhuǎn)換器。霍爾開關(guān)價格便宜，穩(wěn)定性較好，是一種理想的非高精度測速原件，現(xiàn)以仙亭礦201采區(qū)GKT1.6絞車為例，探討使用霍爾傳感器對絞車測速。

2.2 測速方法介紹

仙亭礦201采區(qū)絞車的電控系統(tǒng)現(xiàn)為PLC電控，結(jié)合變頻器使用，使用的PLC型號為歐姆龍CPM2AE-60CDR-A，擴展模塊為CPM1A-20EDR，擴展模擬模塊為CPM1A-AD401，其測速裝置使用測速發(fā)電機輸出220V電壓后，進入型號為DP（I）4-PDV500C的數(shù)字式直流電壓表（DVP）作為采集裝置，信號發(fā)送到CPM1A-AD401（如圖1所示）。PLC模擬模塊編程后，可設置輸入電流信號上下限，起到限速保護作用（數(shù)字式電壓表DP（I）4-PDV500C自身帶有上下限設定功能，本文不做討論）。此時測速發(fā)電機如果損壞，可考慮使用使用線性霍爾傳感器替代，線性霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成輸出的是模擬型號，根據(jù)外加磁場強度變化，輸出電流也在變化，將霍爾傳感器的輸出端直接連接DP（I）4-PDV500C即可，PLC程序無需修改，選擇適當型號的霍爾傳感器即可。

2.3 硬件實現(xiàn)

2.3.1安裝

使用霍爾接近傳感器測速時，采用旋轉(zhuǎn)式接近，將配套磁鋼片以同一極性按一定的角度貼在電機轉(zhuǎn)軸上，傳感器正面對準磁鋼片固定，工作距離大概在2～10mm之間（如圖2所示）。當電機旋轉(zhuǎn)時，傳感器霍爾電勢隨磁鋼片磁場強度變化而變化，對于線性霍爾傳感器來說，是電流電壓的線性變化。

2.3.2 接線方式

一般的霍爾接近開關(guān)有三條線，棕色接電源正極，藍色接電源負極，黑色為輸出線，輸出線接負載，負載可以是繼電器線圈、信號燈，對于PLC則是數(shù)字輸入模塊。需要注意的是，不同PLC需要選擇不同的接近開關(guān)，公共輸入端為0V的 PLC要選用NPN型接近開關(guān)，公共輸入端為24V的PLC則需選用PNP型，歐姆龍等日系PLC公共輸入端一般為0V。

2.4 軟件實現(xiàn)

限速保護實現(xiàn)流程圖：

利用PLC編程軟件設定上限值，并在安全回路設置過速保護開關(guān)，可實現(xiàn)限速保護，如果利用多位數(shù)碼顯示管，還可顯示速度。具體的軟件設置和梯形圖需根據(jù)現(xiàn)場及PLC的型號而定。

3 其他測速方式

除線性霍爾傳感器，還可使用開關(guān)型霍爾傳感器，需要設置轉(zhuǎn)速公式，編程較為復雜，但不需要PLC模擬模塊；另外還可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器，其優(yōu)點是精度較高，接觸式旋轉(zhuǎn)編碼器安裝十分不便，而非接觸式旋轉(zhuǎn)編碼器對環(huán)境要求高。

接近開關(guān)可以組合使用，對于牌坊式深度指示器的提升絞車，在深度指示器安裝和電機等部位各安裝若干個傳感器，進入PLC后進行數(shù)據(jù)對比，設置差值上限，可作為深度指示失效保護。霍爾傳感器在工控領(lǐng)域應用已十分成熟，價格在幾十至幾百元不等，價格低廉，對于礦井設備控制也能有十分廣闊的應用。

4 結(jié)語

本霍爾傳感器適用于礦山提升絞車的速度測量，從根本上解決了傳統(tǒng)的利用測速發(fā)電機這種電磁式轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號的幅值不穩(wěn)定，響應頻率不高，以及抗電磁波干擾能力差的缺陷。能夠更好的保障礦井的安全生產(chǎn)，值得在煤炭行業(yè)廣泛推廣。

煤礦絞車論文:煤礦提升絞車故障診斷技術(shù)及設備保養(yǎng)探討

【摘 要】本文介紹提升絞車的工作原理及性能，并對絞車故障診斷技術(shù)和設備保養(yǎng)進行了論述。

【關(guān)鍵詞】煤礦機械；提升絞車；故障診斷；設備保養(yǎng)

1 提升絞車的工作原理及性能

1.1 工作原理

（1）動力傳動系統(tǒng)：其傳遞路線為：電機聯(lián)軸器中心輪1（太陽輪）行星輪中心輪2（內(nèi)齒輪）調(diào)整裝置行星架斜齒輪卷筒。

（2）調(diào)速系統(tǒng)：因系行星差動輪系，自由度有2個。通過對內(nèi)齒輪的速度調(diào)整，可實現(xiàn)對行星架輸出轉(zhuǎn)速的無級調(diào)速，使卷筒達到理想的工作轉(zhuǎn)速。

（3）輔助裝置：包括緊急制動裝置、工作制動器、調(diào)速操縱器、深度指示器與卷揚系統(tǒng)等。緊急制動裝置用于突然停電或遇緊急情況時，起緊急剎車作用。主要由電力液壓制動器和帶制動輪的柱銷聯(lián)軸器組成；工作制動器用于停車前或工作中制動減速。該制動器為連桿帶式制動器：主要由制動帶、杠桿系統(tǒng)和操作手柄組成。制動帶有內(nèi)襯，用螺栓或鉚釘固定于鋼帶上；調(diào)速操作器由塊式制動器，制動閘輪，杠桿系統(tǒng)，操作手柄組成。向前推動操作手柄，位于調(diào)速器外側(cè)的塊式制動器打開，調(diào)速輪空轉(zhuǎn)，調(diào)速器輸出速度為零。向后拉動操作手柄拉緊制動時，調(diào)速輪固定不動，調(diào)速器輸出速度最大；卷揚系統(tǒng)裝置包括卷筒、主軸與軸承座。卷筒由大齒輪、制動輪和鋼板卷筒組成，并通過平鍵聯(lián)接在主軸上，外帶繩槽的襯墊或木襯、以減少鋼絲繩的磨損。

1.2 性能要求

（1）滿足負載時變：絞車用于海洋拖曳、電梯轎廂提升、礦山調(diào)度等場合時，由于外界環(huán)境因素影響，例如海浪、海流、貨物質(zhì)量等的不斷變化，其負載也在不斷變化。這就對絞車的穩(wěn)定運行造了很大干擾。因此，要采取有效的控制手段來控制絞車的收放速度。

（2）驅(qū)動力矩范圍大：這是由絞車的工作環(huán)境決定，其驅(qū)動力范圍從幾公斤到上百噸不等。

（3）調(diào)速方便，高低速運行穩(wěn)定：由于收放工作的需要，現(xiàn)在許多絞車都需要能夠方便連續(xù)地調(diào)整收放速度。高速運行時，不能出現(xiàn)飛車情況；低速運行時，不能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，而且要保持一定的輸出力矩。

（4）要求較高安全可靠性：由于絞車一旦出現(xiàn)事故，就有可能對人的生命或財產(chǎn)造成很大的傷害，加上絞車的工作環(huán)境大多較惡劣，要求絞車具有很高的可靠性。因此，在設計絞車時，應考慮到絞車的最大負載能力、絞車的防爆性與元件的可靠性等因素。

（5）較好的可操作性：一些先進的電子控制技術(shù)、通訊技術(shù)的運用，使得絞車有很好的人機接口和遠程通信能力，極大提高了絞車的操作性能。

2 絞車故障診斷方法

2.1 傳統(tǒng)診斷方法

絞車的故障現(xiàn)象是各種各樣。實際檢修過程中，要充分利用手、眼、耳等器官，判斷時，先要搞清楚故障的基本現(xiàn)象或特征，深入仔細思考和具體分析有可能產(chǎn)生故障的部位，以及可能的原因，然后遵循“從簡到繁、由表及里、由易到難”的原則。

首先，進入現(xiàn)場直接觀察機械設備，并查閱機器運行技術(shù)檔案資料，結(jié)合故障診斷設備。

2.2 運用現(xiàn)代診斷技術(shù)

現(xiàn)代測試儀器主要有便攜式振動儀，溫度計和油樣分析儀等。

對絞車運用震動診斷，是運用外在設備對絞車的運行狀態(tài)做出判斷，進而對有故障部位、故障程度、故障原因做出準確判斷。絞車常見的機械故障一般出在軸承和齒輪。齒輪的正常運轉(zhuǎn)，關(guān)系到整臺設備的正常工作。齒輪是一種較為復雜的成型零件，保證其制造和裝配質(zhì)量較為困難，特別是在井下高速重載下運行的齒輪，工作條件更為惡劣。振動分析是非常先進的技術(shù)手段。因此，要求設備故障診斷人員有較高的理論水平和較強的實際操作能力。

對絞車采用油樣分析，通過潤滑油液分析來達到故障診斷的目的。通過對工作油液（脂）的合理采樣與分析處理后，就能取得關(guān)于該機械設備各摩擦副的磨損狀況：包括磨損部位、磨損機理以及磨損程度等方面的信息，從而對設備所處工況作出科學判斷。磨損、疲勞和腐蝕是機械零件失效的3種主要形式和原因，而其中磨損失效約占60%左右。由于油樣分析方法對磨損監(jiān)測的靈敏性和有效性，因此，這種方法在機械故障診斷中日益顯示其重要地位。

油樣分析通常指油樣的鐵譜分析和光譜分析以及磁塞分析，都是對鐵磁性物質(zhì)顆粒的收集和分析。通過油樣分析，能獲取絞車以下信息：

（1）磨屑的濃度和顆粒大小反映出絞車磨損的嚴重程度；

（2）磨屑大小和形貌反映磨屑產(chǎn)生的原因，即磨損發(fā)生的機理；

（3）磨屑的成分反映磨屑產(chǎn)生的部位，亦即零件的磨損部位。

溫度檢測是絞車診斷的重要特征參量。溫度升高反映出是否潤滑不良、選用材質(zhì)是否合格，許多軸承的損壞都與軸承的溫升息息相關(guān)。溫度檢查是檢修絞車的重要依據(jù)，是引發(fā)機械故障的重要因素。絞車故障檢修時選用非接觸式溫度計就可以收到效果。

3 絞車日常管理維護

（1）要保持設備清潔，設備停止運轉(zhuǎn)后才可進行維修、保養(yǎng)和加油等；經(jīng)常檢查油管、氣管、接頭處是否有滲漏現(xiàn)象，保證所有的電、氣、液管線不與堅硬物發(fā)生摩擦；車上變速器等設備摩擦連接處應按照技術(shù)要求加足潤滑油，防止銹蝕等；設備每運行250 h，應更換濾油器芯。

（2）由專業(yè)維修人員進行液壓系統(tǒng)的維護工作，確保系統(tǒng)清潔度是液壓系統(tǒng)維護的重要問題之一。每次系統(tǒng)運轉(zhuǎn)或維修后，都應檢查油箱油面，油量不足時，應及時添加相同牌號的液壓油。

（3）滾筒軸承應保持良好的潤滑，每月注入一次鋰基潤滑脂，加注量為貯油量；不定期檢查潤滑油液位及油液質(zhì)量，杜絕添加劣質(zhì)潤滑油，盡可能使用同一牌號的潤滑油。

（4）精心維護管理降低測井絞車操作過程中出現(xiàn)故障的概率，使絞車保持正常的工作狀態(tài)，增加絞車使用壽命。當測井絞車長期停止使用時，應存放在干燥、通風良好、無腐蝕性介質(zhì)，且避風雪、防暴曬，有消防設施的場所。

4 結(jié)語

煤礦建設和生產(chǎn)單位要重視對絞車的維護、維修和保養(yǎng)工作，大力提高維修、維護人員的職業(yè)水平尤為重要。及時總結(jié)經(jīng)驗，逐步提高判斷故障的技術(shù)水平。

煤礦絞車論文:煤礦雙速多用絞車存在的問題與維護

【摘 要】煤礦雙速多用絞車用于煤礦井下綜采工作面設備及各類機電設備的搬遷等輔助運輸工作，也可用于煤礦井下采掘工作面、井底車場、上下山、地面等處的物料運輸，礦車調(diào)度等工作及回采工作面的回柱放頂，還可用于其他礦山和建筑等行業(yè)。本文主要探討煤礦雙速多用絞車存在的問題與維護。

【關(guān)鍵詞】煤礦；雙速多用絞車；維護

現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)運輸系統(tǒng)已經(jīng)形成，不適用新型輔助運輸設備，在聯(lián)絡巷和順槽宜推廣使用雙速多用絞車，解決安撤工作面支架運送問題。絞車操作工必須熟悉所操作絞車各部的結(jié)構(gòu)、性能及機械電氣、液壓系統(tǒng)，熟悉絞車工作原理及操作方法，熟悉信號聯(lián)系方法，會一般性的檢查、維修、潤滑和保養(yǎng)，會處理一般性的常見故障。

1 煤礦雙速多用絞車的特點

（1）具有快、慢兩種速度，慢速平均為8～9m/min左右，與目前煤礦井下使用的回柱絞車等慢速絞車的速度相似；快速平均為55～65m/min左右，與目前煤礦井下使用的調(diào)度絞車等快絞車的速度相似；通過離合內(nèi)齒方式實現(xiàn)速比差異較大的兩檔快慢速度，使用靈活方便。

（2）該系列絞車的慢速牽引力分別為80kN、140kN、220kN，分別與相應規(guī)格的回柱絞車等慢速絞車的牽引力相同；快速牽引力分別為13kN、21kN、29.1kN。分別與相應規(guī)格的調(diào)度絞車等快速絞車的牽引力相同。

（3）一機多用，可代替現(xiàn)有同規(guī)格的回柱絞車、調(diào)度絞車、慢速絞車、運輸絞車，實現(xiàn)一機四體。

（4）傳動系統(tǒng)采用圓錐一圓柱齒傳動，傳動效率高，整機傳動效率在75%以上。能耗低；油箱內(nèi)油的溫升低，絞車設計壽命長（5000h），是現(xiàn)有回柱絞車壽命的3.8倍。

（5）結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，呈長條形對稱結(jié)構(gòu)，底座呈船形結(jié)構(gòu)，可整體下井，在井下可自移，且平穩(wěn)，不擺動，不翻倒，很適應在煤礦井下采掘工作面、順槽等狹小條件下工作。

（6）系列產(chǎn)品的設計參數(shù)適合煤礦井下使用條件。

2 煤礦雙速多用絞車存在的問題

煤礦雙速多用絞車用于井下采煤工作面綜采設備及各類機電設備的搬遷等輔助運輸工作，也可用于煤礦井下采掘工作面、井底車場、上山下山、煤礦地面等處的礦車調(diào)度、物料運輸?shù)裙ぷ鳎€可用于回采工作面的回柱放頂。該絞車具有快速和慢速兩檔速度，可根據(jù)現(xiàn)場的需要變換速度和牽引力進行不同條件下的工作。這就要求絞車操作工熟練地掌握絞車理論知識、實際操作和維護技術(shù)，具有高度的職業(yè)責任感，為煤礦安全生產(chǎn)做出貢獻。

2.1 軸承過熱

（1）缺油，油中含雜質(zhì)，油孔堵塞；（2）接觸不良或軸線不同心；（3）間隙過小；（4）油圈轉(zhuǎn)動不靈或卡住。

2.2 滾筒有異聲

（1）連接桿件松動或斷裂，產(chǎn)生相對位移和振動；（2）焊縫開裂；（3）筒殼強度不夠，產(chǎn)生變形；（4）襯套與軸徑磨損，間隙過大；（5）聯(lián)軸器松動。

2.3 滾筒輪轂松動

（1）各支承軸承不同心，水平度偏差大，使軸局部受力過大，反復疲勞折斷；（2）經(jīng)常超載運行和重載沖擊，使軸局部受力過大，產(chǎn)生彎曲；（3）材質(zhì)不符合要求和軸頸變徑處結(jié)構(gòu)不合理；（5）帶負荷靜置太久，產(chǎn)生變形。

2.4 抱閘或松閘不靈活，速度緩慢

（1）傳動杠桿銷軸不靈活或過于松曠；（2）緩沖器油缸卡頂；（3）油壓不足；（4）碟形彈簧失效；（5）制動器操作手把給不到位，或移動角度不合適。

2.5 閘瓦局部過熱或裂紋

（1）制動杠桿力不均勻；（2）局部接觸，使單位面積壓力過大；（3）閘塊與閘輪（或閘盤間隙不均勻）。

3 煤礦雙速多用絞車的維護與管理

3.1 絞車的維護

（1）絞車的操作人員必須嚴格遵守操作規(guī)程。

（2）絞車必須按規(guī)定及時加注潤滑油。

（3）絞車若長時間擱置不用，必須選擇干燥的地方存放，防止電器受潮，絞車的裸露部分應涂保護油，各摩擦部分涂上潤滑油。

3.2 絞車的潤滑與密封

機器的潤滑不僅關(guān)系著機器的正常工作，而且直接影響機器的壽命，因此必須及時的更換和補充潤滑油。潤滑油的油質(zhì)必須符合要求，不得混入灰塵、污物、鐵屑及水等雜質(zhì)。閉式齒輪傳動潤滑采用工業(yè)齒輪油250號（SY1172-77S）。減速箱內(nèi)最高油面不超過大錐齒輪直徑的三分之一，最低不低于大錐齒輪齒寬方向的三分之一。閉式減速箱內(nèi)的軸承均為濺油潤滑。

開式齒輪傳動及支撐其的滾動軸承均采用鈣鈉基脂潤滑脂（SY1403-77），各滾動軸承內(nèi)加入的潤滑脂加入量不得超過容量的三分之二，每隔3～6個月應加油或更換一次。

對于新的或大修后的絞車，在運行半個月后必須更換減速箱內(nèi)的潤滑脂并進行清洗，以除去傳動零件磨損的金屬細屑。

減速箱剖封面及各密封面，密封后均不允許漏油。拆卸后，重新安裝時應在各密封面涂密封膠或水玻璃。

3.3 認真學習安全生產(chǎn)的方針、政策、法律法規(guī)，參加礦、區(qū)隊組織的安全業(yè)務培訓及安全技術(shù)措施、絞車知識、質(zhì)量標準、煤礦工人安全知識50條和企業(yè)安全文化學習，不斷提高自身素質(zhì)和技能。

3.4 絞車司機必須持有《崗位資格證書》和《特種作業(yè)人員操作資格證書》方能上崗，否則，嚴禁操作絞車。上崗人員應熟悉本職業(yè)務，鉆研技術(shù)，做到“三知四會”（知設備結(jié)構(gòu)原理、知技術(shù)性能、知安全裝置的作用；會操作、會維護、會保養(yǎng)、會排除一些故障）。

4 結(jié)論

正確地操作與維護絞車，保證其安全可靠經(jīng)濟地運行，提高工作效率，延長設備的使用壽命，具有極為重要的意義。所以，要求絞車操作工熟練地掌握絞車理論知識、實際操作和維護技術(shù)，具有高度的職業(yè)責任感，為煤礦安全生產(chǎn)做出貢獻。

煤礦絞車論文:煤礦斜巷小絞車運輸事故發(fā)生的原因及預防措施

摘 要 分析斜巷小絞車運輸事故發(fā)生的原因，采取有針對性的措施，對促進煤礦安全生產(chǎn)具有重要的意義。

關(guān)鍵詞 煤礦；斜巷小絞車；事故原因；預防措施

礦井運輸是煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。由于礦井運輸具有工作范圍廣、戰(zhàn)線長、設備設施流動性大、涉及人員多等客觀因素，礦井運輸事故在煤礦各類事故中一直占有很大的比例。特別是分析斜巷小絞車運輸事故發(fā)生的原因，采取有針對性的措施，對促進煤礦安全生產(chǎn)具有重要的意義。

在運輸事故中斜巷小絞車運輸占很大的比例，而且斜巷小絞車運輸事故的危害也遠遠大于其他運輸事故，下面將最常見的導致斜巷小絞車運輸事故發(fā)生的原因進行分析并找出相對應的預防措施。

1 分析斜巷小絞車運輸事故發(fā)生的原因

1）斜巷小絞車的選擇、鋼絲繩的型號、斜巷的長度坡度以及在該區(qū)域設備最大重量四者之間的關(guān)系。以上四者之間在各個環(huán)節(jié)選擇不當都可能出現(xiàn)該區(qū)域整個運輸系統(tǒng)癱瘓。

2）無證人員操作絞車。由于當班班組長安排工作不細致，將無證人員安排在絞車司機工作崗位上，而作業(yè)人員沒有拒絕班組長的違章指揮行為，而是盲目聽從班組長的安排進行違章作業(yè)。此類違章行為可能會產(chǎn)生嚴重后果，由于無證人員對絞車各項性能不熟悉，遇見緊急情況，不能正確處理，斜巷運輸作業(yè)現(xiàn)場在拉運過程中隨時可能出現(xiàn)這樣或那樣的隱患，而司機處理不當就很有可能發(fā)生事故。

3）斜巷違章停車裝料或其他作業(yè)。當班班組長安排工作不細，不認真，沒有交代作業(yè)過程中的安全注意事項。作業(yè)人員為了作業(yè)省力，蠻干違章。

4）斜巷安全設備不齊全或閉合不到位，倒置在運行過程中起不到安全保護作用，從而造成斜巷跑車事故或安全設施閉合不到位，在下車場有作業(yè)人員時，上車場的車輛進入斜巷造成跑車，出現(xiàn)傷亡事故。

5）絞車維護不到位長期帶病運行，鋼絲繩出現(xiàn)斷絲、硬彎、打結(jié)或磨損超限不及時更換，等都有可能出現(xiàn)斜巷跑車事故發(fā)生。

6）連接裝置不合格如出現(xiàn)裂紋、破損、磨損超限等如果沒有及時進行更換，在拉運過程中可能出現(xiàn)連接裝置斷裂造成跑車事故。

7）運輸車輛本身缺陷造成事故。裝材料或機械車輛由于使用時間較長，車輛底盤、碰頭、閉鎖裝置等由于長時間碰撞或銹蝕等沒有及時進行檢修修復，在運輸過程中在薄弱環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)斷裂，造成事故。

8）在斜巷正常拉運過程中，由于軌道質(zhì)量不合格造成在車輛掉道，在處理掉道車輛時，由于使用處理方法不當（如用絞車硬拉處理、在松繩狀態(tài)下使車輛復軌等）導致事故發(fā)生。

除了以上原因以外，區(qū)隊干部對斜巷運輸?shù)牟恢匾曇彩且粋€主要原因，特別是一些采掘一線的管理人員，他們認為采掘一線主要任務就是生產(chǎn)，每班只安排幾個職工進行材料運輸，對現(xiàn)場的運輸管理全部由當天拉運人員中臨時安排人員進行負責，造成在運輸過程中得不到有效的監(jiān)管，任由現(xiàn)場作業(yè)人員進行違章蠻干，最后導致事故發(fā)生。

2 斜巷事故發(fā)生的預防措施

由以上斜巷小絞車運輸事故的發(fā)生原因分析可知，運輸事故的發(fā)生主要表現(xiàn)在“人、物、環(huán)境”（人是指作業(yè)人員，物是指設備、材料、工具等，環(huán)境是指工作現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境）在三者之間是沒有輕重主次之分，只要任何一個出現(xiàn)問題都有可能造成運輸事故的發(fā)生。要減少或控制運輸事故，應采取以下措施。

1）在斜巷運輸?shù)脑O計開始必須經(jīng)過嚴密的設備選型以及驗算，以該區(qū)域設計巷道的參數(shù)（斜巷的長度、坡度）為基礎，以最大設備重量為承載量，合理的選擇小絞車的型號和鋼絲繩的型號，必須保證絞車的牽引了和鋼絲繩的破斷拉力是斜巷小絞車安全運行的首要保證。

2）在小絞車拉運時，絞車司機必須熟知絞車的性能，尤其掌握提升的最大靜張力，估算出所拉設備的重量。特別是對于不經(jīng)常拉運的材料，決不能盲目進行拉運，必須向管理人員問清楚，采取謹慎態(tài)度，寧可少掛車輛或不拉運（嚴禁超掛車輛）。如超載超重運料，很有可能引起制動力矩不夠，造成斷繩或跑車事故。

3）絞車司機必須持證上崗，在工作期間職工必須清楚本人操作證的工種，在班組長安排工作是，首先要考慮是否有該工種的操作證，如果沒有必須果斷的拒絕班組長的安排，并說明原因，再由班組長合理安排其他符合該崗位的作業(yè)人員。

4）在斜巷絞車運行過程中，上下口的把鉤工應負責把口嚴禁人員進入斜巷，在發(fā)現(xiàn)有人進入時把鉤工應及時制止此類違章行為，發(fā)現(xiàn)后立即向絞車司機打信號，停車并制止，堅決做到斜巷“行人不行車，行車不行人”。

5）在斜巷作業(yè)過程中必須嚴格按照相關(guān)的作業(yè)規(guī)程和《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定進行作業(yè)，在從事特殊作業(yè)時必須編制專門的安全技術(shù)措施，根據(jù)措施進行作業(yè)。

6）對斜巷所使用的設備和安全設施、工具特別是連接裝置在拉運前必須由專人進行專項檢查，對存在的不安全隱患和不合格工具必須堅決進行處理更換，必須保證設備和安全設施始終處于完好狀態(tài)。

7）要強化安全宣傳教育和培訓，提高員工的運輸安全意識和安全技能。各單位的領(lǐng)導干部必須利用每班班前會的學習時間對職工在現(xiàn)場操作中可能出現(xiàn)的一些違章現(xiàn)象和不規(guī)范行為以及一些隱患進行強調(diào)，并給出出現(xiàn)相應問題的處理和解決方案。對全礦實行的“手指口述”和“崗位描述”必須給職工詳細講解并剖析，使職工熟練掌握。要切記讓職工對一些規(guī)定進行死記硬背，干部應根據(jù)規(guī)定結(jié)合現(xiàn)場實際對職工說明制定各條款的原因，使其對規(guī)定有進一步的理解，從而便于現(xiàn)場實際操作。通過學習和培訓讓職工掌握礦井運輸安全的重要性，必須給職工樹立“安全第一”的思想，增強遵章守紀、按章操作的自覺性，要做到只要不安全，堅決進行作業(yè)的思想意識。

8）加強現(xiàn)場的安全監(jiān)督檢查，嚴格落實各項規(guī)章制度。要通過單位自查和管理科室的抽查來加強礦井運輸?shù)谋O(jiān)督和管理，是有效遏制運輸事故的重要手段。特別是礦井專門成立的督導組檢查人員必須具備豐富的運輸管理工作經(jīng)驗，且工作積極、責任心強，并熟悉斜巷運輸中各工種的《操作規(guī)程》和作業(yè)程序，掌握《煤礦安全規(guī)程》和一些相關(guān)的管理規(guī)定，對全礦的斜巷小絞車安全運行填卡制度的執(zhí)行情況進行監(jiān)督檢查，對使用中的小絞車安全運行進行現(xiàn)場隨機監(jiān)督和卡片簽字認可的復查工作，對存在的問題必須及時安排人員進行處理，對一些問題得不到解決的必須嚴格落實相關(guān)人員的責任，進行從嚴、從重處罰。

除了以上的預防措施外我們還可以給職工創(chuàng)造一個安全的工作環(huán)境。如斜巷要有足夠的光線照明，一坡三擋設置齊全。在一些特殊地點制作安全提示小標語。班前會上安排工作任務要細致認真，要強調(diào)在作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的隱患和問題并給出相應的處理辦法。再就是安全監(jiān)督檢查人員應加強斜巷作業(yè)監(jiān)督檢查，幫扶作業(yè)人員遵章作業(yè)。

煤礦絞車論文:煤礦斜井絞車聯(lián)動擋車器的工作原理及功能特性

摘 要：淺析斜井跑車事故的危害，斜井跑車事故的發(fā)生原因及其主要特點，絞車聯(lián)動擋車器的結(jié)構(gòu)與工作原理，斜井絞車聯(lián)動擋車器的主要功能與特點，以及應注意的兩個關(guān)鍵問題。

關(guān)鍵詞：煤礦斜井；絞車聯(lián)動；擋車器；原理；特性

一、引言

煤礦斜井串車提升，一直是常用的提升方式。該提升作業(yè)程序比較復雜，需要的操作人員多，勞動強度大，對作業(yè)人員間的協(xié)調(diào)配合要求還比較高，且提升過程中極易發(fā)生跑車事故。事故一旦發(fā)生，將給人身安全和財產(chǎn)安全都造成極大的危害。因此，斜井提升也是煤礦安全防范的重點之一，必須采取行之有效的措施，預防和制止跑車事故的發(fā)生。

斜井串車提升發(fā)生的跑車事故，因能量積蓄很大，破壞性極強。采用高強度耐沖擊的擋車器，會造成擋車器體積過大、對控制機構(gòu)的功率和強度要求高，存在響應時間長等諸多弊端。通過擋車器和絞車的聯(lián)動，就可以降低擋車器的強度，提高靈敏度，從而有效防止跑車事故的發(fā)生。

二、斜井跑車事故的發(fā)生原因及其主要特點

煤礦斜井跑車，實質(zhì)上就是被牽引的車輛失去控制后，在重力的作用下沿斜坡方向加速下滑的現(xiàn)象。一旦失控的車輛自由下滑到斜坡的底端，巨大的沖擊力就會給周圍設施造成損毀。斜井跑車發(fā)生的區(qū)間還難以確定，事故的破壞性極強。

斜井跑車事故發(fā)生的原因與主要特點，可歸納為以下幾點（類）：

1）斷繩造成的跑車。有時因載荷超過了鋼絲繩的破斷力，或者受外力沖擊，以致造成鋼絲繩破斷，而使得被牽引的車輛失去控制。特點：跑車發(fā)生在車輛運行區(qū)段，車輛具有一定的初速度，不易發(fā)現(xiàn)和控制。破壞性隨事故發(fā)生的位置而不同。

2）斷銷造成的跑車。車輛運行過程中因連接銷斷裂或滑脫，以致造成了被牽引車輛失去控制。特點與斷繩跑車截然相同。

3）未連掛車輛的跑車。因作業(yè)操作失誤或井口擋車裝置失效，使未連掛的車輛滑人斜巷造成的跑車事故。特點：發(fā)生在上井口車場，車輛初始運行速度較小或為零，易發(fā)現(xiàn)，并在井口車場內(nèi)極易控制或制止事故擴大。如果不能及時制止，則失控的車輛將在整個斜巷內(nèi)自由下滑，積聚的動能最大，破壞性也最強。

三、絞車聯(lián)動擋車器的結(jié)構(gòu)與工作原理

1）絞車聯(lián)動擋車器結(jié)構(gòu)。絞車聯(lián)動擋車器主要由電源開關(guān)、行程開關(guān)組件、信號開關(guān)、執(zhí)行元件、擋車器，以及信號傳輸線路等組成。在此以電控式絞車聯(lián)動擋車器為例說明之。電源控制開關(guān)選用DW83-80N型可逆磁力起動器，執(zhí)行元件選用電動推桿，擋車器選用型鋼與轉(zhuǎn)軸組合而成的自復位型擋車器，按照分段距離確定其強度。

擋車器及形成開關(guān)組件設置，見圖1（a）。由圖中示意可以看出，兩檔擋車器將整個斜井劃為AB、BC、CD三段。其對應于圖1（b），行程開關(guān)組件I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ將整個圓盤分為三段圓弧。

2）絞車聯(lián)動擋車器工作原理。①當下放車輛時，提升絞車起動，車輛2由上車場被推向變坡點A，安裝于限速圓盤上的控制凸輪板也由起點開始轉(zhuǎn)動。當車輛2到達A點時，控制凸輪板到達Aˊ點。②車輛通過A點后，沿斜坡向B點運行，控制凸輪板也由Aˊ轉(zhuǎn)向Bˊ。當車輛2接近B點時，控制凸輪板到達行程開關(guān)組件I的位置，并將行程開關(guān)4壓下。行程開關(guān)串接在電源開關(guān)正向控制線圈電路中的常開點閉合；正向控制線圈有電；接觸器動作；電動推桿收縮，通過連接鋼絲繩牽引第一檔擋車器3轉(zhuǎn)動；擋車器伏在基礎坑上，低于軌面，同時觸發(fā)設置于基礎坑內(nèi)的信號開關(guān)，向絞車房發(fā)送允許通過的燈光信號。車輛2可順利通過。③當車輛2全部通過B點后，控制凸輪板轉(zhuǎn)至行程開關(guān)組件Ⅱ處，并壓下行程開關(guān)2。行程開關(guān)2串接于電源開關(guān)反向控制線圈電路中的常斷接點閉合；電源開關(guān)反向控制線圈有電；反向接觸器動作；電動推桿伸出；擋車器在自重力的作用下抬起復位，并釋放信號開關(guān)。AB段恢復封閉狀態(tài)，車輛不能通過。④第二檔擋車器的動作由行程開關(guān)Ⅲ、Ⅳ控制，對BC段進行封閉，阻擋該區(qū)段發(fā)生跑車事故的車輛繼續(xù)下滑（其控制原理與第一檔擋車器相同）。⑤當車輛上提時，車輛撞擊擋車器，使擋車器伏在基礎坑上。車輛通過后，擋車器自行復位。控制凸輪板隨限速圓盤反向旋轉(zhuǎn)，將行程開關(guān)壓桿抬起，行程開關(guān)不動作。⑥通過調(diào)整行程開關(guān)組件I、Ⅱ的相對位置，可調(diào)整A、B、C、D問的距離，實現(xiàn)根據(jù)擋車器的強度對斜井巷道適當分區(qū)，以確保擋車器工作的可靠性。⑦通過調(diào)整行程開關(guān)組件I、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ之間的相對位置，就可控制擋車器的開閉時間，從而限制車輛通過的個數(shù)，并實現(xiàn)防止超掛車輛現(xiàn)象的發(fā)生。

四、斜井絞車聯(lián)動擋車器的主要功能與特點

在斜巷中運輸，為防止跑車事故或阻止跑車事故的擴大，必須在斜井設置能將跑車車輛阻擋住的具有極高強度和靈敏度的擋車器，但是這個問題難以解決。高強度勢必造成擋車器體積大、功率大、響應時間長、靈敏度又低。而絞車聯(lián)動擋車器，則可綜合以上特點，并能有效地解決這一矛盾。

斜井絞車聯(lián)動擋車器主要特點：①該系統(tǒng)可通過深度指示器圓盤定位，方便準確，易于調(diào)整，且不發(fā)生誤動作。②系統(tǒng)具有可靠的控制功能，可根據(jù)提升機鉤頭的位置，準確地控制擋車器的開閉，便于將整個提升區(qū)間進行分段和分段地設置擋車器，同時全部與絞車聯(lián)動。它能限制發(fā)生跑車車輛的自由下滑距離，從而使車輛未積聚較大動能時就能被擋車器及時阻住，這樣也降低了對擋車器強度、體積和機構(gòu)功率的要求，并縮短擋車器的響應時間，有效提高擋車器的動作靈活性。③系統(tǒng)可通過相應的信號及時通知操作人員，使其迅速判斷是否發(fā)生了事故，從而選擇可靠的操作方法。④系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)與擋車器之間，通過鋼絲繩柔性連接，從而消除了車輛撞擊擋車器時對執(zhí)行機構(gòu)的破壞性，也使系統(tǒng)易于恢復和降低運行費用。⑤本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，便于維護和使用。

五、應注意的關(guān)鍵問題

安裝使用應注意的兩點：①系統(tǒng)使用控制凸輪板時，應不影響提升絞車限速裝置和自動減速裝置的正常工作。使用非接觸元件(如紅外線傳感器)替代控制凸輪板和行程開關(guān)組件為好。②系統(tǒng)可以使用風動、液壓等執(zhí)行機構(gòu)，但其缺點是動作響應時間較長，在考慮擋車器強度或?qū)π本侄螘r，應將響應時間內(nèi)車輛積蓄的能量和運行距離考慮進去，以保障擋車強度。

六、結(jié)語

本絞車聯(lián)動擋車器，由于采用了分段式控制，在滿足擋車強度的基礎上，有效第縮小了體積，提高了響應效果，阻車也有了保障。這樣也能降低運行成本。系統(tǒng)操作簡單，維護方便，可靠性高。

煤礦絞車論文:淺析變頻絞車電控系統(tǒng)在煤礦中的應用

摘要：本文簡要介紹了變頻絞車的特點,重點講述了變頻絞車電控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的使用情況。

關(guān)鍵詞：煤礦 變頻絞車 電控系統(tǒng) 應用

礦用絞車是通過纏繞鋼絲繩帶動提升容器沿井筒或傾斜井巷運行的提升機械,是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)礦中用不可少的重要運輸設備,常用于采區(qū)、工作面順槽及掘進工作面等地點。為了進一步提升絞車運行中的安全性、經(jīng)濟性與可靠性,從而達到節(jié)能與增效的目標,必須對絞車的電氣控制措施進行改造,其中探討變頻絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)的應用對煤礦生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。本文主要論述變頻絞車電控系統(tǒng)的組成及應用。

1、變頻絞車的特點

(1)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、移動方便、用于礦井可節(jié)省大量的開拓費用。

(2)安全防爆,適用于煤礦井下等含有煤塵、瓦斯或其它易燃易爆氣體的場所。

(3)變頻絞車是以全數(shù)字變頻調(diào)速為基礎,以矢量控制技術(shù)為核心,使異步電機的調(diào)速性能可以與直流電機相媲美。表現(xiàn)在低頻轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速平滑、調(diào)速范圍廣、精度高、節(jié)能明顯等。

(4)采用雙PLC控制系統(tǒng),使斜井絞車的控制性能和安全性能更加完善。

(5)操作簡單、運行安全穩(wěn)定、故障率低、基本上免維護。

變頻絞車控制系統(tǒng)是完成絞車按一定的控制要求,安全可靠運行的一種過程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括絞車的提升控制;行程測量、控制與指示;故障檢測、報警與保護;安全電路及液壓站工作制動與安全制動控制等。以PLC為控制核心的絞車控制系統(tǒng),極大地提高了控制系統(tǒng)本身的安全可靠性,使絞車控制性能和保護性能更加完善;使控制系統(tǒng)的硬件組成和線路更加簡化;操作和維護更加容易。

2、變頻絞車電控系統(tǒng)適用的范圍

變頻絞車電控系統(tǒng),適用于交流異步電動機(繞線型或鼠籠型)驅(qū)動的單滾筒或雙滾筒纏繞式絞車。既可以與新安裝的絞車配套使用,也適合于對老絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)改造。變頻絞車電控設備適用于以下場所:

(1)海拔高度不超過1000米,如超過這個海拔高度,元器件在功率、容量方面應按海拔高度的增加,適當降容使用。

(2)周圍環(huán)境溫度不高于+40℃,不低于-20℃。

(3)相對濕度不超過95±3％。

(4)沒有導電塵埃及對金屬和絕緣有破壞作用的氣體。

(5)在無淋水、滴水、無劇烈振動和顛簸的地點使用。

(6)沒有強磁場作用。

(7)防爆設備適用于煤礦井下等含有煤塵,瓦斯或其它易燃易爆氣體的場所。

3、變頻絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)

(1)電機型式及調(diào)速方式:

電機:交流異步電動機,推薦采用鼠籠電機;

單機最大容量:660V,355kW;1140V,500kW;

電機電壓等級:380V,660V,1140V;電壓波動范圍:±10％;

調(diào)速方式:交流異步電動機變頻調(diào)速;

主回路:交-直-交電壓型;

功率器件:IGBT或SKiiP。

(2)控制方式是PLC雙線制控制。

(3)適用范圍:井下暗斜井、暗立井;地面斜井、立井;單水平、多水平;單滾筒、雙滾筒。

4、變頻絞車電控系統(tǒng)

變頻絞車電控系統(tǒng)可簡單地劃分為:變頻調(diào)速系統(tǒng)(由輸入電抗器箱+VFD1、變頻器箱+VFD2組成);PLC控制系統(tǒng)(由PLC控制箱+DS、司機臺+PA組成);信號系統(tǒng)(+LM)。

變頻調(diào)速系統(tǒng)是根據(jù)PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的控制指令,通過對絞車交流拖動電動機的轉(zhuǎn)矩和頻率控制,來完成對絞車的啟動、加速、穩(wěn)速、減速、停止等運行過程的控制。交流異步電動機采用了矢量控制技術(shù)后,使異步電機的調(diào)速性能可以與直流電機相媲美。表現(xiàn)在低頻轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速平滑、調(diào)速范圍廣、精度高、節(jié)能明顯等。

PLC控制系統(tǒng)主要完成絞車從啟動、加速、等速、減速、爬行到停車的整個過程的邏輯控制;行程測量、控制與指示;故障檢測、報警與保護;安全電路及液壓站工作制動與安全制動控制等。PLC控制系統(tǒng)極大地提高了控制系統(tǒng)本身的安全可靠性,使絞車控制性能和保護性能更加完善;使控制系統(tǒng)的硬件組成和線路更加簡化;操作和維護更加容易。PLC控制系統(tǒng)受信號系統(tǒng)的控制與閉鎖。

信號系統(tǒng)是根據(jù)上下井口或各個中段的生產(chǎn)情況,在具備開車條件后,由各水平信號工以打點的形式,通知司機按要求開車,同時與PLC控制系統(tǒng)之間有各種信號閉鎖,可避免因司機誤操作造成安全故障。信號系統(tǒng)內(nèi)部有嚴格的邏輯閉鎖,并有語音對講和報警功能。

5、煤礦變頻絞車電控系統(tǒng)的應用

5.1 調(diào)速精度高,調(diào)速范圍廣

調(diào)速精度不低于0.5%,調(diào)速范圍為0.3～額定轉(zhuǎn)速。

5.2 雙線制保護

由于采用一條硬件安全電路和兩條軟件安全電路相互冗余,使得系統(tǒng)更加安全可靠。

5.3 雙線制控制

正常提升時,采用雙PLC系統(tǒng)相互監(jiān)視,相互冗余。當其中一個PLC系統(tǒng)發(fā)生故障時,另一個PLC系統(tǒng)仍可投入進行應急開車,最大程度的給用戶減少損失。

5.4 操作簡便

絞車司機操作簡單,系統(tǒng)安全性大大提高。

5.5 節(jié)能效果明顯

系統(tǒng)將再生能量通過四象限變頻調(diào)速裝置回饋電網(wǎng),采用AFE自換向技術(shù)保持回饋電流與電網(wǎng)電壓的反相位,真正實現(xiàn)回饋制動。

5.6 延長絞車壽命

煤礦變頻絞車的電氣控制中可以對設備的啟動、加速時間進行合理的調(diào)節(jié),進而減少了在絞車啟動時對電器部件或機械部件的沖擊,并且增強了電氣系統(tǒng)的可靠性,有利于延長絞車的壽命。

6、結(jié)語

總之,在變頻絞車電控系統(tǒng)中,以防爆四象限變頻器為主要拖動設備,通過雙PLC數(shù)字控制技術(shù),實現(xiàn)了《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的絞車雙線制保護及控制。從而促進了我國煤礦工業(yè)的全面發(fā)展。

煤礦絞車論文:煤礦絞車盤形閘的組成及工作間隙的監(jiān)測與調(diào)整

摘要：在敘述煤礦絞車盤形閘的組成的基礎上，闡述了盤形閘工作間隙的監(jiān)測與調(diào)整方法。

0 前言

絞車提升系統(tǒng)中盤形閘與制動盤的工作間隙是一個重要參數(shù)。煤礦安全規(guī)程明確規(guī)定：“絞車提升裝置必須裝有閘間隙保護裝置，當閘間隙超過規(guī)定值(一般為2mm)時能自動報警或自動斷電”。為此，設計了具有聲光報警功能的盤形閘工作間隙動態(tài)監(jiān)測報警儀。

1 儀器結(jié)構(gòu)及工作原理

盤形閘工作間隙動態(tài)監(jiān)測報警儀有兩種結(jié)構(gòu),可根據(jù)現(xiàn)場條件選擇使用：(1)就地安裝，即主機安裝在盤形閘附近；(2)遠地安裝，即在盤形閘附近安裝一臺數(shù)據(jù)檢測儀，顯示主機放在絞車房或其它1．5km范圍以內(nèi)的任何地方。

儀器工作原理：儀器主機由單片機控制，未安裝傳感器前，儀器各點顯示的間隙距離為無窮大(實際顯示為4mm左右，由傳感器性質(zhì)決定)，當固定好傳感器后，各點顯示為盤形閘間隙的零點初始值。為讓傳感器工作在最佳區(qū)域范圍內(nèi)，要求傳感器離制動盤1．5mm左右，通過儀器面板上的調(diào)零按鈕將各點調(diào)零，則在各點顯示為“0．O”時，單片機已將各點的初始距離保存在一只掉電不丟失數(shù)據(jù)的存儲器里，并且儀器一直顯示當前檢測的盤形閘間隙與初始值之差，即盤形閘的工作間隙。

2 硬件

2．1 主機

2．1．1 顯示電路

儀器顯示分辨率為0．1mm，在現(xiàn)場已足夠使用，所以每個測點顯示的數(shù)據(jù)為2位有效數(shù)字，即最大9．9mm，最小非零數(shù)字0．1mm。儀器有8個測點共16位LED數(shù)碼管，為節(jié)約硬件電路資源，選用了2片高性能串行接口、8位LED數(shù)據(jù)管顯示驅(qū)動器MAX7219芯片，它的主要特點為：供電電壓5V，管腳為24腳，外部只需要一只普通的限流電阻，輸入的顯示數(shù)據(jù)為BCD碼，只需三根輸入數(shù)據(jù)線，內(nèi)部動態(tài)掃描，編程控制LED亮度、小數(shù)點和顯示的位數(shù)。

2．1．2 通信電路

設計通信電路是為了實現(xiàn)該儀器與其他單片機或計算機之間數(shù)據(jù)通信。如電路板不接顯示器，可當作就地數(shù)據(jù)采集分機。通過通信電路與另一臺遠距離主機或計算機相連，或功能相同的兩臺報警儀，一臺就地安裝，一臺遠地安裝，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使觀察、操作、維護都很方便。電路設計采用光耦隔離、RS485接口芯片，同時加有濾

波、抗干擾措施，傳輸距離達數(shù)公里，并可與計算機聯(lián)網(wǎng)。

2．1．3 傳感器測試電路

傳感器輸出為電壓信號，所以必須經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換后才能由單片機檢測，儀器選用了高性能串行接口TLC2543集成電路，它具有11路模擬輸入，輸入電壓范圍0-VREF，VREF最大可達芯片的電源電壓5V，它的分辨率為12位，具有內(nèi)部時鐘，功耗12．5mW，工作方式可編程，外圍電路不需其他任何元器件，且在使用中性能穩(wěn)定、可靠，數(shù)據(jù)準確，軟件編程也較簡單。需要注意的是，單片機每次讀出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是上一次選通的模擬通道數(shù)據(jù)而非本次操作輸出的通道數(shù)據(jù)。該芯片不允許輸入電壓超過其電源電壓，而一般的標有0―5V輸出的傳感器都可能超過5V(如輸入超限時)，為防止損壞TLC2543，設計時在傳感器與TLC2543之間增加了一只電壓跟隨、限幅輸出電路，它的功能是當傳感器輸出電壓小于5V時，其輸出為線性跟隨，當傳感器輸出電壓大于5V時，則輸出限幅為5V，確保TLC2543在安全范圍內(nèi)工作。為了使轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)準確、穩(wěn)定、可靠，須在位移傳感器的輸出或A／D轉(zhuǎn)換器的輸入端對地跨接一只濾波電容，這是很必要的，否則，單片機讀出的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，有波動。

2．1．4 自動復位電路

自動復位電路由二極管、振蕩器和單片機復位電路組成。振蕩器正常工作時每隔一定的時間(可調(diào)整)輸出一個正脈沖給復位電路，讓單片機復位。然而單片機在正常工作時并不需要復位信號，只有在單片機死機時才需要它輸出一個正脈沖，這就要求單片機不能允許振蕩器正常工作。可利用振蕩器的清零引腳，在單片機正常工作中不斷的輸出一個清零脈沖給振蕩器，使振蕩器輸出全為低電平。

2．1．5 存儲電路與調(diào)零電路

其功能是保存數(shù)據(jù)在儀器掉電的情況下不丟失，主要保存零點的數(shù)字。所謂零點數(shù)字，就是指在儀器安裝好后，位移傳感器與制動盤的初始距離。在離鐵質(zhì)物質(zhì)0一lmm范圍內(nèi)是傳感器的盲區(qū)。儀器要求傳感器的初始距離在1―5mm范圍內(nèi)，在此基礎上，通過按鍵調(diào)零按鈕，即將當前的初始距離值保存起來，此后顯示器顯示的數(shù)字即為盤形閘與制動盤的間隙距離。調(diào)零電路設有8只按鈕，分別對應8只位移傳感器，按不同的按鈕會得到不同的初始距離，存儲電路將一一對應地把不同點的初始值放在不同的存儲空間。存儲器選用了EE．PROM，易編程控制，價格低廉，工作穩(wěn)定可靠。

2．1．6 聲光報警電路

在8個測點中，其中任一個間隙超限(大于2mm)時都能發(fā)出聲光報警。在正常情況下，指示燈為綠色，報警時，對應的指示燈變成紅色。聲光報警指示直到超限間隙回復到安全距離以內(nèi)(小于2mm)時才解除。為現(xiàn)場使用方便，儀器還設有一組無源接點輸出備用，有報警時接點閉合，正常時接點斷開。

2．2 位移傳感器設計

位移傳感器為電感式微位移傳感器。工作范圍為1～5nun，精度可達0．01mm。傳感器為鐵磁感應式傳感器，當感應線圈附近沒有鐵磁物體時，流過感應線圈的電流為恒定初始電流，當有鐵質(zhì)物體靠近時，根據(jù)電磁感應原理，鐵質(zhì)物體處在傳感器線圈電磁場中，內(nèi)部被磁化并產(chǎn)生渦流，吸收了傳感器線圈中的電磁場能量,使得流過線圈中的電流減小，鐵質(zhì)物體離傳感器越近，傳感器線圈中通過的電流越小，通過適當增加電路補償，基本上可使線圈中的電流與線圈離鐵質(zhì)物體的間隙成正比關(guān)系，再通過轉(zhuǎn)換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換成0～5V的電壓信號。

3 軟件

3．1 主程序

圖1 是主程序流程圖。在主程序中，報警的設置是利用單片機內(nèi)部的一個寄存器字節(jié)(8位，可尋址)，放8個測點的報警值，若超限報警，該位置1；不超限，該位清零。對燈光指示，該位直接輸出到單片機的控制輸出線上；對聲音，則判斷整個字節(jié)是否全為零，否則，只要有一個位為1，則聲報輸出，只有當整個字節(jié)全為零時，聲報才解除。

3．2 通信程序

設計通信程序工作于全中斷方式，當接收到外來計算機通信指令時，單片機才作出相應的操作，不同的指令，執(zhí)行不同的操作，操作完畢，退出中斷，返回主程序。

4 安裝調(diào)試

對位移傳感器，可通過一只“Z”型鐵板將其固定在盤形閘上面的一顆螺釘上，傳感器長度160mm，用兩個螺母(傳感器自帶)固夾在“Z”字型鐵板上。用一只厚度為1．5mm的塑料片作襯墊，使傳感器頭與制動盤保持i．5mm左右的初始工作間隙，儀器送電后，分別將各測點調(diào)零，調(diào)完后所有測點均顯示“0．0”，此時儀器安裝調(diào)試完畢。使用一段時間后，由于某些點安裝不牢或因振動造成某些點的初始值不為零，或為負零點幾，或為正零點幾，表明初始間隙有微變，這時再一次調(diào)零即可。

作者簡介：

梁修龍，男，安徽六安人，助理工程師，現(xiàn)在淮浙煤電公司顧北煤礦分公司機電修配中心從事機電技術(shù)管理工作。

煤礦絞車論文:淺談煤礦井下調(diào)度絞車安全管理

摘要：為深入貫徹落實“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，進一步加強調(diào)度管理，促進安全可靠生產(chǎn)。現(xiàn)對煤礦井下斜巷調(diào)度絞車的安全設施、安全管理做一淺談。

關(guān)鍵詞：煤礦井；絞車；安全

一、安全管理：新安裝調(diào)度絞車必須由礦專業(yè)人員進行設計，調(diào)度絞車的安裝、回撤要有專人負責。安裝設計中，要明確標注絞車硐室尺寸、絞車型號、控制設備型號、絞車安裝地點、安裝尺寸、照明和信號的安裝位置、鋼絲繩型號、長度、最大載荷量、繩頭的連接方式，以及下山安全設施（車檔、保險門、地滾的安裝尺寸和具體要求等）。 所有調(diào)度絞車的安裝質(zhì)量應符合設計和安裝質(zhì)量標準要求，安裝竣工后應驗收合格方可投入使用。 調(diào)絞牽引斜長超過15m時，都必須安裝聲光信號，信號線應采用橡套電纜，并且不準有雞爪子、羊尾巴、明接頭。調(diào)度絞車電源開關(guān)必須采用遠控按鈕操作。 調(diào)絞管理要專人包機，誰使用誰管理，保持完好，絞車離合、制動系統(tǒng)、護繩板等安全裝置必須齊全可靠。否則，不準使用。提升車輛的鋼絲繩、鉤頭、連接裝置，必須符合要求，掛車要用保險鉤頭，傾角大于12°時要用保險繩。 調(diào)度絞車在使用中必須實行班檢查原則，班檢查由司機負責。 對調(diào)絞要實行定期維修，禁止在井下倒換使用或超周期使用。井上大修后的絞車應有專人負責質(zhì)量檢驗，不合格不準使用。絞車司機要固定專人，經(jīng)過技術(shù)培訓并考核合格后方可持證上崗，不準無證開車，司機必須嚴格執(zhí)行崗位責任制和《操作規(guī)程》，嚴禁超載提運，嚴禁不送電放車。 調(diào)度絞車提升的鋼絲繩和保險繩必須嚴格執(zhí)行日檢查制度。

二、斜巷絞車安全設施：調(diào)度絞車主要安全設施有阻車器、保險門。作為下山絞車第一道安全設施必須由絞車司機控制，當?shù)V車提升到上部時，由司機控制關(guān)上保險門（或阻車器），當?shù)V車再次下方時，由司機控制打開保險門（或阻車器）。當然由司機自動控制這道設施是有一定難度的，如果設阻車器必須用機械控制，但是由于絞車距阻車器超過20米時，操作起來不靈敏。所以調(diào)度絞車下方第一道安全設施應該用保險門(此保險設施上方安設一盞防爆行車紅燈)，最適合操作，保險門可以設計電動控制。那么電動保險門是怎樣實現(xiàn)的呢？此保險門必須特殊加工，在保險門的轉(zhuǎn)軸上，安裝旋轉(zhuǎn)電機，此電機由真空磁力起動器開關(guān)控制電機正反旋轉(zhuǎn)。在礦車提升到距絞車5米處的軌道上或絞車前巷道變平坡點適當處安設一臺行程式控制開關(guān)，從而實現(xiàn)控制和起動保險門開與關(guān)。這一電動保險設施對運輸安全是一種保障，免去以往人為忘記關(guān)保險門在變坡點處忘記掛鉤頭、提前摘鉤頭或斷繩等造成跑車，而造成的危險。安全設施必須安全靈活可靠，信號系統(tǒng)必須通暢靈敏，下面說一下信號系統(tǒng)。調(diào)度絞車信號系統(tǒng)包括聯(lián)絡信號、行車紅燈和照明燈。聯(lián)絡信號，從過去的防爆打點機和防爆電鈴傳輸點的個數(shù)，從而發(fā)出拉放車信號，而現(xiàn)在的聲光信號器，不光是信號聲傳輸還燈光提示和語音傳輸雙方的對話。可照明燈和行車紅燈在斜巷調(diào)度絞車運輸中還有待普遍使用和技術(shù)改進。下面重點說一下，斜巷調(diào)度絞車運輸?shù)勒彰鳠艉托熊嚰t燈的設計和使用，現(xiàn)在斜巷調(diào)度絞車道照明燈的使用是很有必要的，煤礦《安全規(guī)程》規(guī)定“斜巷提升時嚴禁蹬車、行人”，在車運行當中把鉤工更不能蹬車。當運輸巷道設置照明時，上面司機和下面把鉤工都能觀察到一定距離的車運行情況。在運輸巷道里設置50米一盞照明燈，還可以隨時觀察到巷道的支護情況和人員行走方便。

綜上所述調(diào)度絞車巷道是有必要安設照明燈的，那么在實際操作時行車紅燈是必須有的安全設施。因為在煤礦《安全操作規(guī)程》中有“行車不行人，行人不行車” 特殊規(guī)定。因此在車運行當中，尤其車行至巷道上部時，人在下部很難發(fā)現(xiàn)車是否在運行，人在向巷道上山行走過程中，如果這時運行車輛發(fā)生斷繩、斷鏈、斷銷等造成跑車事故時，人員是很難躲閃不開的，會造成嚴重后果。所以行車紅燈是行車信號燈，在調(diào)度絞車斜巷中每100米一盞紅燈是必須安設的安全設施。那么在斜巷調(diào)度絞車運輸中怎樣來實現(xiàn)行車時紅燈亮呢？在這里先說一下調(diào)度絞車現(xiàn)在使用的QBZ-80N防爆開關(guān)的工作原理。

先將起動器隔離開關(guān)Q閉合，隔離開關(guān)Q閉合后電源變壓器T獲電源。保護器JDB的執(zhí)行繼電器J吸合，串接于中間繼電器K3和K4吸合線圈回路中的常開觸點3、4閉合。為起動器正常工作做好準備。按下外控正轉(zhuǎn)起動按鈕S2，中間繼電器K3吸合，常開觸點K31閉合，真空接觸器K1吸合線圈接通，主觸頭K1接通，電動機正向起動；同時真空接觸器輔助觸頭的一組常閉觸頭K12打開，將漏電閉鎖回路斷開，使漏電閉鎖保護解除。當中間繼電器K3和真空接觸器K1閉合時，另一組中間繼電器K3的常閉觸點K32與K34打開，使之外控反轉(zhuǎn)起動器按鈕S3不能再起動，實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。按下起動器停止按鈕S1或外控停止按鈕S4，中間繼電器K3吸合線圈釋放，常開觸點K31打開真空接觸器K1吸合線圈釋放，主觸頭K1斷開，電動機停止，同時真空接觸器輔助觸點的一組常閉觸點K12閉合漏電閉鎖回路接通，漏電閉鎖保護投入。起動器反向起動與正向起動工作原理相同。

要想最終實現(xiàn)行車紅燈亮，QBZ-80N防爆開關(guān)需改進：為什么要對開關(guān)改進呢？由于QBZ-80N防爆開關(guān)現(xiàn)有三個大接線嘴，兩個小接線嘴，接線室內(nèi)有5個控制用小接線端子。因此需改進開關(guān)如圖，把接線室內(nèi)增加兩個小接線端子，開關(guān)本身增加一個接線小嘴。這樣才能保證實現(xiàn)行車時紅燈亮。

為能實現(xiàn)對斜巷調(diào)度絞車行車紅燈的控制，在外接照明綜保開關(guān)借一相127V電源（另一相127V電源直接接入紅燈），接到中間繼電器任意一對常開觸點上（必須把正、反向起動器兩個中間繼電器的兩對常開觸點串在一起），形成一個行車紅燈的電源開關(guān)，當起動器起動時中間繼電器吸合，常開觸點閉合，從而實現(xiàn)行車時紅燈亮。

隨著科技的發(fā)展和實踐的證明，一切煤礦井下使用的電器設備會愈來愈標準和完善，投入的設施會靈活可靠更能保證安全生產(chǎn)。

煤礦絞車論文:煤礦提升絞車電控系統(tǒng)的改進

摘要：通過對煤礦提升絞車電控系統(tǒng)技術(shù)革新的回顧，闡述了我國科學技術(shù)日新月異的發(fā)展和科技在推動企業(yè)發(fā)展中的巨大作用。

關(guān)鍵詞：絞車電控；技術(shù)革新；系統(tǒng)

0 概述

絞車是煤礦的大型只要設備，也是煤礦所有設備中唯一需要調(diào)速運行的設備，它擔負著煤礦人員與設備材料的提升。早期的煤礦提升絞車電控系統(tǒng)都是采用KKX或TKD電控系統(tǒng)，由于它在當時的技術(shù)條件下能夠滿足提升絞車的調(diào)速要求，因此，在煤礦中得到了廣泛的應用，很多煤礦至今仍沿用這種控制系統(tǒng)。

九十年代中期，隨著自動化控制等技術(shù)的成熟和發(fā)展，以PLC代替繼電器以及外圍電路、可控硅無觸點調(diào)速裝置代替交流接觸器的新一代提升絞車電控設備在焦作華飛公司誕生，它的問世大大簡化了原提升絞車的電控系統(tǒng)，使提升絞車的控制操作簡單化和智能化邁進了一大步。目前，隨著控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，好多廠家（如洛陽源創(chuàng)電氣有限公司、唐山開誠電控設備集團有限責任公司）已經(jīng)研制出高低壓變頻調(diào)速裝置并將其成功應用于煤礦提升絞車電控系統(tǒng)。下面就煤礦提升絞車電控系統(tǒng)的技術(shù)改進過程作一綜述。

1 PLC技術(shù)的成功應用

1．1 PLC概述

可編程控制器是專門為工業(yè)控制應用而設計的一種通用控制器，是一種以微處理器為基礎，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)而發(fā)展起來的新型工業(yè)控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、編程容易、體積小、使用靈活方便、抗干擾能力強、可靠性高等一系列優(yōu)點。近年來在工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域，如冶金、機械、電力、石油、煤炭、化工、輕紡、交通、食品、環(huán)保、輕工、建材等工業(yè)部門得到了廣泛的應用，已經(jīng)成為工業(yè)自動化控制的三大支柱之一。

1．2 絞車電控采用PLC的優(yōu)勢

(1)簡化了系統(tǒng)。PLC與傳感器等器件配合后，完全代替了原TKD控制系統(tǒng)中的時間繼電器、磁放大器、自整角機、測速度發(fā)電機等部件，因此，減化了控制系統(tǒng)，減少了故障點，使維護變得簡單易行。

(2)可靠性高，抗干擾能力強。可編程控制器是專為工業(yè)控制而設計的，在硬件和軟件電路設計方面都采用了屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動恢復等措施，使可編程控制器具有很強的抗干擾能力，其平均無故障時間達到(3―5)×l04h以上。

(3)編程直觀、簡單。可編程控制器是面向用戶、面向現(xiàn)場，考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線路的特點，其編程所用的梯形圖語言與繼電器原理圖相類似，形象直觀，易學易懂。

(4)適應性好。可編程控制器是通過程序?qū)崿F(xiàn)控制的，當控制要求發(fā)生改變時，只要修改程序配置，組成規(guī)模不同、功能不同的控制系統(tǒng)即可，適應能力非常強。

(5)增加了控制的科技含量。目前的可編程控制器具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運算、定時、計數(shù)、順序控制、通信、人機對話、自檢、記錄和顯示等等功能，使設備控制水平大大提高。

2 可控硅無觸點加速接觸器及真空接觸器的應用

TKD電控系統(tǒng)的高壓換向器、線路接觸器、加速接觸器等全采用的是大功率的空氣式交流接觸器，用于線路及電阻切換，這些元件存在一個共同缺點，就是電磁及機械噪聲大、結(jié)構(gòu)復雜、易損壞不可靠。經(jīng)過多年的研究和探索，焦作華飛等公司終于研制出高壓真空換向器和可控硅調(diào)速裝置，很好地解決了這一問題。

(1)高壓真空接觸器的使用。用高壓真空接觸器代替原空氣式高壓換向器、線路接觸器，并采用現(xiàn)場總線方式接收主控臺PLC發(fā)出的操作指令，實現(xiàn)提升機的正反向切換和正常運行控制。該接觸器以真空作為滅弧介質(zhì)，因此具有主電路電弧不外露、分斷能力大、體積小、重量輕、壽命長、低噪聲和安全可靠等優(yōu)點。

(2)可控硅調(diào)速裝置的研制應用。該裝置利用了可控硅(SCR)的開關(guān)特性，巧妙地替代了原系統(tǒng)的空氣式交流接觸器，同時采用現(xiàn)場總線方式接收主控臺PLC發(fā)出的操作指令，實現(xiàn)主電機轉(zhuǎn)子回路外接電阻的切換，其切換原理如圖1所示。該裝置有以下優(yōu)點： ’

①無觸點控制，運行可靠，無噪音；

②優(yōu)良的動、靜特性；

③結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便。

圖1 可控硅調(diào)速裝置原理圖

3 高壓變頻調(diào)速裝置的應用

礦山提升絞車通過對控制電路的改造，減化了系統(tǒng)，降低了噪聲，維護方便，同時增加了系統(tǒng)的科技含量。但其機械特性及調(diào)速的經(jīng)濟性等性能指標并沒有改變。隨著控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，一種數(shù)字、節(jié)能、智能化的絞車調(diào)速控制系統(tǒng)應運而生，那就是高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。

3．1 高壓變頻原理

隨著通用變頻器技術(shù)的日新月異和快速發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置也不斷地成熟起來，原來一直難于解決的高壓問題，近年來也隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展得到了很好的解決。

高壓變頻器類型和拓撲結(jié)構(gòu)比較多，但原理和功能大同小異。根據(jù)有無直流環(huán)節(jié)將高壓變頻器分為兩大類：無直流環(huán)節(jié)的變頻器，即交一交變頻器和有直流環(huán)節(jié)的變頻器稱為交一直一交變頻器，其中直流環(huán)節(jié)采用大電感以平抑電流脈動的變頻器稱為電流源型變頻器；直流環(huán)節(jié)采用大電容以抑制電壓波動的變頻器則稱為電壓源型變頻器，煤礦提升絞車一般多采用IGBT單元串聯(lián)型變頻器。由于受功率器件(IGBT或GTo)耐壓的限制，高壓變頻器運用了電壓疊加技術(shù)，輸出電壓由若干個低壓單元串聯(lián)而成，每個單元相當于一個常壓變頻器，完全利用了通用變頻器的成熟技術(shù)和功率器件。各個功率單元由隔離變壓器的二次線圈分別供電(如圖3所示)，可以很方便地得到不同電壓等級的輸出，而不受功率器件耐壓的限制。其功率單元及系統(tǒng)原理如圖2所示。

圖2IGBT功率單元原理圖

3．2 變頻調(diào)速提升機的控制優(yōu)勢

(1)真正實現(xiàn)了絞車的無機調(diào)速，可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制，使絞車在加、減速階段運行非常平穩(wěn)，具有良好的機械性能。

(2)軟啟動軟停車，減小了機械沖擊，在啟動、加速換檔及減速階段不會對電網(wǎng)造成沖擊，可以進行高頻度的起動運轉(zhuǎn)。

(3)模塊化、智能化設計，維護簡單，排除故障容易。

(4)系統(tǒng)簡化，占用空間小。絞車變頻控制系統(tǒng)取消了原老系統(tǒng)的加速接觸器、電阻箱、高壓換向器、低頻電源裝置、動力制動裝置、測速裝置、繼電器屏等設備，系統(tǒng)僅由高壓開關(guān)柜、高壓變頻器、主控臺(PLC、數(shù)字式主令控制器等)等幾部分組成，且只需要普通鼠籠型異步電機即可。

圖3 6 000 V變頻器系統(tǒng)原理圖

(5)全中文界面，顯示操作直觀，交互性好。

(6)變頻器四象限運行，在絞車下放階段向電網(wǎng)回饋能量，實現(xiàn)電氣制動，提高了運行的可靠性。

(7)由于使用了普通的鼠籠式電機，因此節(jié)省了原系統(tǒng)電阻部分的轉(zhuǎn)差功率消耗。同時在絞車下放階段向電網(wǎng)回饋能量，節(jié)能效果非常明顯。據(jù)測算，絞車實現(xiàn)變頻調(diào)速后，其節(jié)能效果提高30％ ～40％ 。

(8)容易實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)切換，無需任何換向裝置。

(9)適用范圍廣。目前，高壓防爆變頻調(diào)速絞車已成功應用于煤礦井下。

(10)直接轉(zhuǎn)矩控制，實現(xiàn)電動機速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制。

4 結(jié)論

高壓變頻控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，使絞車的機械性能發(fā)生了質(zhì)的飛躍，是絞車控制理論的一個重大突破。但是由于受功率器件耐壓的限制，目前必須采用均壓疊加技術(shù)才得以實現(xiàn)，而且在軟件控制方面的技術(shù)并不十分成熟，因此它的發(fā)展和改進尚有一定的空間。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計算機控制技術(shù)的日益成熟，高壓變頻器將朝著大功率、小型化、輕型化和無傳感器控制等方向發(fā)展。屆時，煤礦提升絞車的控制將會變得更加完美。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。

煤礦絞車論文:煤礦提升絞車設計與優(yōu)化

【摘 要】絞車是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)當中較為常見的一種起重設備。絞車的出現(xiàn)于發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了一個較長時間的發(fā)展過程。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，絞車的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷的提升當中，通過在設計上和生產(chǎn)工藝、材料上的提升和優(yōu)化，提升絞車在工作性能和操作安全方面都都得到了長足的發(fā)展。本文就現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中針對提升絞車進行的設計補充和優(yōu)化進行了詳細的分析。

【關(guān)鍵詞】煤礦；提升絞車；設計；優(yōu)化

絞車作為現(xiàn)代工業(yè)中施工現(xiàn)場主要的起重機械。在煤礦開采、港口運算、工廠建設的過程中應用廣泛。其中，提升絞車主要被應用于煤礦開采過程中豎井和斜井的物品和人員調(diào)運工作。提升絞車的牽引性能十分優(yōu)秀，作為煤礦開采過程中設備和人員的運輸工具，為煤礦的正常運行提供了更為可靠的安全保障。

絞車正被廣泛地運用于礦山、港口、工廠、建筑和海洋等諸多領(lǐng)域。

一、提升絞車的性能和設計要求

提升絞車主要應用在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的設備牽引當中。煤礦開采和生產(chǎn)過程中，由于礦洞本身的封閉性和狹窄特點。所以良好的人員和設備的牽引機械，是保證煤礦生產(chǎn)基礎要求。為此，針對煤礦生產(chǎn)工作的需要，提升絞車的設計需要滿足一下幾點設計要求：

1、良好的牽引能力

對于提升絞車的牽引能力又可以細分為絞車的負載能力和驅(qū)動能力。由于煤礦開采的過程中，礦井的縱向深度和橫向距離是處在不斷的增加過程中的。因此，為了滿足開采工作的需要。提升絞車的牽引功能被嚴格要求。煤礦生產(chǎn)的過程中，隨著生產(chǎn)的進行，提升絞車的工作包含礦石運輸，人員和生產(chǎn)設備的調(diào)度幾個方面，貨物、人員、設備的重量對于提升絞車的負載能力造成了很大的考驗。如果牽引過程中提升絞車的負載能力不能夠滿足實際的需求，絞車的收放工作就將難以進行。

同時，在保證提升絞車負載能力的基礎上，提升絞車還需要具備出色的驅(qū)動能力。在這里，要額外強調(diào)的是，絞車的驅(qū)動能力并不僅僅是指絞車對于牽引重量上的負荷能力，還包括提升過程中絞車的穩(wěn)定性和加速過程中的安全性。

牽引能力是提升絞車的主要性能之一，特別是在煤礦開采過程中。提升設備的牽引能力被特別強調(diào)。

2、提升絞車的調(diào)速能力和可靠性

提升絞車在煤礦開采工作的過程中，針對不同開采現(xiàn)場的特點，提升絞車的運行速度的要求也是個不相同的。隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，實現(xiàn)提升絞車的調(diào)速運行也已經(jīng)不再停留在設計范圍。為了實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的高速運轉(zhuǎn)，在進行設計的時候，要針對提升絞車在動作時的現(xiàn)場調(diào)速能力進行優(yōu)化和補充。確保高速運行過程中的穩(wěn)定性和低速運行中的勻速效果。

再有，煤礦開采和生產(chǎn)過程中，礦洞的開采是不斷向下進行的。同時為了保證礦洞的穩(wěn)定性，煤礦礦井的橫截面積都不是很闊約。一旦提升絞車出現(xiàn)故障或者事故，財產(chǎn)的損失是小，井下員工的安全和礦井的安全是大。為此，針對煤礦礦井下惡劣的生產(chǎn)條件。要對提升絞車的安全性能進行強調(diào)。設計時根據(jù)實際的應用范圍和性能需要，針對絞車的最大負載能力、設備元件的維修、故障時的應急措施，都要進行全面的考慮并進行優(yōu)化。

3、提升絞車的易操作性和自動化

隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對于生產(chǎn)中普遍應用的各種設備的操作性能和自動化要求越來越高。絞車易操作性的提升也就代表由于操作失誤導致的生產(chǎn)事故的概率降低。同時自動化技術(shù)和理念的應用，代表了提升絞車自愈性和可控性的增加。

對于提升絞車自動化的設計，不僅要滿足易操作的設計要求。同時也要滿足絞車自身安全運作的要求。

二、提升絞車的設計優(yōu)化

煤炭作為我國的主要傳統(tǒng)能源，在我國人民生活生產(chǎn)的過程中應用廣泛。隨著我國經(jīng)濟和現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展。對于煤炭的需求量和煤炭產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)量都在不斷的提升中，這使得用于煤礦開采過程中的生產(chǎn)設備的性能需要進一步的補充和優(yōu)化。同時考慮到設備的生產(chǎn)和運行成本，如何在優(yōu)化設備性能的同時，減少設備損耗，降低設備生產(chǎn)運行成本也是進行優(yōu)化的一個方面。

1、從提升絞車的工作原理出發(fā)

對于提升絞車，從事煤礦開采工作的人員并不陌生。提升絞車的工作原理也相對簡單，及時通過設備內(nèi)部的電機產(chǎn)生驅(qū)動力，通過驅(qū)動器、太陽輪、行星輪、內(nèi)齒輪以及調(diào)整裝置實現(xiàn)提升絞車對于設備的提升和牽引功能。

由此，提升絞車的最大驅(qū)動能力和負載能力主要和牽引設備使用的材料和電機的性能相關(guān)聯(lián)，通過設計可優(yōu)化的范圍不大。而絞車的穩(wěn)定性和可靠性就成為設計優(yōu)化當中的主要內(nèi)容。

2、輔助裝置的使用

對于提升絞車的設計優(yōu)化，絞車的安全性是其中關(guān)鍵之一。為此，在進行設計的過程中，要增加用于保障設備安全的輔助裝置，例如：緊急制動器、調(diào)速裝置、深度指示器等等。其中緊急制動裝置對于設備故障起到緊急剎車作用。，當絞車發(fā)生故障時，電力液壓制動器會自動咬合絞車制動齒輪，實現(xiàn)設備的緊急制動。

3、行星差動傳動裝置在提升絞車設計中的應用

行星差動傳動裝置是通過調(diào)節(jié)和控制設備運行過程中元件的穩(wěn)定性，對設備的安全運作提供了保障。采用行星差動技術(shù)調(diào)節(jié)提升絞車剎車帶的松緊和齒輪的倒換，不論在提升絞車運作過程中的調(diào)速能力還是可靠性，都有著出色的作用。

對于行星差動技術(shù)在絞車設計中的應用，要在深入了解行星傳動技術(shù)和提升絞車平面結(jié)構(gòu)設計技術(shù)的基礎上，對無級調(diào)速系統(tǒng)的零件進行設計和檢驗，涉及到參數(shù)的選取和零件的安裝。通過對零件的校正獲得了合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

總 結(jié)

本文通過分析煤礦生產(chǎn)當中，提升絞車的設計理念和要求，對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中提升絞車設計的優(yōu)化提出了建議和看法。對于煤礦作業(yè)當中的提升絞車而言，在保證設備性能的情況下，降低設備生產(chǎn)運行當中的成本也是提高設備設計質(zhì)量和市場競爭力的主要優(yōu)化內(nèi)容。如何結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)對提升絞車的設計進一步優(yōu)化，還需要結(jié)合實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗不斷的摸索。

煤礦絞車論文:煤礦回柱絞車的發(fā)展與應用

摘要：本文對煤礦回柱絞車的發(fā)展與應用進行了簡要論述。

關(guān)鍵詞：回柱絞車

0 引言

當今社會煤炭是的一項重要能源，是國民經(jīng)濟保持高速增長的重要物質(zhì)基礎和保障。由于資源條件和能源科技發(fā)展水平?jīng)Q定，在未來的30-50年內(nèi)，世界范圍內(nèi)新能源、可再生能源及核電的發(fā)展尚不能普遍取代礦物燃料。因此，在相當時期內(nèi)礦物燃料仍將是人類的主要能源。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是世界經(jīng)濟對能源的旺盛需求，世界煤炭開采技術(shù)也得到迅猛地發(fā)展。20世紀末期以來，先進采煤國家積極應用機電一體化和自動化技術(shù)，實現(xiàn)了采掘機械化和自動化控制，做到了礦井的高產(chǎn)高效生產(chǎn)。

機械化是煤炭工業(yè)增加產(chǎn)量、提高勞動效率、改善勞動條件、保障安全生產(chǎn)的必要技術(shù)手段，也是煤炭生產(chǎn)過程中節(jié)約能源、人力和減少原材料消耗的有效技術(shù)措施。礦井輔助運輸作為礦井運輸?shù)闹匾M成部分之一，在礦山生產(chǎn)中也占有重要地位，尤其是現(xiàn)代化礦井對此更應高度重視。

煤炭工業(yè)的機械化是指采掘、支護、運搬、提升的機械化。其中運搬包括運搬和輔助運搬。絞車就是輔助運搬的其中一種。我國絞車的發(fā)展大致分為三個階段。20世紀50年代主要是仿制設計階段；60年代，自行設計階段；70年代以后，我國進入標準化、系列化設計階段。

1 概述

JHB-8型回柱絞車是一種有效的礦山輔助設備。該型絞車主要應用于回柱放頂，同時也可用于上山、下山、平巷等綜采工作面設備的搬遷，比如液壓支架、溜槽等。此外，拉緊皮帶機機頭、運料、調(diào)度車輛等工作都可以用這種絞車來完成。在港口、碼頭、建筑工地、工廠企業(yè)，這種回柱絞車也可以發(fā)揮作用。可見，回柱絞車在煤炭行業(yè)、機械行業(yè)，包括部分其他行業(yè)都有著不可忽視的地位。

1.1 回柱絞車在回采工作面的布置方式

①安裝在回風巷內(nèi)，距回采工作面約20-30m。這種布置方式適用條件廣，尤其是煤層傾角較大，頂板破碎，壓力較大的工作面。但這種布置方式會影響回風巷的運料工作。每一次回柱需移動導向輪，鋼絲繩繞過導向輪，多了一個拐彎，摩擦阻力增大，鋼絲繩容易損壞。按這種方式布置的回柱絞車，必須沿鋼絲繩牽引方向長條式布置，絞車寬度不應超過900mm，過寬則會堵塞巷道。

②安設在回采工作面上端，緊靠回風巷上部和密集支柱之間。這種布置方式在頂板較好、煤層傾角較小的條件下采用。但每進行一個循環(huán)都須移動絞車，且需移開柱子，因而不夠方便。在工作面上方頂板壓力較大時，機座受力容易變形，可能引起齒輪嚙合不良，甚至回柱絞車有被壓埋的危險。

③安設在工作面上，工作面上有數(shù)臺絞車同時回柱，加快回柱速度。這種布置方式對淺截深的機采工作面尤為需要。

1.2 回柱絞車結(jié)構(gòu)的一般分析

1.2.1 按驅(qū)動機構(gòu)分

①手搖式回柱絞車

手搖式回柱絞車用于人工回柱，體積小，重量輕，移動方便，結(jié)構(gòu)簡單。但人工回柱效率低，安全性差，一般只用作輔助作業(yè)，或在回收金屬支柱時使用。

②風動回柱絞車

風動回柱絞車拉力大，重量輕，適用于我國西南地區(qū)的超級瓦斯礦，但是風動回柱絞車成本較高，使用范圍受到限制。

③電動回柱絞車

電動回柱絞車使用范圍最廣，目前各制造廠生產(chǎn)的多為電動回柱絞車。

1.2.2 按滾筒結(jié)構(gòu)分

①纏繞式滾筒

纏繞式滾筒具有一定的容繩量，操作簡單，使用范圍廣，但體積和重量都比較大，現(xiàn)在生產(chǎn)的回柱絞車以采用纏繞式滾筒的為最多。

②摩擦式滾筒

摩擦式滾筒多制成雙曲線型，靠滾筒上的幾圈鋼絲繩與滾筒的摩擦力帶動鋼絲繩進行工作，滾筒量不受限制，也不存在排繩子問題，解決了咬繩現(xiàn)象，這種絞車尚在試驗中。

③鏈條滾筒

鏈條滾筒即用纏繞鏈條來進行回柱工作。因鏈條較重，不宜太長，如某廠生產(chǎn)的三噸輕便回柱絞車，鏈條僅有6米，因此，使用這種回柱絞車的極少。

1.2.3 按傳動機構(gòu)分

①普通蝸桿蝸輪傳動

普通蝸桿蝸輪回柱絞車，第一級為普通蝸桿蝸輪傳動，再經(jīng)過二級圓柱齒輪帶動滾筒。采用蝸桿蝸輪傳動機械效率低，雖具有結(jié)構(gòu)結(jié)實耐用的優(yōu)點，但體積重量都很大，搬運困難，不適于井下狹窄環(huán)境和經(jīng)常移動的特點，故此類回柱絞車已不再生產(chǎn)。

②圓弧面蝸桿傳動

現(xiàn)在生產(chǎn)的各種回柱絞車均采用圓弧面蝸桿傳動，機械效率提高到約為0.8-0.85機器體積和重量都相應減少。

2 國內(nèi)外絞車的發(fā)展

近40年我國的煤炭行業(yè)發(fā)生了巨大變化，綜采機械化水平達到國際先進水平，綜采單采原煤產(chǎn)量早已突破了百萬噸，然而煤炭工業(yè)機械化離不開運輸，運輸又離不了輔助運輸設備，絞車就是輔助運輸設備的一種。

我國絞車誕生于20世紀50年代，初期主要仿制日本和蘇聯(lián)的；60年代進入了自行設計階段；到了70年代，隨著技術(shù)的慢慢成熟，絞車的設計也進入了標準化和系列化的發(fā)展階段。但與國外水平相比，我國的絞車在品種、型式、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能，三化水平（參數(shù)化、標準化、通用化）和技術(shù)經(jīng)濟方面還存在一定的差距。

2.1 國外礦用絞車的特點

①標準化系列化；

②體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；

③高效節(jié)能；

④壽命長、低噪音；

⑤一機多能、功率大；

⑥外形簡單、平滑、美觀、大方。

2.2 針對國外的情況我們應采取以下措施

①制定完善標準，進行產(chǎn)品更新改造和提高產(chǎn)品性能；

②完善測試手段，重點放在產(chǎn)品性能檢測；

③技術(shù)引進和更新?lián)Q代相結(jié)合；

④組織專業(yè)化生產(chǎn)，爭取在較短時間內(nèi)達到先進國家的水平。

2.3 JHB-8型回柱絞車的技術(shù)特點

①速度變化不大，回柱效率高

JHB-8型回柱絞車工作時的牽引速度為5.9-8.1m/min，平均速度7m/min，最大牽引力為50KN，容繩量為100m，工作效率大大提高。

②結(jié)構(gòu)簡單，布置合理

JHB-8型回柱絞車的傳動系統(tǒng)采用兩級傳動，圓弧蝸輪蝸桿齒輪傳動和圓柱齒輪傳動，而且采用了開式齒輪傳動，大大簡化了機械部分的傳動系統(tǒng)，便于安裝和拆卸，結(jié)構(gòu)布置緊湊、合理。

③操作簡單，安全可靠

JHB-8型回柱絞車采用錐面實現(xiàn)了工作狀態(tài)和制動狀態(tài)的互鎖。絞車起動時動載小，鋼絲繩受到的沖擊小。只需輕輕點動電機控制按鈕，就可起動電機，然后操作制動的手把，便可實現(xiàn)絞車的動作。

煤礦絞車論文:煤礦立井絞車自動化裝載系統(tǒng)設計與改造

【摘 要】:本文主要對自動化系統(tǒng)構(gòu)成的硬件配置、裝載自動化控制系統(tǒng)工作原理以及改造后系統(tǒng)的優(yōu)勢進行了分析。

煤礦;立井;絞車;自動化;裝載系統(tǒng);設計;改造

1、前言

煤礦隨著生產(chǎn)水平的不斷延伸,其水平煤礦產(chǎn)量也隨之上升,在煤礦生產(chǎn)中絞車起著非常重要的作用。其裝載電控系統(tǒng)自投產(chǎn)以來一直采用手動控制,長期以來,有一些問題不能夠得到解決。首先,工人勞動強度大。一般情況下,該系統(tǒng)每天分兩班倒班制進行井下作業(yè),隨著水平煤炭產(chǎn)量的增加,工人因疲勞而導致操作有誤的事件很多,即造成裝重罐和煤炭裝入井底的事故。其次,必備的保護裝置比較缺乏。在手工操作下,無法把各種保護裝置投入進去,除了經(jīng)常發(fā)生的上述事件外,溜子、給煤機偷停,過載故障缺乏報警監(jiān)控手段,不但延長事故處理時間,常常引起電機燒毀和運輸溜子故障,嚴重影響正常生產(chǎn)秩序。為了解決上述問題,對此系統(tǒng)進行自動化改造。

2、自動化系統(tǒng)構(gòu)成的硬件配置

主井裝載系統(tǒng)是有2臺往復式給煤機、2臺刮板運輸機、2臺裝煤定量斗及弧型閘門組成。井上、下煤倉設有煤位信號傳感器,定量斗弧型閘門設有位置傳感器(防爆磁開關(guān)),定量斗下有壓磁測力裝置檢測煤量,刮板運輸機、給煤機由真空開關(guān)控制作為電源控制啟動和停止。

電氣控制系統(tǒng)采用計算機集中控制,輸入、輸出信號分為開關(guān)量信號和模擬量信號。刮板運輸機、給煤機的啟動或停止屬于開關(guān)量信號,定量斗內(nèi)的煤量屬于模擬量信號,外界開關(guān)量輸出信號通過24V直流繼電器隔離,可以有效防止外界電氣干擾和高電壓進人PLC。對繼電器供電的24V電源,采用直流24V開關(guān)電源作為獨立工作電源,有效的保證了計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。定量斗煤量傳感器采用KJD-7型定重裝置,該裝置可提供2套計量傳感控制,設置2套“空”、“滿”、“過滿”參數(shù),提供2套“空”、“滿”、“過滿”繼電器接點,分別用于A,B定量斗的煤量檢測。

3、裝載自動化控制系統(tǒng)工作原理

圖1 PLC控制原理與接線

FX2一80MR型PLC的輸人、輸出為繼電器型PLC,輸入信號有40個接點,地址分別為XO~X7、X10~X17、X20~X27、X30~X37、X40~X47,其中X0連接打點按鈕,在檢修或手動控制方式下操作人員通過該按鈕向絞車司機發(fā)出信號;X3,X4連接工作方式按鈕控制,系統(tǒng)啟動后默認為手動控制方式,按一次工作方式按鈕,X4產(chǎn)生一個“1”脈沖,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為自動控制方式;再按一次工作方式按鈕,X4再產(chǎn)生一個“l(fā)”脈沖,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為自動控制方式。檢修控制方式由檢修旋鈕控制,當旋鈕閉合時,X3為1,系統(tǒng)強行轉(zhuǎn)到檢修控制方式;X7連接裝載急停按鈕,當該按鈕按下后裝載系統(tǒng)全部設備停止工作,并報警。X10~X13連接給煤機啟、停按鈕,在手動控制方式和檢修控制方式時,分別為B給煤機啟、停按鈕和A給煤機啟、停按鈕;X14~X17在手動控制方式和檢修控制方式時,分別為B刮板運輸機啟、停按鈕和A刮板運輸機啟、停按鈕;X20~Xl7分別連接B定量斗弧型閘門開、關(guān)按鈕和A定量斗弧型閘門開、關(guān)按鈕;X32,X33,X47和X34,X35,X6分別連接定量斗煤量狀態(tài)信號,來自KJD-7型定重裝置輸出繼電器,當B定量斗煤量分別為“滿”、“過滿”、“空”狀態(tài)時,X32,x33或x47為“l(fā)”,當A定量斗煤量分別為“滿”、“過滿”、“空”狀態(tài)時,X34,X35,X6為“1”。X43,X44真空開關(guān)反饋信號,來自B,A給煤機真空開關(guān)。當B或A給煤機真空開關(guān)閉合時,向PLC柜發(fā)送指示信號,X43或X44為“l(fā)”,表示真空開關(guān)已經(jīng)閉合;X45,X46分別連接B,A刮板運輸機真空開關(guān)信號,當B或A刮板運輸機真空開關(guān)閉合時,向PLC柜發(fā)送指示信號,X43或X44為“1”,表示真空開關(guān)已經(jīng)閉合;X25,X42連接A,B箕斗到位信號,來自絞車電控系統(tǒng)接點,當A或B箕斗到達裝載位置時,接點閉合,X25或X42為“1”。X27,X36連接絞車上、下行信號,來自絞車電控系統(tǒng)接點,當絞車上、下行時,接點閉合,X27或X36為“1”;X30,X31連接B,A箕斗進入曲軌信號,來自井筒防爆磁開關(guān),當箕斗進入曲軌時,接點閉合,X3O或X31為“1”;X40,X41連接B,A定量斗弧型閘門關(guān)到位信號,來自B,A定量斗弧型閘門防爆磁開關(guān),當定量斗弧型閘門關(guān)到位時,接點閉合,X40或X41為“1”。

4、改造后系統(tǒng)的優(yōu)勢

4.1降低工人勞動強度

在提煤期間,裝載系統(tǒng)采用自動的工作方式,以下工作均由設備來完成:兩個罐的給煤機啟停、溜子啟停、計量斗的開關(guān)以及開車信號的發(fā)出等全部操作。而操作工人只是完成以下工作:巡視和檢查設備運轉(zhuǎn)狀態(tài),必要的清潔工作。

4.2提高了生產(chǎn)效率

自動化工作方式中的各個工序是要嚴格按照計算機的運算指令進行,時間準確度超過0.15,因此,它在保證安全的前提下提高了工作效率,同時也對于因人為因素而造成的工作拖延這種情況也得到了避免。

4.3提高了安全性、可靠性,轉(zhuǎn)變了工人違章環(huán)境

由于工人誤操作裝重罐的事故,由于裝重罐保護裝置投人使用,也得到了抑制。對于箕斗不到位而將煤裝人井下的事故,由于箕斗――計量斗連鎖保護,其事故的發(fā)生率也得到了抑制。上倉滿、下倉空保護使井上下流水線作業(yè)信息溝通完善,使得走空溜子現(xiàn)象得到了避免。

5、結(jié)語

通過對煤礦立井絞車自動化裝載系統(tǒng)設計與改造,使得立井絞車實現(xiàn)了自動化裝載,創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境,解決了安全問題。總之,立井絞車自動化裝載系統(tǒng)改造成功,為煤礦工作帶來了極大的益處。

煤礦絞車論文:煤礦副井絞車電控改造的研究與應用

摘 要：JTDK-ZN-01S型交流提升機電控系統(tǒng)采用性能優(yōu)越的進口PLC可編程控制器作為主要控制器件，兩套PLC相互冗余，構(gòu)成安全回路雙線制，且冗余量不低于20%。運用軟件化的設計思想，能用軟件實現(xiàn)的功能，決不用硬件，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，大大減少了系統(tǒng)的硬件故障。采用了RS485 串行通訊的現(xiàn)場總線技術(shù)，僅用一根屏蔽線即可完成通訊功能，實現(xiàn)了控制的智能化。在提高系統(tǒng)可靠性的同時，省去了大量的控制接線，具有安裝調(diào)試簡單，使用維護方便等一系列優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：副井絞車 電控改造

本礦副井提升絞車電控裝置原采用天津電氣控制設備廠生產(chǎn)的JKMK―PC型絞車電控裝置，自2000年5月安裝并投入正式運行，至今已有六年多的運行時間，一是電控部分大量的元器件已到使用期限，部分元件已損壞；二是原來的電控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家已倒閉，配件供應不及時；三是PLC內(nèi)部控制程序多次出現(xiàn)丟失現(xiàn)象，程序丟失后只能臨時采用高壓開車，給副井絞車的安全運行帶來很多問題，因此經(jīng)礦多方面調(diào)研論證，確定采用JTDK-ZN-01S型交流提升機電控系統(tǒng)，對副井絞車電控進行改造。

1. 電控系統(tǒng)技術(shù)特點

（1）現(xiàn)場總線技術(shù)

系統(tǒng)采用了RS485 串行通訊的現(xiàn)場總線技術(shù)，僅用一根屏蔽線即可完成通訊功能，實現(xiàn)了控制的智能化。在提高系統(tǒng)可靠性的同時，省去了大量的控制接線，具有安裝調(diào)試簡單，使用維護方便等一系列優(yōu)點。

（2）全數(shù)字化設計

該系統(tǒng)將軸編碼器應用于絞車電控，實現(xiàn)數(shù)字化的行程、速度、給定、油壓等，其中數(shù)字化的主令控制器和手閘控制器具有控制準確、操作方便、故障率低等特點。

（3）軟件化的設計

本系統(tǒng)運用軟件化的設計思想，能用軟件實現(xiàn)的功能，決不用硬件，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，大大減少了系統(tǒng)的硬件故障。

（4）模塊化設計

本系統(tǒng)運用模塊化的設計思想，將系統(tǒng)多個功能集成為不同的電路模塊，如語言報警模塊、可調(diào)閘模塊、電流檢測模塊、功率檢測模塊、電源模塊等，縮短了故障的處理時間。

（5）冗余化設計

采用性能優(yōu)越的進口可編程控制器作為主要控制器件，兩套PLC相互冗余，構(gòu)成安全回路雙線制，且冗余量不低于20%。

（6）抗干擾設計

按照抗干擾的設計原則，在輸入、輸出、電源等方面有針對性地實施了抗干擾措施，完全符合GB/T13926電磁兼容性要求，整套系統(tǒng)獨家通過電兼容性試驗，使得系統(tǒng)安全可靠。

（7）完善的防雷系統(tǒng)

主控臺內(nèi)設置有完善的防雷系統(tǒng)，采用德國OBO公司設計生產(chǎn)的防雷器，有效地提高了系統(tǒng)抵抗自然災害的能力。

（8）工業(yè)控制人機界面

該系統(tǒng)將工業(yè)顯示屏應用于電控系統(tǒng)，顯示絞車的各種靜、動態(tài)參數(shù)，如速度、行程、油壓、速度圖、力圖、打點次數(shù)及各種開關(guān)量的狀態(tài)。此外顯示屏中設置了故障記憶和故障態(tài)，以便查尋提升機的故障狀態(tài)和故障原因，方便簡潔。

（9）UPS電源

采用具有正弦波特性、功率容量充分大的不間斷電源為控制回路供電，①保證了系統(tǒng)電磁兼容性指標的實現(xiàn)；②當發(fā)生突然停電，保證了二級制動的有效性。

（10）語言報警

本系統(tǒng)設計了安全回路控制接點動作記憶電路，一旦安全回路動作，引起動作的各種故障被記憶下來，并連續(xù)不斷地用語言播放故障位置，大大縮短了故障的查找時間。

（11）多種運行方式

提升系統(tǒng)能完成提升機手動、自動、檢修、故障開車等各種運行方式的控制要求。

2. 系統(tǒng)配置

本電控系統(tǒng)按照結(jié)構(gòu)標準化、產(chǎn)品系列化、性能現(xiàn)代化、體積小型化進行產(chǎn)品設計，對于提高礦井自動化、安全保障能力，以及礦井現(xiàn)代化管理水平具有十分重要的現(xiàn)實意義。此外對于減少設備維修費用，減輕工人勞動強度，降低能源消耗和噪音污染，提高礦井生產(chǎn)效率等方面，將會產(chǎn)生很大的社會經(jīng)濟效益。系統(tǒng)設備特性如下：

（1）智能型全數(shù)字交流主控臺（JTDK-ZN-ZKT）

（2）智能型高壓低頻換向柜（JTDK-ZN-GHP）

（3）全數(shù)字無環(huán)流低頻電源柜（JTDK-PC-DPY）

（4）智能型可控硅調(diào)速柜（JTDK-ZN-SCR）

（5）高壓饋電開關(guān)柜（KGS1）

（6）低壓電源柜（JTDK-ZN-DYG）

3. 系統(tǒng)的主要技術(shù)性能

（1）提升機的運行方式

提升系統(tǒng)能完成提升機自動、常規(guī)、手動、故障開車等各種運行方式的控制要求。

（2）數(shù)字行程監(jiān)控器

數(shù)字行程監(jiān)控器由PLC、軸編碼器構(gòu)成。軸編碼器將脈沖信號送入PLC中，經(jīng)PLC邏輯運算處理轉(zhuǎn)換成提升機鋼絲繩線速度和容器行程位置，形成各種操作信號、保護信號和按行程給定的速度給定曲線。

主控PLC與監(jiān)控PLC之間相互保護、相互監(jiān)督，并能完成如下功能：

1）實現(xiàn)PLC故障狀態(tài)下的低速開車功能；

2）實現(xiàn)數(shù)字行程給定功能，定位精度≤1cm，并實現(xiàn)數(shù)字行程罐位顯示；

3）具有對編碼器進行同步校正的功能；

4）PLC行程監(jiān)控器可以很容易地進行參數(shù)的整定以適應變化的工況（如變化了的速度、深度等）。

（3）提升控制

系統(tǒng)核心控制部分采用兩套模塊化工業(yè)微機―FX2N可編程控制器，該型可編程控制器具有指令眾多，功能強大，配置靈活，使用簡單，工作可靠，可以和管理計算機聯(lián)網(wǎng)，并能完全滿足礦井提升工藝過程要求。

1）選用日本三菱公司的FX2N 型PLC；

2）主控PLC應用軟件能完成提升機手動、自動、常規(guī)等運行方式的控制要求；

3）完成提升機運行工藝要求的控制功能；

4）實現(xiàn)對調(diào)速系統(tǒng)按速度給定的控制；

5）實現(xiàn)完善的保護功能，對于等速段超速、減速段過速、過卷等安全保護具有多重保護；

6）保護功能按下列三類設置：立即施閘的緊急停車、完成本次提升后不允許再次開車的功能，即一次提升、自動減速后施閘停車。

7）可在線或離線修改用戶程序；

8）采用全數(shù)字工作閘和主令控制器，采用脈沖編碼器來實現(xiàn)，使得控制準確度高、操作輕便、故障率低；

9）留有與礦井生產(chǎn)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的接口。

（4）安全保護

系統(tǒng)的安全回路有兩套，一套由主控機PLC，另一套為監(jiān)控機PLC，實現(xiàn)PLC的相互冗余。系統(tǒng)的主要保護有：

立即施閘類保護，發(fā)生下列各類故障時，系統(tǒng)能立即進行完全制動停車，并發(fā)生聲報警：提升容器過卷、減速段過速保護、等速段超速保護、提升容器接近井口速度超過2m/s、錯向保護、給定方向記憶、深指失效保護、通訊錯誤、高壓失壓跳閘保護、制動油過壓、軸編碼器失效。

終端施閘類保護，完成本次提升后不允許再次開車的保護，即一次提升：潤滑油欠壓、潤滑油超溫、制動油超溫。

自動減速后施閘類保護，發(fā)生下列各類故障時，系統(tǒng)自動降低速度，然后再施閘停車，并發(fā)出聲報警：信號電源欠壓、制動油故障、主電機超溫、閘瓦磨損、閘盤偏擺、彈簧疲勞等。

（5）制動控制系統(tǒng)

提升機制動控制系統(tǒng)由PLC、安全繼電器、腳踏動力制動和可調(diào)閘模塊組成，其主要功能是：

1）當系統(tǒng)發(fā)生故障導致安全回路斷開時，PLC利用采集來的速度信號和油壓信號，對液壓站制動電液閥進行PID閉環(huán)控制，以實現(xiàn)液壓站的減速制動功能。

2）當減速制動發(fā)生故障時，若提升機在井中，PLC直接控制安全閥和二級制動閥動作，實施二級制動控制；若提升機接近井口，則實施一級緊急制動。

4. 應用情況和效益

副井絞車電控系統(tǒng)自改造以來，運行效果良好，未出現(xiàn)任何問題，2006年11月經(jīng)山東省機電設備檢測中心性能測試，各項指標均滿足相關(guān)標準要求，極大地提高了副井安全運行的可靠性。該系統(tǒng)改造對于提高礦井自動化、安全保障能力，以及礦井現(xiàn)代化管理水平具有十分重要的現(xiàn)實意義。