時間：2022-04-07 09:39:41
導語：在煤礦絞車論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
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，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)技術特點
（1）現(xiàn)場總線技術
系統(tǒng)采用了RS485 串行通訊的現(xiàn)場總線技術，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)按照結構標準化、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）高壓饋電開關柜（KGS1）
（6）低壓電源柜（JTDK-ZN-DYG）
3. 系統(tǒng)的主要技術性能
（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、軸編碼器構成。軸編碼器將脈沖信號送入PLC中，經(jīng)PLC邏輯運算處理轉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。
摘要：以往的煤礦生產(chǎn)中采用小絞車作為運輸工具，小絞車在運輸過程中需要多次轉運，且需要投入大量人力、物力，使煤礦的生產(chǎn)任務變得繁重。在這種情況下，無極繩連續(xù)牽引絞車應運而生，為煤礦生產(chǎn)提供了極大的便利。文章從無極繩連續(xù)牽引的工作原理、基本構成和重要意義出發(fā)，論述了無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中的應用。
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?、?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。無極繩牽引絞車是一種實用的新型輔助運輸裝備，具有結構緊湊、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。無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中的廣泛應用，大大減少了運輸過程中的多次轉運，節(jié)約了大量的人力、物力資源，極大地提高了煤礦生產(chǎn)效率，下面對無極繩連續(xù)牽引的工作原理、基本構成以及重要意義方面進行了細致的分析。
1 無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中應用的工作原理
1.1 工作原理
無極繩連續(xù)牽引車由絞車、張緊裝置、梭車、尾輪及沿途各種繩輪組件等通過鋼絲繩構成一個完整的運輸系統(tǒng)。無極繩連續(xù)牽引絞車主要由電機提供動力，采用減速機或變速箱和一對漸開線圓柱正齒輪轉動，通過無極繩連續(xù)牽引絞車滾筒的旋轉，借助鋼絲繩與滾筒之間的摩擦力而達到傳送重物的目的。
1.2 列車編組形式
無極繩連續(xù)牽引絞車有兩種主要編組形式：一種是在梭車碰頭上串列2～4節(jié)礦車，運輸支護材料和配件等輔助材料的散料運輸編組；另一種是工字鋼長料車和重型設備運輸，包括工字鋼和水管等長型材料，也可整體運送大型設備。
1.3 工作條件
無極繩連續(xù)牽引絞車有很大的工作條件限制，所以使用無極繩連續(xù)牽引絞車應提高注意：第一，礦用普通軌道的質量要滿足運送大型設備的要求。如果礦用普通軌道不能滿足這個要求，將對大型設備運輸?shù)陌踩栽斐蓸O大隱患；第二，坡度平緩過度，垂直曲線半徑不得小于15m。這個同樣是硬性規(guī)定，只有坡度的平緩度滿足要求，才能使無極繩連續(xù)牽引絞車對煤礦的生產(chǎn)順利進行；第三，整體軌道必須順直，同時避免陰陽軌道出現(xiàn)，并且軌枕間距應在500～600mm之間；第四，巷道坡度大于10°或水平轉彎角度大于20°時需加裝防掉道護軌；第五，水平拐彎處的曲線半徑不可以小于9m且彎道處不得有變坡或道岔；第六，對于采區(qū)上下坡和集中軌道巷等道岔較多的巷道，為了有效保證副繩能夠順利通過，需要在道岔處使用木軌枕；第七，絞車安裝位置，巷道寬度一般在3～4m之間。
1.4 適用環(huán)境
無極繩連續(xù)牽引絞車引起工作條件特殊，在進行煤礦生產(chǎn)時，也要根據(jù)環(huán)境的變化做出適當?shù)恼{(diào)整，下面就適用環(huán)境情況加以具體說明：第一，無極繩連續(xù)牽引絞車對溫度的要求一般在-10℃～40℃；第二，無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的污染，對此，無極繩連續(xù)牽引絞車的使用應不影響到周圍的環(huán)境；第三，要在相對環(huán)境濕度不超過85%（+25℃），海拔高度不超過1000m的條件下工作。當海拔超過1000m時，需要考慮到空氣冷卻作用和介電強度的下降，選用的電氣設備應根據(jù)制造廠和用戶的協(xié)議進行設計或使用。
1.5 安全性
無極繩連續(xù)牽引絞車較傳統(tǒng)意義上的小絞車有很大的進步，它通過無極繩對絞車的聯(lián)系牽引可以實現(xiàn)順利、便捷的長途運輸，可以有效避免像小絞車在運輸過程中摘掉掛鉤可能發(fā)生的一系列隱患，極大提高無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中的安全性，同時又可提高工作效率，降低投入成本。
2 無極繩連續(xù)牽引絞車的基本構成
2.1 絞車
絞車是無極繩牽引絞車系統(tǒng)的最基本和最重要的構成，是整個系統(tǒng)的動力，采用機械傳動，主要由電機、底座、減速器、滾筒部分、聯(lián)軸器、制動裝置和防護罩等構成。其中，電機可以為無極繩絞車提供動力。底座分為兩個整體，由結構件焊接成整體，通過地腳螺栓與基礎固定。減速器采用硬齒面齒輪。滾筒部分由主軸、主動輪及摩擦輪等組成。聯(lián)軸器可用于聯(lián)結電機和減速器制動裝置包括電力液壓塊式制動器和手動帶式剎車兩套制動裝置。防護罩主要起到防護作用。
2.2 梭車
梭車具有固定和儲存鋼絲繩的功能，主要用于連接礦車、平板車、材料車等，前后兩端是碰頭，碰頭連接車組。梭車由車架、儲繩筒、車輪組件等組成，用于巷道坡度大于7°或水平轉彎角度大于20°時，需加裝防掉道的卡軌器。梭車車架主要由車架體、碰頭組成，車架兩端是碰頭，起到行走和承重的作用。儲繩筒可儲存鋼絲繩，以備巷道延深開采或縮短運距之用。
2.3 張緊裝置
張緊裝置可以確保無極繩連續(xù)牽引車鋼絲繩具有一定的張力。緊裝置主要由框架、張緊繩輪、動輪組、轉向輪、配重塊和防護網(wǎng)等組成。可以吸收鋼絲繩伸長的部分，也可以為絞車提供尾張力，使絞車可以正常牽引，避免鋼絲繩在卷繩筒上打滑。如果無極繩連續(xù)牽引絞車有雙向作用，則應在絞車上安裝兩個裝進裝置。
3 無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中的應用
3.1 合理簡化了運輸系統(tǒng)
無極繩絞車進行直達運輸，減少了運輸過程中一些不必要的環(huán)節(jié)，減少了人力、物力的投入，避免了像小絞車運輸中摘掉掛鉤可能產(chǎn)生的安全隱患，極大地提高了無極繩連續(xù)牽引絞車在煤礦生產(chǎn)中的安全性。
3.2 無極繩連續(xù)牽引絞車適應性強
無極繩連續(xù)牽引絞車安全簡便，并且操作簡單。采用機械傳動方式，設置兩套制動系統(tǒng)，可靠性高，并且結構緊湊。按鈕控制，操作方便，極大地降低了對操作工人素質的要求，降低了勞動強度。適用于各種運輸?shù)囊?，可以根?jù)運輸距離的需要進行延伸，適應性非
常強。
3.3 無極繩連續(xù)牽引絞車用途廣泛
無極繩連續(xù)牽引車既可使用在平路中，又可應用在上下山時，還可布置在集中軌道巷，又能為掘進后配套服務，應用非常廣泛，不僅對煤礦生產(chǎn)，對其他工業(yè)也具有極大的應用價值。
4 結語
總之，隨著科學技術的不斷發(fā)展，推動無極繩連續(xù)牽引絞車技術不斷取得突破性的進展，隨著無極繩連續(xù)牽引絞車技術的不斷革新和完善，定會在煤礦的生產(chǎn)與應用中取得更大的科學成果。
作者簡介：吳印虎（1975-），男，山東曲阜人，山東裕隆礦業(yè)集團有限公司唐陽煤礦機電科副科長，助理工程師，研究方向：煤礦機電。
摘 要：文章以礦井絞車的運行管理為切入點，對煤礦絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)予以探究。首先對相關研究背景及理論依據(jù)加以概述，隨后對絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)的方案設計與主要功能展開詳實的論述，最后結合生產(chǎn)實例分析了遠程監(jiān)測系統(tǒng)的實際應用效果。
關鍵詞：OTC；煤礦絞車；遠程監(jiān)測
中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0026-02
煤礦絞車作為其主副井提升的關鍵設施，是礦井生產(chǎn)運輸有效運轉所不可或缺的必要保障，其運行的安全與否對于礦井安全至關重要。但鑒于絞車運行環(huán)境的惡劣多變、操作運行方式的各異、設備維護人員水平的不一等實際問題，使得絞車運行管理不僅任務繁重且困難重重，這就對絞車運行的監(jiān)測系統(tǒng)提出了極為嚴格的要求。過去，煤礦對于井筒絞車運行的監(jiān)測多是采取直線管理網(wǎng)絡，不僅方法單一，且缺乏有效的管理功能，所使用的監(jiān)測系統(tǒng)也多缺乏通用性，往往是所使用的絞車一經(jīng)更換就需要對整個系統(tǒng)進行重新布設，為礦井生產(chǎn)造成阻礙的同時亦增加了礦井運營成本。因此，研發(fā)一套高效且通用的低成本絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)，成為礦井發(fā)展的必然需求。
1 遠程監(jiān)測的原理與選擇
礦井絞車的遠程監(jiān)測是指將絞車運行的實時數(shù)據(jù)采集后，通過電子網(wǎng)絡傳輸?shù)竭h處的服務器終端上，并通過服務器對所采集的數(shù)據(jù)加以運算處理后，獲得能夠真實反映絞車運行狀態(tài)的信息參數(shù)，從而對絞車整體狀況的良好與否加以判定。
在數(shù)據(jù)的搜集上，遠程監(jiān)測系統(tǒng)同現(xiàn)場運行監(jiān)測系統(tǒng)的方式是基本相仿的。這也就意味著兩者在系統(tǒng)的硬件構成上基本一致，不過鑒于遠程監(jiān)測系統(tǒng)需對所搜集的信息實施遠程的傳輸，這就需要對數(shù)據(jù)輸出量的大小加以考量，并對其他相關的網(wǎng)絡問題進行分析和研究，如寬帶設置、網(wǎng)速設定、網(wǎng)絡堵塞的處理等，而這就要求必須創(chuàng)建一個有效的遠程數(shù)據(jù)通信方式。
通常而言，完善的絞車運行系統(tǒng)其在不同的控制時期，多會配置各不相同的低層控制系統(tǒng)，諸如DCS、PLC、FCS等，這些控制系統(tǒng)不僅網(wǎng)絡接口各有差異同時通信協(xié)議也不一致，這使得其彼此間數(shù)據(jù)的出書難以實現(xiàn)有效的銜接，必須借助第三方的機制對其進行相互的協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)對控制操作細節(jié)的屏蔽。而OPC技術正好可以有效滿足這一需求，因此文章最終選定通過OPC技術達成遠程監(jiān)控所需的數(shù)據(jù)遠程通訊。
2 絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)方案設計
2.1 系統(tǒng)框架構成
綜合化的礦井絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)應當是對電子信息技術、網(wǎng)絡通信技術、自控技術、傳感技術、人工智能技術等諸多現(xiàn)代高新技術的科學化綜合運用。一般而言，其多以網(wǎng)絡通信技術與電子信息技術為核心內(nèi)容，為絞車各組成部件的運行提供遠程的實時監(jiān)控及維護等功能，在有效確保礦井生產(chǎn)正常進行的同時實現(xiàn)對設備運行可靠性的最大優(yōu)化。絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)框架構成如圖1所示。
2.2 現(xiàn)場硬件構成
現(xiàn)代化的絞車系統(tǒng)多是由數(shù)個相互銜接配合的模塊所構成，系統(tǒng)通過不同的模塊完成不同的動作命令以實現(xiàn)其功能的發(fā)揮。而為有效獲取裝備運行時的實時狀態(tài)，絞車各個主要構成硬件中均裝設有傳感設施，借助其獲得所需的數(shù)據(jù)信息。一般情況下，設備控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)包括狀態(tài)信號、控制器信號等。其現(xiàn)場硬件的構成如圖2所示。
2.3 軟件系統(tǒng)構成
上世紀90年代以來，計算機系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)兩種較為主流的趨勢，其分別為封閉式系統(tǒng)向開放式系統(tǒng)的轉變；集中式系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)的轉變。其各自的代表模式分別為B/S模式與C/S模式。兩者各有自己的優(yōu)勢亦有獨自的不足，所以在本次絞車遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計中選用B/S模式與C/S模式相互結合的混合式軟件系統(tǒng)。
2.4 網(wǎng)絡系統(tǒng)構成
一個完善的絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測總服務器和數(shù)個現(xiàn)場PLC系統(tǒng)共同構成，運作時每個PLC系統(tǒng)負責對一臺絞車的運行進行操控。整個系統(tǒng)最為關鍵的核心是監(jiān)測總服務器，借助其可實現(xiàn)對多個絞車運行數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測?，F(xiàn)場的PLC系統(tǒng)則是整個系統(tǒng)的基礎所在，其借由工業(yè)以太網(wǎng)將自己采集的數(shù)據(jù)信息遠程傳輸給監(jiān)測總服務器，服務器對數(shù)據(jù)進行處理后獲得每臺絞車運行的實時信息，并將所獲得數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫以備調(diào)用?，F(xiàn)場PLC系統(tǒng)和監(jiān)測總服務器兩者相互協(xié)調(diào)構成一個完善的分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其構成如圖3所示。
3 絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊
3.1 遠程通訊模塊
遠程通訊模塊共包含兩個組成部分，其分別為數(shù)據(jù)通信服務器與數(shù)據(jù)通信客戶端。其中前者主要功能為對客戶端的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行搜集，并依據(jù)具體需求針對性的發(fā)送客戶端程序?？蛻舳伺c服務器之間借助OPC技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸通訊。
一般情況下，服務器的數(shù)據(jù)采集均是依據(jù)客戶端實際需求進行，非需求數(shù)據(jù)服務器不予收集，同時服務器還會對所搜集的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的變動，服務器會對數(shù)據(jù)進行重新采集并將其發(fā)送給客戶端；后者可讓使用者借由其實現(xiàn)對所需現(xiàn)場數(shù)據(jù)的動態(tài)搜集，這種方式有利于實現(xiàn)系統(tǒng)資源的優(yōu)化利用。
3.2 系統(tǒng)管理模塊
整個系統(tǒng)的管理功能劃分為三種，分別為數(shù)據(jù)庫管理、用戶權限管理、用戶管理。
3.2.1 數(shù)據(jù)庫管理
遠程監(jiān)測系統(tǒng)在運行時，會在數(shù)據(jù)庫中儲存數(shù)量眾多運行數(shù)據(jù)。為避免由于病毒感染、使用者誤操作等原因而導致數(shù)據(jù)的丟失，在使用時必須對數(shù)據(jù)庫中的信息進行及時的備份，以便在發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象時可以對數(shù)據(jù)進行還原。通常情況下，數(shù)據(jù)備份應在系統(tǒng)運行不忙碌時，依靠人工操作完成，備份的數(shù)據(jù)即可存儲在數(shù)據(jù)庫硬盤中，亦可依據(jù)使用者需求刻錄到光盤或移動硬盤上。
3.2.2 用戶權限管理
鑒于遠程監(jiān)測系統(tǒng)使用者在企業(yè)中所處職位的不同，系統(tǒng)可針對性的賦予系統(tǒng)用戶各異的使用權限。譬如有的用戶僅僅是進行設備運行狀況的查閱、有的則需對系統(tǒng)軟件進行編輯和維護等。借助靈活的權限管理能夠在有針對性的滿足不同使用者不同需求的同時最大限度的確保系統(tǒng)運行的安全、可靠，避免非法使用者的惡意登錄。
3.2.3 用戶管理
借助該功能可對遠程監(jiān)測系統(tǒng)的使用者及管理者進行自由的刪減和增添。
3.3 報警模塊
整個遠程監(jiān)測系統(tǒng)借由分布于各個設備組件上的傳感器可實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況，監(jiān)測總服務器可立即向工作人員發(fā)出警報并對故障的位置及原因進行準確定位，并給出相應的解決意見，以便維修人員可以盡快地實現(xiàn)對故障的排除和修復，最大限度的確保礦井生產(chǎn)的正常進行。此外，該模塊還會實時將相關故障信息存儲到數(shù)據(jù)庫中，對故障進行綜合分析，避免相似事故的再次出現(xiàn)。
3.4 信息實時顯示模塊
遠程監(jiān)測系統(tǒng)可將采集到的絞車運行的實時信息借由表格、曲線圖等多種形式予以顯示。通常情況下實時信息包含有實時的數(shù)據(jù)顯示和實時曲線繪圖顯示兩部分。
3.5 Web信息模塊
絞車遠程監(jiān)測系統(tǒng)可借助Web分布系統(tǒng)，將經(jīng)由系統(tǒng)檢測后的各類設備運行信息、報警信息、故障信息等實時信息或歷史數(shù)據(jù)對外，使用者通過計算互聯(lián)網(wǎng)即可實現(xiàn)對信息的遠程查閱。
4 結 語
通過文中所述可知，將遠程監(jiān)測系統(tǒng)作為煤礦絞車操控的核心手段對于實現(xiàn)礦井生產(chǎn)的自動化建設有著極為顯著的推進作用，特別是在我國能源市場競爭日益殘酷的今天，礦井生產(chǎn)自動化程度的高低一定程度上決定了企業(yè)能否實現(xiàn)自身的長久和可持續(xù)發(fā)展。作為一名礦山機電技術人員，我們理應全力投入到遠程監(jiān)測系統(tǒng)在礦井絞車控制中的應用推廣，為實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效率與生產(chǎn)成本的雙豐收提供助力。
摘要：提升絞車在煤礦系統(tǒng)中擔負著提升運輸任務，是礦井提升煤炭、矸石、材料及運送人員的關鍵設備。隨著變頻器不斷發(fā)展和應用，變頻絞車也在煤礦系統(tǒng)中得到推廣應用，變頻絞車能夠實現(xiàn)無級調(diào)速、降低能耗、故障少、維護方便等良好效果，使煤礦絞車系統(tǒng)邁上了一個新的臺階。
關鍵詞：變頻絞車；提升系統(tǒng)；變頻器；煤礦系統(tǒng)
我礦2012年在井下+150水平安裝一套變頻絞車JTPB-1.6×1.2/20電機功率160kW為六采區(qū)主下山提升服務。絞車機械部分由重慶遠和礦山機械制造有限公司生產(chǎn)，絞車電控系統(tǒng)由洛陽源創(chuàng)電氣有限公司生產(chǎn)的提升機變頻控制系統(tǒng)。電控設備由變頻控制柜、PLC控制柜、司機操作臺等組成，于2012年8月2日調(diào)試完畢進行提升運行，系統(tǒng)實現(xiàn)PLC控制、變頻調(diào)速，系統(tǒng)實現(xiàn)過卷、減速過速、急停、通訊故障、變頻器故障、測速斷線保護、制動油壓過高、深度指示器斷軸、松繩等故障的檢測，并進行安全制動。
1 變頻調(diào)絞車應用效果分析
1.1 節(jié)電效果好
據(jù)相關的調(diào)查資料顯示，新型的變頻調(diào)速器具有不同程度的能量回饋功能，能夠在提升絞車下放的過程中將機械的能量轉化為電能并順利地輸送到電網(wǎng)當中。同時，新型的變頻調(diào)速器在運行過程中還能夠有效消除和減少調(diào)速過程中電阻能耗所散發(fā)出的熱量。改造后的變頻絞車的節(jié)電率與改造前的變頻絞車節(jié)電率提升了20%～25%。
1.2 安全性能高
新型的變頻調(diào)速器在啟動過程中對電流頻率的要求較小，正常情況下，都能十分順利地完成啟動，起步的平穩(wěn)性較之前也得到了較為明顯的提高，運行速度受負載量變化程度的影響較小，安全性能在整體上得到了提高。
1.3 維修成本低
新型的變頻調(diào)速器在運行過程中極少出現(xiàn)故障，即使出現(xiàn)故障也都是一些較小的問題，所需的維修成本較低，從而在側面上減少了維修工作量。同時，由于新型變頻調(diào)速器的節(jié)電效果較好，從而有效地避免了因電阻發(fā)熱影響作業(yè)質量的現(xiàn)象。
1.4 工程量小
變頻絞車機房峒室相對較小，比較簡單，與老絞車相比可節(jié)省10平方米面積，土建工程量較小，費用較少。
1.5 設備簡單
變頻絞車設備相對較簡單，安裝調(diào)試方便。
2 變頻器的工作原理
2.1 正常的逆變過程
逆變過程是絞車電機作為電動機運行的過程中的重要組成部分，主要由三個方面構成，分別為整流、濾波和正常逆變。正常逆變作為核心部分，在變頻絞車的運行過程中具有十分重要的作用和意義。通過對電機定子的供電頻率進行調(diào)節(jié)，從而在根本上控制電壓和輸出，具有十分重要的調(diào)速作用。
2.2 能量回饋過程
能量回饋過程作為除正常逆變過程之外也是電動機運行過程中重要組成部分。主要是由整流、回饋逆變和輸出濾波三大部分共同構成了電動機的能量回饋過程?；仞伳孀冏鳛檎麄€能量回饋過程中最為關鍵的部分，直接左右和影響著能量回饋過程輸出電壓和電網(wǎng)電壓相位的統(tǒng)計性和協(xié)調(diào)性。據(jù)相關調(diào)查數(shù)據(jù)指出，目前我國多數(shù)的礦區(qū)電業(yè)的平穩(wěn)性較差，前后波動數(shù)值相差較大，因此變頻絞車在礦區(qū)運行過程中，還需要在煤礦系統(tǒng)中增加一個特定的剎車部分，從而就能夠在整體上提高變頻器運行過程中的安全性和可靠性，將事故的發(fā)生幾率控制在最小范圍
之內(nèi)。
3 變頻器的選用
煤礦絞車提升的運行負荷比較大，具有較大慣性，負載的特點是啟動時沖擊很大，因此要求變頻器有一定余量。同時，在重物下放時，會有能量回饋，因此要使用制動單元或采用共用母線方式。與其他傳動機械相比對變頻器有著更為苛刻的安全性能上的要求，它可以對所有交流電動機的核心變量進行控制，并把定子磁通、轉矩作為主要控制變量。高速信號處理器與先進的電機軟件模型相結合使電機狀態(tài)更新，對負載的變化和瞬時掉電，能做出迅速響應。我礦六采區(qū)絞車采用了洛陽源創(chuàng)電氣有限公司開發(fā)的NX1-261A/690V變頻器，與絞車主電機（型號YBPT355S-6，功率160kW，額定電壓660V，額定電流170A，轉速990r/min，功率因數(shù)cosφ0.88）相配套，運行過程系統(tǒng)安全可靠，保護齊全靈敏，滿足《煤礦安全規(guī)程》要求，各項性能指標達到規(guī)程及設計要求。
4 注意事項
結合我礦在設備選型、安裝調(diào)試、提升系統(tǒng)配套設施等方面，要注意的一些事項：
一是由于煤礦井下條件相對比較復雜，運行過程中負載變化也比較大，對提升絞車的要求，要有一定的過載能力，提升絞車的主電機功率要適當選擇大點，如JTPB1.6×1.2絞車主電機最好選功率185kW，相應變頻器容量選擇也要相應增大。
我礦在提升運行中，也出現(xiàn)過3次故障，問題均顯示是變頻器故障，經(jīng)過檢查也都是在變頻柜中的三塊功率放大板出現(xiàn)問題，影響到絞車正常運行。解決辦法是更換功率放大板，將原來NX10653/261功率放大板換成NX10653/502功率放大板，加大功率放大板過載能力和抗干擾能力。
二是變頻提升絞車對周邊的工作環(huán)境要求相對比較高，主要是要做到機房峒室干燥，機電設備周圍不能有滴水；通風條件要好，機房峒室的通風必須是處在新鮮風流的進風側。
三是斜井井筒施工角度要控制在22°之內(nèi)，采區(qū)下山軌道要選22kg/m及以上軌道，軌道的敷設必須達到標準要求，減少重車提升過程中的掉渣現(xiàn)象，盡量減少提升過程重車掉道現(xiàn)象的發(fā)生，變頻絞車過載能力比較低，在處理重車掉道時相對比較薄弱，一旦重車掉道就有可能影響到生產(chǎn)和安全。
四是機房設備安裝時，進線電纜宜有金屬套護或電纜鋼管，電纜兩端應就近可靠接地，與機房地基接地網(wǎng)相連；絞車機械電控的基礎四周必須要有接地避雷帶，接地阻值要達到井下機房峒室的要求。絞車機械和電控設備的外殼必須采用50×5mm以上的鍍鋅扁鐵進行可靠連接并接地，達到提高變頻絞車在運行過程中對外界抗干擾能力。
5 結語
隨著我國市場經(jīng)濟體制的不斷發(fā)展和完善，對煤礦企業(yè)發(fā)展和運行安全性和可靠性的要求也越來越高。變頻絞車憑借自身具有的高安全性、穩(wěn)定性、操作便捷、成本花費低等優(yōu)勢，被廣泛地應用在煤礦提升系統(tǒng)當中，有效地減少了機械沖擊事故的發(fā)生，提高了運行的平穩(wěn)性和安全性，消除并控制了噪音和散熱的程度，改善了人機工作的環(huán)境。在變頻絞車選型、安裝調(diào)試以及提升系統(tǒng)配套設施加以注意，變頻絞車在礦山將得到推廣應用。
作者簡介：鄭元漢（1964―），男，福建煤電股份有限公司高陂煤礦副礦長，機電工程師。
摘要：文章結合霄云煤礦的巖層性質，根據(jù)圍巖的壓力和物理力學參數(shù)，針對上山上車場絞車房的位置及臨近采區(qū)的開采情況，對絞車房及配電硐室采用錨網(wǎng)索梯噴進行永久支護。文章重點論述絞車房支護設計，結合絞車房的實際建議合理選擇施工方案，使整個工程得以順利進行。
關鍵詞：軌道上山；上車場；絞車房；支護設計
1 絞車房及繩道地面相對位置及鄰近采區(qū)
開采情況
詳見表1。
2 巷道布置
霄云煤礦的自軌道上山變平點44m處開門施工絞車房繩道，施工28.075m長絞車房繩道進入絞車房，絞車房長度為12m，另外在絞車房中施工一配電硐室；然后與一采區(qū)上部車場檢修聯(lián)絡巷貫通。該巷道在3煤層頂板中砂巖、粉砂巖中掘進，巷道全長40.275m。方位角為210°，巷道斷面均為直墻半圓拱。自絞車房開門口向里5m距離底板4.9m處絞車房左右肩窩各有一個起重梁窩；絞車房開門口向里3.1m處的左幫有一配電硐室。
3 絞車房支護設計
3.1 巷道斷面
絞車房及繩道斷面均為直墻半圓拱形，共4個斷面：
1-1斷面：工程量為12.4m，斷面凈寬9.4m，凈高6.1m，S凈=47.84m?；掘寬9.8m，掘高6.3m，S掘=51.42m?。
2-2斷面：工程量為4.0m，斷面凈寬3.9m，凈高3.35m，S凈=11.43m?；掘寬4.3m，掘高3.55m，S掘=13.28m?。
3-3斷面：工程量為2.8m，斷面凈寬3.0m，凈高3.9m，S凈=10.73m2；掘寬3.4m，掘高4.1m，S掘=12.7m?。
4-4斷面：工程量為25.075m，斷面凈寬3.0m，凈高3.9m，S凈=10.73m?；掘寬3.24m，掘高4.02m，
S掘=11.9m?。
其中1-1、2-2、3-3斷面噴厚為200mm，最后鋪底厚200mm；4-4斷面噴厚120mm，最后鋪底厚200mm；鋪底均采用C20混凝土砌筑。
3.2 支護方式
3.2.1 臨時支護。前探梁：4-4斷面采用長4.5m、寬100mm、厚50mm的方鋼制作，其余斷面采用規(guī)格為：長4.0m、寬100mm、厚50mm的方鋼制作；探梁間距不大于1.0m，允許偏差100mm，用頂板支護錨桿及吊環(huán)、大木剎剎牢固定。吊環(huán)：吊環(huán)用Φ18mm圓鋼及厚20mm的A3鋼板加工成矩形，吊環(huán)必須上滿絲，且安設在牢固可靠的支護錨桿上，錨桿錨固力不小于70kN；巷道掘進過程中吊環(huán)循環(huán)使用。每根前探梁用1個吊環(huán)懸吊，吊環(huán)要上滿絲；前探梁后端用特制大木剎剎牢，前探梁前端可用木塊接頂，接頂要實；前探梁無嚴重彎曲變形且支設牢固。前探梁隨迎頭施工及時安設，并保證牢固可靠。4-4斷面前探梁臨時支護最大控頂距離2.1m，最小控頂距0.3m，其余斷面前探梁臨時支護最大控頂距離1.9m，掘進工作面距臨時支護最大距離為0.3m，放炮后前探梁臨時支護緊跟工作面。放炮后當空頂斷面寬度小于4m時使用三根前探梁，當空頂斷面寬度大于4m時根據(jù)現(xiàn)場增加前探梁數(shù)量。施工絞車房開門口前3.2m時，如前探梁不便使用，可采取單體支柱或木點柱進行加強臨時支護。絞車房開門口3.2m位置，先用Φ20×2400mm端頭細絲錨桿配合鋼筋網(wǎng)進行支護，并進行初噴70mm封閉好頂板，兩幫暫不進行支護，僅用噴漿灰進行噴射封堵一下圍巖。
3.2.2 永久支護：絞車房及配電硐室擬采用錨網(wǎng)梯外加錨索梁進行永久支護，支護材料擬為Φ20mm×2500mm全螺紋錨桿，掛雙層6#鋼筋網(wǎng)，Φ14鋼筋梯，C20噴射混凝土，噴體厚度為200mm；絞車房繩道擬采用錨網(wǎng)噴進行永久支護，支護材料擬為Φ20mm×2400mm左螺旋無縱筋細絲螺紋鋼錨桿，6#鋼筋網(wǎng)，C20噴射混凝土，噴體厚度為120mm。
3.3 絞車房的支護說明
根據(jù)以上計算，絞車房及配電硐室采用錨網(wǎng)索梯噴進行永久支護，選用Φ20mm×2500mm的全螺紋錨桿，錨桿間排距為800×800mm，每根錨桿用1支MSK2535、2支MSK2550樹脂錨固劑固定，錨固力不小于70kN；鋼筋網(wǎng)為6#鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)片規(guī)格2000×1000mm，網(wǎng)孔規(guī)格100×100mm，巷道全斷面鋪掛雙層鋼筋網(wǎng)，先掛一層網(wǎng)，上好托盤、螺帽后，保證錨桿外露150mm，然后進行初噴，初噴完畢后，及時將錨桿外露端頭的噴漿灰清理干凈，以免影響掛二層網(wǎng)，待初噴凝固后，再進行掛二層網(wǎng)，并上好托盤、螺帽；鋼筋梯為Φ14鋼筋焊接制作，為方便施工鋼筋梯長度采用4.1m、1.7m等規(guī)格搭配使用，巷道全斷面壓接鋼筋梯，另外，全斷面施工Φ17.8×8000mm錨索配合3m長的錨索梁進行加強支護。絞車房繩道采用錨網(wǎng)噴進行永久支護，支護材料采用Φ20mm×2400mm左螺旋無縱筋細絲螺紋鋼錨桿，錨桿間排距為1000×1000mm，鋼筋網(wǎng)為6#鋼
筋網(wǎng)。
絞車房配電硐室，向里500mm位置，安設一U型鋼梁，加強支護，防止配電硐室上方頂板因安設起重梁壓力過大垮塌。
噴射混凝土強度均為C20，1-1、2-2、3-3斷面噴體厚度為200mm，4-4斷面噴體厚度為120mm。噴射混凝土采用PC32.5R普通硅酸巖水泥、J85型速凝劑、5～10mm小石子、中粗砂子與水混合物，配比為水泥∶砂∶石子=1∶2∶2。當圍巖穩(wěn)定性較好，采用先錨后噴的方式；當圍巖穩(wěn)定性較差時，錨桿排距縮小為0.6m，并首先及時噴射不小于50mm厚的混凝土封閉圍巖，緊接打錨桿掛網(wǎng)，復噴到設計厚度，初噴距迎頭不得超過4m，復噴距迎頭拱部不得超過6m，幫部耙裝機后不得超過10m，初噴厚度為50～70mm，復噴后總厚度不低于設計厚度，噴層必須連續(xù)灑水養(yǎng)護28天以上，7天以內(nèi)每班灑水2次，7天以后每天灑水1次。在斷層、穿煤層等地質破碎帶中，根據(jù)具體地質情況及時編制補充措施。
4 結語
總之，做好軌道上山上車場絞車房的支護設計工作，有利于維護巷道，防止巷道因壓力大支護變形嚴重，并能有效地保證修復施工過程中的安全和質量，促進礦井的安全生產(chǎn)。
作者簡介：王旭東（1973―），男，山東肥城人，山東濟寧礦業(yè)集團有限公司霄云煤礦副礦長，工程師，研究方向：礦山開采。
摘要：本文針對最新防爆液壓絞車優(yōu)良性能進行討論，徹底將煤礦安全系數(shù)全面提升，呈現(xiàn)煤礦井安全生產(chǎn)環(huán)境。
關鍵詞：防爆液壓絞車 煤礦井 應用
面對我國煤礦井中存在的不安全因素，避免煤礦井機械爆炸而引發(fā)安全事故。最新研制的防爆液壓絞車已經(jīng)正式投產(chǎn)，其優(yōu)良的性能迅速獲得市場積極響應。運行穩(wěn)定、操作簡單，并伴隨著實際應用中的相關技術改良，其優(yōu)勢已經(jīng)日益凸顯。由于我國煤礦一線員工對防爆液壓絞車的認識不足，因此，此系列絞車未得到有效的大量普及。
1 防爆液壓絞車的結構及類型
防爆液壓絞車為防爆設備，改變傳統(tǒng)使用純機械傳動的方式，而采用了液壓馬達驅動、大功率的液壓泵，特別適合在煤塵、瓦斯爆炸的危險環(huán)境中使用，這樣先進的防爆設備，能夠完全適應此類易燃易爆的環(huán)境。
其絞車分為兩種傳動：全液壓式傳動、液壓機械傳動。有一個較為明顯的特點，就是能夠液壓調(diào)速，因此，電機為普通的防爆籠型即可，電機可拖動雙向變量軸向柱塞泵。泵和驅動可形成閉式回路的液壓馬達運轉。兩種不同液壓絞車最大的區(qū)別為：液壓機械絞車采用的是高速軸向柱塞式的液壓馬達，在行星齒輪減速之后，才驅動絞車滾筒；而全液壓絞車是采用內(nèi)曲線的低速大扭矩式馬達，直接驅動絞車滾筒。液壓車正反轉主要依賴于液壓泵的出油方向實現(xiàn)，絞車的轉速調(diào)節(jié)，是通過對液壓泵改變其對液壓馬達的輸入油量，從而實現(xiàn)絞車的調(diào)節(jié)。絞車將原本轉向和調(diào)速，從電氣控制，已經(jīng)改變?yōu)橐簤嚎刂?，從有級調(diào)速，轉變成現(xiàn)在的無級平滑調(diào)速，這些改變，對煤礦井絞車是一次革命性發(fā)展。原本龐大的調(diào)速、啟動系統(tǒng)的電機設備，都已經(jīng)改變成普通籠式防爆電機，可以有效提高防爆效果，設備的結構完全減少，從而將煤礦井下對絞車的操作減少，簡單的操作步驟，可以將機械耗能最大程度上降低。平穩(wěn)可靠的運行中，能夠將煤礦生產(chǎn)的成本投入最大程度上降低。防爆液壓絞車在一般部位和平常絞車基本相同，主要是有制動閘、深度指示器、主軸、操作臺等組成；液壓部位主要是由液壓泵和液壓馬達、油箱、濾油器、冷卻器等相關部位組成。在電氣部位中，主要是以各種設備的啟動器和保護操作系統(tǒng)組合而成。
2 防爆液壓絞車技術特點
2.1 其防爆性能極佳，控制系統(tǒng)簡單，從而可以將調(diào)速電氣省略。使用防爆籠式電機是最為適應煤礦井的運行環(huán)境，隔爆電器是操作電氣中性能最為優(yōu)良的型號，在煤礦井的易燃易爆環(huán)境下，能夠有極好的適應能力。
2.2 無級調(diào)速性能極其穩(wěn)定，也有很好的低速運轉性能。液壓無級的調(diào)速技術使用之后，可以在額定范圍內(nèi)，隨意選擇其提升速度。普通絞車無法達到長時間在較大力矩的情況下穩(wěn)定運行，而防爆液壓絞車卻可以做到。
2.3 工作效率高，使用液壓馬達，可以直接驅動運轉，減少傳統(tǒng)工作運轉中所存在的電阻箱，能夠將整機的效率最大幅度提升。
2.4 機械的參數(shù)可以靈活變化，得以合理匹配，根據(jù)實際使用情況，可以有更多的選擇空間。例如，液壓機械絞車的減速器參數(shù)能夠根據(jù)其速度、載荷等因素來選擇最適合的型號，可以讓全液壓、液壓機械絞車，都可以自由選擇液壓馬達和液壓泵，從而達到最佳的匹配效果，符合生產(chǎn)中重載低速、輕載高速的各種要求，將設備發(fā)揮最好的效果。
防爆液壓絞車與傳統(tǒng)絞車不同，它可以在功率相同的狀態(tài)下，速度和拉力都有效提升，在拉力最大、速度最大的情況下，裝機功率能夠得以減小。
2.5 體積小，結構緊密，能夠節(jié)約開拓成本。馬達與卷筒之間采用直聯(lián)的方式，主機的軸向尺寸較短，液壓系統(tǒng)緊湊布置，從而讓整機體積縮小，減少控制接觸器和電阻器的成本支出，最大限度節(jié)約了煤礦井生產(chǎn)的成本投入。
2.6 有極好的節(jié)能效果，在煤礦井下使用的絞車為單滾筒。液壓絞車使用液壓的回路傳動方式，在工況下放之時，系統(tǒng)為發(fā)電制動的狀態(tài)，可以有效幫助重力勢能，得以轉換成電能，從而回饋給電網(wǎng)，以這樣的方式進行操作，解決液壓系統(tǒng)的發(fā)熱情況，也可以節(jié)約電能的使用，一舉多得。
2.7 操作簡單，且靈敏，只需要用一個手柄就可以將整個絞車的操作完成?？梢赃x擇遠方操作、手動操作兩種，能夠讓絞車的操作簡單、可靠，并且操作反應靈敏。
2.8 極佳的安全保護裝置，使得絞車安全可靠。在防爆液壓絞車中，安全裝置有：超速、欠電壓、超負荷、過卷、閘瓦間隙等，與國家相關安全規(guī)定符合。
3 使用注意事項
3.1 防爆液壓絞車對部件的精準度要求極高，因此，在使用過程中，一定要對部件和安裝情況進行全面檢查。
3.2 液壓油必須要保持清潔，存放之時需要進行良好的密封，以免在使用中出現(xiàn)堵塞閥件，對工作運轉造成影響。
3.3 絞車必須有良好的冷卻條件，一旦油溫升高，系統(tǒng)泄漏會加大，導致運作異常。
3.4 必須要對絞車進行每日檢查，對于安全部件和其他系統(tǒng)組成部分都必須要確保是正常狀態(tài)。定期進行保養(yǎng)，將所有設備組成部分都保持在最佳運行狀態(tài)。
4 結語
煤礦井是一個極度危險的環(huán)境，為了避免出現(xiàn)電力機械爆炸事故，使用防爆液壓絞車是最為明智的選擇。其優(yōu)良的操作性能和安全性能，必將是我國未來煤礦井生產(chǎn)設備的發(fā)展方向。
【摘 要】絞車廣泛應用于煤礦生產(chǎn)的人員升降、矸石運輸、設備轉移、以及礦渣填充等作業(yè)中，目前我國煤礦絞車在實際使用中還存在著費用高、能耗大和調(diào)速過程中經(jīng)常出現(xiàn)不動作、誤動作等問題，運用PLC對絞車進行改造，可以很好地解決這一問題。本文對PLC 電控系統(tǒng)的組成、運行過程及對絞車運行狀態(tài)的改善效果進行了介紹。
【關鍵詞】煤礦；絞車；PLC控制；應用
0 引言
絞車是一種通過卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條來牽引或提升重物的起重設備，由于具有重量輕、體積小、起重量高、移動方便等優(yōu)點，而被廣泛應用于煤礦生產(chǎn)的人員升降、矸石運輸、設備轉移、以及礦渣填充等作業(yè)中，并因牽引力大、適用性強的特性，極大地減輕了在礦井作業(yè)中工作人員的勞動強度。調(diào)查表明，目前我國煤礦絞車在實際使用中的問題主要集中在以下兩個方面：首先，費用過高、能耗過大是煤礦絞車運行的明顯缺陷，由于傳統(tǒng)絞車常利用串聯(lián)電阻進行調(diào)速操作，而串聯(lián)電阻系統(tǒng)的耗電量高，其能耗成本接近設備運行整體成本的80%，但耗電量中有很大一部分都由于井下軌道實際負載的變化而損失了；另一方面，調(diào)速電阻的控制需要技術人員在掌握其工作原理的基礎上，根據(jù)經(jīng)驗對各種運行情況進行判斷，而由于誤判造成的鋼絲繩被拉斷、翻矸斗過卷或拉翻等問題均較為常見，加之串聯(lián)電阻電路的接點多，往往會造成與行程開關配合困難的問題，導致不動作、誤動作等問題的發(fā)生，造成運輸過程的安全生產(chǎn)得不到保障。此外，為確保設備運行的安全性與穩(wěn)定性，通常要求絞車維修養(yǎng)護人員的數(shù)量多、技術高，這又使人力資源成本進一步提高。可見，串聯(lián)電阻等傳統(tǒng)的電控方式既不利于礦山生產(chǎn)安全性和經(jīng)濟性的實現(xiàn)，也不符合國家節(jié)能降耗的“綠色煤礦工業(yè)”的發(fā)展思路。而要改變這一現(xiàn)實，達到優(yōu)化系統(tǒng)、節(jié)能增效和凈化環(huán)境的效果，將PLC 變頻技術作為首選，對絞車電氣控制系統(tǒng)進行節(jié)能改造勢在必行。
1 PLC 電控系統(tǒng)的組成
組成PLC電控系統(tǒng)的單元主要有：電源模塊、中央處理器（CPU）、外部設備編程器、存貯器、以及包括擴展接II與外部設備接口在內(nèi)的輸入/輸出接口，并由電源總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線與控制總線將各單元相連接，外部則配置相應的控制對象與控制裝置。PLC電控系統(tǒng)可因其結構的柔性而分為固定式（包括CPU板、I/0板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等）與組合式（包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊等）兩種，前者是一個不可拆卸的整體，而后者可以根據(jù)實際需要按一定的規(guī)則進行組合，可擴展性更高，因而也具有更加廣泛的應用空間。
目前，我國煤礦絞車所選用的PLC 變頻控制系統(tǒng)多選用660V、50Hz 的電源，電壓的波動范圍控制在±10%，允許的頻率波動范圍通常為±2.5%。根據(jù)實際運行需要，可將輸出功率設置在200kW，并確保0～50Hz 的輸出頻率，從而保證絞車作業(yè)能安全、高效地進行。系統(tǒng)應為實際生產(chǎn)中不同的運行環(huán)境設置保護功能，以解決設備的過流、過壓、欠壓等常見問題，且應以自動轉矩提升功能的設置，確保處于低頻運轉的絞車能夠滿足額定轉矩的規(guī)定要求。
電氣控制可采用雙PLC 全數(shù)字控制系統(tǒng)，兩套PLC 與硬件電路互相冗余，完成絞車的提升控制與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，并同時在PLC 故障時能夠分別完成臨時應急提升。其中防止過卷裝置、過速裝置、限速裝置和減速功能保護應設置為相互獨立的雙線形式。系統(tǒng)的聲光信號與控制回路應具有閉鎖功能，并以30天作為標準，保留信號發(fā)出的次數(shù)以及時間記錄。檢修時將絞車運行速度設置在0.3m/s～0.5m/s 為宜，并應可調(diào)整為手動操作狀態(tài)。為確保檢修工作的順利進行，操作臺還應設置深度、速度、電壓、電流、油壓溫度等指示，以確保工作人員獲得的數(shù)據(jù)全面、準確、直觀。
2 電控系統(tǒng)的運行過程
絞車的啟動要求滿足開車信號、開車方向、速度給定信號、與使能信號都具備的條件，并打開工作閘。而電控系統(tǒng)的控制原理正是基于這一要求，其運行過程由初始化開始，主要包括允許同步位的設置，絞車正轉、反轉、以及運行等關鍵位的設置，進行一系列的計算，如上、下同步點的脈沖數(shù)，油壓零位等。其次，系統(tǒng)開始邏輯操作和集中控制，并判斷安全回路是否正常。若軟件安全回路出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將利用安全閘斷開液壓站的電源，使其無法無法開機。
如判斷為輕故障，則施工作閘，且發(fā)不出開車信號和使能信號，設備同樣處于不能開機的狀態(tài)。若安全回路一切正常，則檢查是否收到開車信號。在有開車信號、開車方向且硬件安全回路正常的條件下，開工作閘信號分為三種情況：①手動和檢修方式下，工作閘手把不為零位；②半自動方式下選上/下按鈕和選擇提升/下放；③自動方式下的確定按鈕。在有開車信號和硬件安全回路正常的條件下，速度給定信號也分為三種情況：①手動和檢修不提人方式下，主零手把后拉并選擇提升或主零手把前掛并選擇下放；②檢修且為提人方式下直接輸出；③半自動方式和自動方式下，沒有停車按鈕且絞車速度>0.6 m/s。使能輸出信號送到變流器柜，變流器根據(jù)它才允許主電流輸出，啟動絞車。絞車啟動后，將按照既定的速度曲線運行。再次，應判斷是否到同步點并判斷是否校正系數(shù)，此時系統(tǒng)開始執(zhí)行燈顯示、燈測試等程序。并把前面所作的工作，輸出到指示燈，為操作和維護人員工作和維護作指示。最后，系統(tǒng)將判斷是否到定時中斷時間。如到則執(zhí)行程序完成軸編碼器的計算速度后返回，如未到則重新開始。
3 PLC的應用對絞車運行狀態(tài)的改善效果
從將上述技術應用于煤礦絞車電控改造的實際效果來看，PLC 變頻技術主要在以下幾方面具有突出的優(yōu)點：首先，新系統(tǒng)大大降低了絞車的運行成本。變頻技術使運輸循環(huán)中調(diào)速運行時間所占的比例相對增加，直接降低了設備運行的能源成本35% 以上，并因減少電流沖擊而降低了設備的故障率，有效減少了設備的更換、維修及時間成本。其次，絞車負載隨電機轉速而變化，而變頻技術具有精確的負載控制功能，可以確保負載量與設備輸出相匹配，因此，絞車電氣控制的精確程度也得到了大幅提高。此外，通過對設備停啟、加減速的控制，設備機械部件與電氣元件所受到的沖擊都得到了緩解，煤礦運輸系統(tǒng)運行的安全性和可靠性也得到了進一步的提升。
4 結束語
作為我國煤礦工業(yè)技術革新的重要標志之一，PLC 變頻技術在煤礦絞車電氣控制中體現(xiàn)出的種種成效都說明了進行設備節(jié)能改造的必要性和可行性。改進中應將變頻系統(tǒng)的性能與煤礦生產(chǎn)的具體情況相結合，根據(jù)實際運輸需要對PLC 模塊進行靈活組合，使其充分發(fā)揮與作業(yè)條件相匹配的先進控制功能。相關技術人員應認真研究PLC 變頻的工作原理與技術特點，將之逐步應用于礦山風機、水泵等其他設備的電氣控制中，為實現(xiàn)我國煤礦工業(yè)技術的全面發(fā)展貢獻力量。
【摘 要】本文介紹了煤礦用絞車控制信號裝置的結構組成、功能特點、工作原理及應用體會，并對現(xiàn)場使用中遇到的問題給出改進建議，對絞車運輸控制、人員識別類產(chǎn)品開發(fā)提供了參考。
【關鍵詞】絞車控制；人員識別；通信信號
0 概述
目前煤礦，井下輔助運輸系統(tǒng)基本上都是采用絞車運輸方式，而絞車運輸信號、開啟操作沒有嚴格的控制系統(tǒng)，沒有防護閉鎖設施，可以說任何人都可以隨意操作。如：不是絞車司機可以開絞車，不是信號工可以發(fā)信號，不是當班安排的專職崗位工也可以發(fā)信號、開絞車。由此給絞車運輸安全造成不可控的風險因素，給絞車運輸?shù)墓芾碓斐衫щy，經(jīng)常發(fā)生絞車運輸系統(tǒng)事故。
為了實現(xiàn)絞車運輸安全管理，規(guī)范崗位人員操作行為，有效保證持證上崗，落實專職崗位責任，控制運輸事故。研究開發(fā)絞車操作人員識別、絞車控制和通信信號為一體的絞車信號控制裝置（以下簡稱控制裝置），是完善絞車運輸安全和管理的有效手段。
1 組成及工作原理
控制裝置主要由隔爆兼本安型絞車控制信號裝置主機、本安型絞車控制信號裝置輔機、本安型絞車控制信號裝置用識別卡及屏蔽電纜等組成。
當識別卡距離主機0-5米范圍之內(nèi)時，控制裝置主機（輔機）讀取識別卡的信息，通過和設定信息比較，確認該卡有效時，可以對控制裝置主機（輔機）進行操作，控制裝置主機輸出3個觸點來控制絞車的驅動防爆開關和語音報警裝置；控制裝置主機和控制裝置輔機具有語音通訊、打點和急停功能，當控制裝置主機或控制裝置輔機按下急停按鈕時，控制裝置主機輸出點斷開，控制絞車驅動防爆開關的斷開。
2 裝置特點
（1）防：裝置功能的實現(xiàn)，把輔助運輸?shù)陌踩Ｗo工作由以前的人防提高到技防的層面，由主觀的人為的遵章提升到客觀的設備的限制。
（2）管：裝置通過人員識別的手段，把當班班長、安監(jiān)員、絞車司機、信號工的崗位管理及資格認證做到了有效管理。實現(xiàn)了切實的持證上崗，解決了崗位工的年審問題，由被動管理提升為主動管理。
（3）查：裝置的記錄功能保證了每一次操作都有據(jù)可查，為數(shù)據(jù)的追溯提供了可能，打消操作工違章的僥幸心理，降低絞車事故的隱患。
3 裝置功能
（1）識別：主機內(nèi)設有識別模塊，當識別卡距離主機0-5米范圍之內(nèi)時，主機即可讀取識別卡的信息，通過和設定信息比較，來確認該卡是否有效，當有效時，才可對主機進行操作。識別卡的有效性可以通過鍵盤進行設定。
（2）輸出：主機具有控制輸出功能，輸出3個觸點來控制絞車的驅動防爆開關。
（3）管理：通過專用軟件對識別卡的管理，來實現(xiàn)對操作工、崗位工的資格認證及時效管理。
（4）控制：通過人員識別的手段，做到當班班長、安監(jiān)員、絞車司機三位一體的確認，每班必須滿足該條件方可開車。
（5）通訊：主機和輔機之間具有單工語音通訊功能，采用音頻線直接音頻傳輸，提高了音頻傳輸?shù)目垢蓴_性。
（6）記錄：主機具有至少999次的操作記錄，記錄內(nèi)容包含操作時間、操作項、操作源、操作卡號等內(nèi)容。
（7）顯示：主機和輔機可顯示系統(tǒng)時間、顯示識別卡號、打點次數(shù)、打點來源、輸出觸點狀態(tài)及閉鎖狀態(tài)。
（8）沿線廣播功能
4 技術參數(shù)
（1）額定工作電壓Ue：AC127V（允許波動范圍：75%～110%Ue）；
（2）工作頻率：2.4GHz；
（3）識別距離：≤5m；
（4）輸出信號為非本安型，2路無源接點輸出，接點容量為AC36V/5A；
（5）傳輸方式為直連傳輸，最大傳輸距離2km；
（6）通話及打點響度不小于85dB；
（7）通訊電纜：六芯屏蔽電纜。
5 安裝使用方法
根據(jù)煤礦井下斜巷運輸布置形式，絞車信號控制裝置安裝方式有兩種。
5.1 布置方式一
（1）安裝方式見圖1。
圖1 方式一
（2）控制說明
主機控制磁力開關，從而控制絞車的工作狀況。開動絞車的條件為：1#輔機打點，將打點信息傳送給主機，主機進行回點確認，將信息返回給1#輔機（即1#輔機打點，主機必須要回點），此時主機才可開啟絞車。實現(xiàn)二級轉發(fā)的功能。
（3）以下情況不能開動絞車：
①2#輔機打點，將信息傳送給主機，主機不能開動絞車；
②主機打點，但沒有得到1#輔機的確認（即1#輔機沒有打點），主機不能開動絞車；
③1#輔機打點，主機沒有回點，主機不能開動絞車；
④開動絞車的條件滿足，但允許操作超時（時間可設置），主機不能開動絞車。需重新打點確定，在規(guī)定時間內(nèi)操作。
5.2 布置方式二
（1）安裝方式見圖2。
圖2 方式二
（2）控制說明：
主機控制磁力開關，從而控制絞車的工作狀況。開動絞車的條件為：1#輔機打點，將打點信息傳送給主機，主機進行回點確認，將信息返回給1#輔機（即1#輔機打點，主機必須要回點），此時主機才可開啟絞車。實現(xiàn)二級轉發(fā)的功能。
（3）以下情況不能開動絞車：
①2#、3#、4#輔機打點，將信息傳送給主機，主機不能開動絞車；
②主機打點，但沒有得到1#輔機的確認（即1#輔機沒有打點），主機不能開動絞車；
③1#輔機打點，主機沒有回點，主機不能開動絞車；
④開動絞車的條件滿足，但允許操作超時（時間可設置），主機不能開動絞車，需重新打點確定，在規(guī)定時間內(nèi)操作。
6 現(xiàn)場應用及效果
2012年10月份，在濟寧二號煤礦北翼進風大巷第一斜巷安裝了1套煤礦用絞車控制信號裝置。該斜巷全長176米，上變坡點至絞車房35米，絞車型號為JD-5型調(diào)度絞車。控制裝置布置方式見圖1，安裝方案為絞車附近位置安裝一臺控制裝置主機，斜巷上變坡點信號硐室安裝一臺控制裝置輔機（1#輔機），斜巷下變坡點信號硐室安裝一臺控制裝置輔機（2#輔機），識別卡12個（每臺設備配4個識別卡），按三八制出勤考慮，每班配備3個識別卡，剩余3個識別卡備用。
作業(yè)人員經(jīng)過現(xiàn)場培訓后，很快就掌握了控制裝置的使用和設置方法，能夠完全替代現(xiàn)有打點信號裝置，實現(xiàn)了絞車控制、人員識別、通訊信號和打點記錄等功能，消除了一人多崗和無證上崗的現(xiàn)象。與原信號聯(lián)系方式相比，還增加了絞車司機的回點確認，很好的避免了聽錯信號誤行車的行為。同時還可以通過對識別卡的交接，實現(xiàn)作業(yè)人員的現(xiàn)場交接班。該裝置切實做到了對絞車運輸?shù)姆?、管、查，很大程度上消除了運輸事故的發(fā)生。
7 改進建議
（1）由于運輸作業(yè)人員多為老弱病、素質相對較低的一類人員，絞車控制信號裝置主機上按鈕應該盡量減少、一目了然，把不常用的系統(tǒng)設置按鈕改為觸摸屏式，讓絞車司機不可見，使裝置更加安全、便于操作。
（2）行車打點信號應實現(xiàn)物理上的二級轉發(fā)，即斜巷所有打點信號都要通過上車場信號硐室進行轉發(fā)，斜巷其他所有信號源不可直接向絞車房發(fā)出開車信號，減少司機不必要的確認。
（3）控制裝置主、輔機應該具備打點信號源的識別功能，避免因打點與回點間隔太短，出現(xiàn)信號累加的現(xiàn)象，使裝置的記錄功能更加準確無誤。
（4）識別卡應具備低電壓報警功能，提示管理人員及時更換電池，避免使用過程中出現(xiàn)電壓不足影響作業(yè)的現(xiàn)象。
摘 要：永安煤業(yè)有限責任公司煤礦在用的提升絞車多數(shù)采用繞線電機轉子回路串電阻調(diào)速，存在調(diào)速不勻，發(fā)熱，能耗大，機械、電氣沖擊大，運轉維護費用高等缺點。變頻調(diào)速可以實現(xiàn)提升絞車的無級調(diào)速控制，具有自動控制，消除電阻器發(fā)熱，降低能耗，故障少，維護方便，降低維護費用等優(yōu)點。文章敘述煤礦提升絞車變頻調(diào)速的改造及應用效果。
關鍵詞：提升絞車；變頻調(diào)速；改造；效果
我公司有八對煤炭生產(chǎn)礦井，均采用斜井開拓方式，主要安裝GKT、JT和JK型提升絞車擔負著斜井的提升運輸任務，這些絞車均采用繞線式電機轉子回路串電阻調(diào)速，已經(jīng)不能滿足礦山運輸?shù)陌踩?、可靠性要求；電控均使用繼電器結構原理，電控被國家煤監(jiān)局列入第三批禁用和淘汰的設備和工藝名錄中，期限至2012年底禁止使用。
從2009年開始公司共投入約202萬元資金對公司下屬各礦井井上下在用低壓提升絞車進行變頻調(diào)速技術及PLC技術改造，至2012年改造16臺（我司近幾年提升絞車變頻調(diào)速改造如表1所示），解決了上述問題。本文以小華煤礦主提升GKT1.6×1.2-24絞車為例對絞車變頻改造原理進行敘述，并對效果進行了分析。
1 變頻器的選擇
提升絞車變頻器應選擇具有失量控制方式及四象限運行能力的能量回饋功能變頻器。我公司各礦井主要采用華騰V5-H系列高性能矢量控制變頻器對絞車電控系統(tǒng)進行技術改造，除豐海煤礦斑二井2 m提矸雙滾筒絞車和東坑仔礦主提升1.6m提煤雙滾筒絞車由于是雙鉤提升，重車下放不經(jīng)常，電機處于發(fā)電狀態(tài)時間不長，采用價格比較低廉的IPC能耗制動單元的制動方式外，其余絞車變頻器均帶能量回饋單元。
2 變頻調(diào)速系統(tǒng)和能量回饋單元工作原理
2.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)工作原理
V5-H型變頻調(diào)速器提供完善的接口電路和工業(yè)標準信號，內(nèi)設PLC與計算機編程接口，采用最新WINDOWS 版本編程軟件進行編程，既可以與新裝系統(tǒng)實現(xiàn)配套使用，也可以對老系統(tǒng)進行改造， 可以接受DC 0～5 V、DC 0～10 V 和4～20 mA 工業(yè)標準信號。用于系統(tǒng)改造時，增加遠控裝置就可以實現(xiàn)工頻與變頻的相互轉換，監(jiān)視系統(tǒng)的操作和運行狀況等功能。接口電路實現(xiàn)了變頻調(diào)速器與控制系統(tǒng)的連接，具有正、反轉控制，速度調(diào)節(jié)（可以采用檔位調(diào)節(jié)方式，也可以采用模擬量輸入方式），制動系統(tǒng)連鎖，安全回路連鎖，監(jiān)視操作、自動運行、狀態(tài)提示等功能。
變頻調(diào)速器依據(jù)提升機控制系統(tǒng)的不同，采用不同的接線方式及控制程序，可以實現(xiàn)靈活的操作運行方式。變頻調(diào)速系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動運行和手動運行兩種方式。
①自動運行方式。利用變頻調(diào)速器內(nèi)部的PLC 控制系統(tǒng)，設置閉環(huán)速度控制軟件參數(shù)，可以實現(xiàn)從起步、加速、等速、減速、停車等全過程自動調(diào)速運行方式。提升機運行過程中，除開、停機外，可以不需要人工干預。同時在控制臺顯示不同的運行狀態(tài)。
②手動運行方式。在設置手動運行方式下，操作人員通過改變主令控制器輸出量（根據(jù)用戶要求變頻器內(nèi)部可預置五個速度段，分別對應于變頻器運行頻率6 Hz、15 Hz、25 Hz、35 Hz、50 Hz，以適應控制系統(tǒng)對提升機不同運轉速度的要求），來控制變頻調(diào)速器，以實現(xiàn)電機的爬行、加速、減速、等速運行，實現(xiàn)無級調(diào)速。在系統(tǒng)給出減速信號后，變頻調(diào)速器同樣會啟動機內(nèi)部自動減速程序。有效防止人工誤操作的發(fā)生，保障系統(tǒng)運行安全。
2.2 能量回饋單元工作原理
當電機進行制動時，制動階段產(chǎn)生的再生電能將會回饋到上級變頻設備，從而導致設備直流母線電壓升高，影響設備安全及正常運行。我司絞車變頻改造能量回饋單元，主要采用深圳市合興加能科技有限公司生產(chǎn)的PFH型重載回饋單元，PFH重載回饋單元通過直流母線端子直接連接至變頻器上。當直流母線電壓達到一個設定閥值時，PFH自動開通以防止直流母線電壓繼續(xù)增長，即PFH采用電壓自適應控制，無論電網(wǎng)電壓如何波動，當提升機機械能轉換成電能送入直流回路電容中時，能量回饋單元及時將電容中的儲能回送電網(wǎng)，解決了能量回饋。PFH的電子器件由直流母線電壓供電。
2.3 變頻調(diào)速及工頻調(diào)速系統(tǒng)的切換及互為備用
提升絞車為單機運行設備，可否正常運行，直接關系采區(qū)或整個礦井生產(chǎn)能否順利進行，為確保提升絞車的安全正常運行，絞車除安裝變頻調(diào)速方式外，還保留工頻運轉方式，只要進行簡單的操作就能實現(xiàn)工頻、變頻切換運轉。工頻調(diào)速系統(tǒng)只在應急情況下使用。變頻、工頻切換如圖1所示。
3 絞車變頻改造的安全效果及節(jié)能效益分析
①提升絞車安全可靠性得以提高，操作更加容易簡便。系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動和軟停車，能方便控制絞車提升速度，安全得到保證，極大地降低絞車的操縱難度；減速時采用電力制動自動減速，操作工無需再用施閘手段控制絞車速度，避免了超速、過卷的發(fā)生，杜絕了人工操作失誤。同時盤形閘閘瓦或工作閘輪的磨損消耗大幅度減少。
②提升系統(tǒng)電能消耗明顯下降。變頻調(diào)速時轉子電阻被短接，節(jié)約了加、減速階段消耗在電阻上的電能。據(jù)統(tǒng)計分析，提升絞車變頻調(diào)速可節(jié)約電能達20%～30%。
③電機發(fā)熱大幅減輕。與轉子串電阻調(diào)速相比，變頻調(diào)速改造后電機定子、轉子溫度有較大幅度的降低，電機故障率大大降低。
④人員和設備工作環(huán)境得到改善。電機轉子調(diào)速電阻的停止使用，大大降低現(xiàn)場環(huán)境溫度，根據(jù)實測絞車變頻改造后絞車房溫度可下降2～3 ℃。減速過程用電力制動代替機械閘瓦制動，消除機械制動閘瓦或閘皮磨損造成的飛塵，司機的工作環(huán)境得到明顯改善。
⑤無諧波污染，不干擾其他設備。變頻調(diào)速本質上幾乎不存在諧波污染，也不會對生產(chǎn)、安全通訊等其他設備，造成任何干擾，不需增加治理投資。
⑥節(jié)能效果和材料消耗分析。以小華煤礦為例：小華煤礦+746 m主斜井GKT1.6×1.2-24絞車擔負全礦煤炭、矸石提升任務，全年煤炭產(chǎn)量11萬t，掘進進尺5 000米，折成裝1 t U型標準礦車，年提升重車13.1萬車（其中矸石3.75萬車），每鉤提煤5部或提矸4部，下放6部空車，斜巷坡度20°，最長提升斜長719 m（+746 m至+500 m水平），電機功率155 kW，日運行時間達16 h。根據(jù)電表及現(xiàn)場測定改造前絞車年耗電量253 200 kW·h，改造后年耗電量200 400 kW·h（改造前后提升量相差不大），節(jié)電率達20%。改造后每年節(jié)約電費253 200 kW·h×20%×0.65元/ kW·h=32 916元。絞車變頻改造后每臺絞車每年起動電阻器、接觸器、盤形閘閘瓦或工作閘輪等材料消耗據(jù)統(tǒng)計也可節(jié)省近2萬元，合計年節(jié)約費用約為5.29萬元。本變頻調(diào)速方案公司投入資金為109 600元，按測算2年就可以回收投入成本。
4 結 語
我公司16臺提升絞車經(jīng)變頻改造后的，操作簡單方便，維護量少，控制系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性提高，節(jié)能效果較明顯。由此可見，變頻器在絞車上的應用具有很好效果，值得推廣。
【摘 要】 近年來由于煤礦機械化裝備水平不斷提高，特別是在斜巷輔助運輸方面，無極繩絞車投入使用逐步推廣，但由于無極繩絞車梭車自身設計的特點導致其不能與車場道岔合理配合使用，因而提出了一系列的車場道岔改進方案，通過在我礦實踐運行，無極繩絞車與道岔配合使用效果良好，達到了優(yōu)化效果。
【關鍵詞】 無極繩絞車運輸 車場道岔 曲連接軌 氣動
無極繩絞車采用拋物線式單滾筒驅動，機尾固定導向滾筒，中間有無極循環(huán)鋼絲繩通過分繩器（學名牽引板）固定在梭車上作為牽引，牽引板固定在梭車兩端底部，最低點略低于軌面。因而，造就了無極繩絞車在梭車運行軌跡中不能有超過軌面的設施，包括車場道岔。這樣就大大限制了無極繩絞車在煤礦井下使用的優(yōu)勢，井下運輸巷道不能使用車場，不能進行料車倒換，降低了無極繩絞車的效率和使用價值。
1 道岔改進設計優(yōu)化
由于無極繩絞車梭車自身設計的特點導致其不能與車場道岔合理配合使用。一直以來，我們機電人員也根據(jù)無極繩所在巷道不同的現(xiàn)場情況針對性的進行了設計與處理。
1.1 優(yōu)化方案一
以采用“驢尾巴”道為代表的方法，采取處理機頭道岔的方法是在集團公司沒取締“驢尾巴”道的前提下。其主要弊端有：
（1）“驢尾巴”道已不符合煤礦斜巷運輸?shù)南嚓P規(guī)定，易出現(xiàn)安全事故，安全系數(shù)低；
（2）在進、出料車時，需要人工拔“驢尾巴”道，對操作人員的安全不利，存在安全隱患；
（3）在進、出料車時，“驢尾巴”道是要拔到另一側，壓在主、副鋼絲繩上的，對無極繩的鋼絲繩有很大的損傷。
1.2 優(yōu)化方案二
以截掉標準道岔的曲連接軌為代表的方法，我們采取處理道岔的方法是：
（1）在無極繩梭車鋼絲繩通過標準道岔的曲連接軌處對軌道進行兩端截斷；
（2）將截掉的軌道進行打眼、割豁改造，利用道夾板穿螺絲縫合；
（3）當梭車通過或正常運行時，將其拿掉，當料車需要進出車場時，再將拿掉的曲連接軌利用道夾板縫合上，無極繩主副鋼絲繩正好壓在割好的豁口內(nèi)，不影響料車通行。
但通過使用我們發(fā)現(xiàn)這種處理方法依然存在不足：①通過改造的曲連接軌在使用過程中暴露出強度不夠的缺點，長時間運行后，主要是縫合的道夾板容易變形，軌道下沉，顯出高低不平，車輛通過時容易掉道，影響運行安全。②操作不方便，每次進、出車時都要進行頻繁安拆改造的曲連接軌，以免磨損無極繩絞車鋼絲繩。
1.3 優(yōu)化方案三
以無極繩機頭采用鋼絲繩從軌道下方穿越，且不設置道岔為代表的方法。無極繩絞車為了避免使用道岔，往往在機頭等合適地點采用這種方法。鋼絲繩從軌道的一側穿過再從另一側翻上來，這樣對無極繩絞車的運行和鋼絲繩的受力等方面帶來不利：
（1）這種方法需在鋼絲繩翻上來的地方安設托繩輪，鋼絲繩與托繩輪結合點受力大，磨損設備嚴重。
（2）鋼絲繩在軌道下方運行時，上方磨軌道，下方磨道木，鋼絲繩磨損嚴重。
2 方案設計優(yōu)化分析
通過對以上三種處理道岔與無極繩梭車配合使用的情況總結分析，最終得出了設計思路，即設計一套符合管理規(guī)定、方便操作、能減少設備鋼絲繩的磨損、能切實起到梭車和物料車運行安全的無極繩梭車與車場道岔合理配合使用的方案。
（1）根據(jù)設計思路，我們?nèi)匀徊捎镁率褂玫臉藴实啦磉M行改造設計。把標準道岔曲連接軌的一段（無極繩絞車主副鋼絲繩運行時通過曲連接軌的一段）截掉，一端截成三角口，一端截齊，并對兩端頭進行打磨。因此，解決了無極繩梭車正常通過車場道岔，道岔曲連接軌不再阻礙梭車牽引板正常運行的問題，另外，通過對截斷的軌道端頭打磨，有效的減少了鋼絲繩通過時與軌道之間的磨損。
（2）對截掉的曲連接軌能夠再次與曲連接軌本身完好連接，并能實現(xiàn)活動連接的效果進行設計改進。我們采用對需要連接的軌道兩端進行打眼，并利用道夾板進行縫合連接，其主要的核心技術就在于對連接道夾板的設計。即將道夾板從中間割斷，并焊接上能夠起到左右活動、上下縫合的連接扣。曲連接軌使用這種設計改造的道夾板進行縫合連接后，形成了一條完整的、能夠左右活動的曲連接軌。通過這樣的設計改進后，實現(xiàn)了曲連接軌的分、合自如，既能使無極繩絞車正常通行，又能使物料車正常進、出車場。真正發(fā)揮了車場道岔的作用。
（3）對改造后的道岔曲連接軌進行完善，增強使用過程中的安全性和穩(wěn)定性，并實現(xiàn)氣動化。首先，利用拉條一端固定在活動的曲連接軌上，一端固定氣缸，實現(xiàn)曲連接軌分、合氣動化。其次，分別在活動的曲連接軌兩端安裝兩塊特制的滑床板，滑床板采用與道木同等寬度和長度的鐵板制成，并固定在道木上，道木正好安裝在活動拉條和帶有活動扣的道夾板下方。增強活動曲連接軌的穩(wěn)定性和減少曲連接軌活動摩擦力。一方面使車輛通過時改造的曲連接軌不會變形，車輛不會掉道，另一方面實現(xiàn)了操作氣動化，操作安全、簡便。
3 應用效果
朱莊煤礦無極繩絞車使用車場道岔優(yōu)化設計方案實施并投入運行后，徹底解決了全礦乃至整個集團公司使用無極繩絞車與車場道岔之間配合使用存在的所有問題。降低了機電事故，節(jié)省了材料的投入，提高了安全生產(chǎn)的效率，若能廣泛推廣效益將更加可觀。
摘要:
結合煤礦礦井運輸專業(yè)管理實踐，研究探討了對煤礦有極繩絞車的安全技術管理，介紹了有極繩小絞車的安裝要求和技術管理要求，認為小絞車作為軌道運輸調(diào)度作業(yè)的必需裝備，還將長久存在，研究探討對小絞車的技術管理，還將是煤礦運輸安全工作中持久的課題。
關鍵詞:
煤礦;有極繩絞車;安全管理;技術管理
礦用絞車一般可分為提升絞車和運搬絞車，提升絞車是指滾筒直徑1．2m(通常為1．6m)以上的大型雙滾筒絞車，其具有滾筒直徑大、電機功率大的特點，主要用于立井重型貨載提升和斜井重型貨載或者串車貨載的提升運輸。運搬絞車俗稱小絞車，通常是指在井上下軌道線路上牽引車輛用于物料和設備運輸?shù)母鞣N內(nèi)齒輪絞車，這類絞車的滾筒直徑一般為1．2m及以下。長期以來，煤礦井上下的物料運輸，主要是依靠小絞車牽引運輸，近30年來，尤其是隨著近10年來煤礦的兼并重組，礦井的規(guī)模和生產(chǎn)能力得到了很大的提高，用于煤礦井下物料運輸?shù)男〗g車，逐漸為現(xiàn)代化的、高效率的新型輔助運輸裝備單軌吊、卡軌車、無軌膠輪車等所替代，使得礦井運輸裝備得到了跨越式的發(fā)展。煤礦輔助運輸裝備的發(fā)展，使得采煤、掘進、運輸同步進入先進技術行列，不僅提高了煤礦的生產(chǎn)效率，同時也使過去煤礦井下臟、亂、差的形象，得到了很大的改觀。但是，小絞車在煤礦生產(chǎn)中仍然具有不可替代的作用，短距離的材料運輸和車場及交叉點的車輛調(diào)運，仍然離開不了小絞車。這使得對小絞車的安全技術管理還須加強，按照小絞車應用實踐，還需加強小絞車安裝和技術管理，才能適應煤礦現(xiàn)代化發(fā)展條件下對小絞車安全管理的要求。
1有極繩小絞車安裝固定的要求
小絞車又有有極繩小絞車和無極繩小絞車兩種，在煤礦井下現(xiàn)場使用中，有極繩小絞車應用較多。按照安裝固定的方式不同，有極繩小絞車(以下統(tǒng)稱為小絞車)又分為固定小絞車和臨時小絞車兩種。通常大多數(shù)煤礦把使用期在6個月及以上的小絞車稱為“固定絞車”，而將使用期在6個月以下與其它經(jīng)常移動的小絞車確定為“臨時絞車”。為了確保小絞車運輸過程中的安全，根據(jù)行業(yè)安全技術規(guī)定，煤礦通常會結合本礦實際情況，對小絞車的安裝要求做出具體嚴格規(guī)定。雖然各礦有關規(guī)定內(nèi)容稍有不同，但是大體管理原則是一致的。
1．1小絞車硐室或壁龕化安裝要求
對煤礦采區(qū)上山和下山安裝的固定小絞車，一般均要求實行硐室或壁龕化管理。要求在進行采區(qū)上山和下山的設計時，在設計中要將用于安裝固定小絞車的硐室或壁龕同步設計好;施工時也應該按設計規(guī)定的參數(shù)，同時施工好小絞車的安裝固定的硐室或壁龕。此外，安裝固定小絞車的硐室或壁龕，還應該符合以下幾項規(guī)定:1)安裝在采區(qū)上山和下山巷道中進行運輸作業(yè)的小絞車時，安裝小絞車的壁龕的長、深、高等參數(shù)，應在設計中明確確定。一般要保證絞車擋繩板后方留有0．7m以上的操作空間，安裝在壁龕內(nèi)的小絞車只允許單向牽引車輛，壁龕出繩端應有可旋轉的撥繩器具。2)在井下各個巷道的交叉口安裝需向絞車前左右兩個方向，分別變向進行牽引作業(yè)的小絞車，其硐室的寬、高、深等參數(shù)應在設計中明確確定。如果安裝絞車的峒室深度超過6m時，還要有獨立的通風系統(tǒng)。為了方便操作和檢修作業(yè)，絞車擋繩板后方和不安裝電機的一側，要求留有不小于7cm寬度的操作空間或通路，電機與同側巷道壁之間的間距，應在2cm及以上。需要在巷道中變向牽引運輸物料車輛的小絞車，為了方便變向撥繩，應在前方車輛運行一側的軌道中心合適位置安裝變向撥繩輪，以控制鋼絲繩的牽引方向。3)在煤礦井底大巷及車場巷道的一側安裝小絞車時，要保證小絞車(包括壓車柱)最突出的部分，與最近一側的軌道必須保持不小于5cm的間距。
1．2小絞車固定安裝的技術要求
小絞車有固定安裝和臨時安裝兩種安裝方式，使用期限在6個月及以上時，一般規(guī)定必須采用固定方式安裝。小絞車固定安裝時，通常要求遵守下列有關規(guī)定:1)小絞車安裝固定時，應該根據(jù)安裝地點的底板條件，決定安裝固定的方式，安裝固定方式通常有地錨固定或打混凝土底座固定兩種方式。小絞車在巖巷和巖石等地板比較堅硬的巷道中安裝時，可采用地錨方式固定，在地板相對比較軟的煤巷或半煤巖巷中安裝固定時，應采用打混凝土底座的方式固定小絞車。2)在巖巷和巖石等地板比較堅硬的巷道中，用地錨固定小絞車時，電機功率小于25kW時，要求所使用的錨桿的桿體直徑，不應小于1．6cm;電機功率在25kW以上時，要求所使用的錨桿的桿體直徑，不得小于1．8cm。同時，要求錨固錨桿的深度不能小于14cm，錨桿與機座垂直，所使用的螺母、墊圈要齊全有效，螺桿在螺母緊固后還應留有不少于三個螺距。3)在地板相對比較軟的煤巷或半煤巖巷中安裝固定小絞車時，要求采用澆注鋼筋混凝土底座方式固定小絞車，其基礎坑的深度要大于14cm，基礎坑應呈現(xiàn)下口大、上口小形狀，螺桿的下部要求呈倒楔型，以滿足絞車牽引貨載重量的要求。機座緊固時螺母、墊圈應齊全、有效，螺桿在螺母緊固后應留有不少于三個螺距。4)使用期限在兩年以上的固定小絞車，為了加強小絞車的穩(wěn)固性，還應該護繩板側再各打兩根壓柱，以保證鋼筋混凝土底座的牢固性。
1．3小絞車臨時安裝的技術要求
對于使用期限在6個月以下，臨時使用的小絞車的安裝，可以根據(jù)使用地點巷道坡度的不同，選擇采用“4壓2戧”(4根壓柱，2根戧柱)式或“2壓2戧”(2根壓柱，2根戧柱)式固定。當絞車牽引區(qū)間的巷道坡度在5°以下時，允許采用“2壓2戧”方式固定。即:在絞車機座后部兩邊各打一根壓車柱，絞車前部機座的兩邊各打一根戧柱來穩(wěn)固絞車。當絞車牽引區(qū)間巷道坡度為5°及以上時，為了很好地穩(wěn)固絞車，必須采用在絞車前部、后部兩邊各打一根壓車柱，在絞車前部兩邊再各增打一根戧柱的“4壓2戧”固定方式。此外，對于小絞車打設的戧柱和壓柱的強度，也有嚴格的要求:1)絞車的戧柱和壓柱，必須使用優(yōu)質坑木，其柱徑應不小于14cm。2)戧柱、壓柱下方均應支承在絞車底盤上，底盤上應該設置有牢固可靠的柱窩。3)戧柱應前傾與底板成(80±5)°，柱頂應設置有不小于10cm深的柱窩或柱坎。4)壓車柱要垂直絞車底座打設。5)所有戧柱、壓柱均不得影響司機的視線和操作。
2有極繩小絞車的技術管理要求
2．1有極繩小絞車的管理要求
大多數(shù)煤礦都將小絞車的管理，視為礦井運輸技術管理工作的重點。根據(jù)相關資料統(tǒng)計，在煤礦發(fā)生的礦井運輸事故中，1/3以上是因為小絞車操作不當而引發(fā)的。因此，加強煤礦小絞車的管理，在現(xiàn)代化的、高效率的新型輔助運輸裝備尚未廣泛應用時，仍然是煤礦礦井運輸管理工作的重點，只能加強不能削弱，通常礦井運輸專業(yè)對在用小絞車的管理有以下要求:1)礦主管運輸?shù)募夹g部門，應配備專人負責小絞車的技術管理業(yè)務工作，負責組織對管轄范圍內(nèi)小絞車設置、安裝、固定質量等，進行定期檢查和專業(yè)技術指導。2)小絞車管理權責要明晰，是做好技術管理的關鍵環(huán)節(jié)，為了消滅小絞車技術管理上的死角，普遍的共識是實行“誰主管、誰負責，技術業(yè)務歸口統(tǒng)一管理”的原則。3)下井安裝或進行軌道運輸作業(yè)的各種類型小絞車，首先應該經(jīng)過檢查驗收，符合《煤礦礦井機電設備完好標準》的技術要求。否則，一律不得投入運輸作業(yè)。4)要建立在用小絞車技術檔案，凡從事軌道運輸?shù)男〗g車，投入使用前應由礦運輸主管部門及機電、安全、生產(chǎn)等有關部門共同組織驗收，在確認絞車裝設地點和設備配置符合安全運輸和操作要求，固定合格、擋繩板合格有效，信號、各種按扭設置符合有關規(guī)定后，方可批準投入使用。5)驗收資料經(jīng)參加驗收部門負責人和參加人簽字后，由礦運輸主管部門和使用單位分別存檔保管致該絞車停止使用之日。
2．2有極繩小絞車的技術要求
小絞車是礦井運輸工作離不開的運輸工具，按照技術操作規(guī)定認真進行操作作業(yè)，是保證小絞車運輸安全的關鍵，同時，小絞車的技術狀況也應滿足安全作業(yè)要求:1)在用小絞車的信號裝置，必須聲光兼?zhèn)?，能實現(xiàn)雙打對打。2)小絞車安裝地點采用支架支護時，支護必須合格。安裝小絞車硐室的前后5m范圍內(nèi)，支架必須保證硐室或作業(yè)地點不片幫、不漏矸，無“積水、淤泥、雜物”，巷道要通暢。3)各個涉及運輸作業(yè)的隊組，應建立小絞車日常檢查、維護和定期檢查、檢修制度。4)同一巷道多部絞車進行接力牽引運輸作業(yè)時，每個絞車都應有獨立的信號系統(tǒng)，不得串聯(lián)。5)兩部及以上小絞車，不得同時在同一軌道線路區(qū)間進行運輸作業(yè)。
3結語
隨著煤礦現(xiàn)代化的、高效率的新型輔助運輸裝備單軌吊、卡軌車、無軌膠輪車的逐步應用，礦井運輸裝備必將得到跨越式的發(fā)展，但是，小絞車作為軌道運輸調(diào)度作業(yè)的必需裝備，還將長久存在。因此，研究探討對小絞車的技術管理，還將是煤礦運輸技術管理部門持久的課題。
作者:韓志遠 單位:大同煤礦集團
摘要：主要從目前傳統(tǒng)煤礦絞車電氣控制方式存在的問題出發(fā)，詳細地分析了煤礦絞車電氣控制中變頻技術的優(yōu)勢和應用。這種應用變頻技術的煤礦絞車電氣控制系統(tǒng)可以有效地提升絞車調(diào)速范圍，具有控制精度高、系統(tǒng)體積小、節(jié)約能源等多種優(yōu)勢。
關鍵詞：煤礦絞車；電氣控制；變頻技術；應用
引言
煤礦絞車電氣控制系統(tǒng)是絞車安全穩(wěn)定運行的重要保障，隨著煤礦生產(chǎn)工作的不斷深入，傳統(tǒng)的絞車電氣控制技術在實際的應用中逐漸不能滿足生產(chǎn)的需求，其中存在著的問題也逐漸顯現(xiàn)出來，而變頻技術的應用不僅可以有效提升電氣控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，還可以進一步提升絞車運行過程中的可靠性、安全性以及經(jīng)濟性。
1傳統(tǒng)煤礦絞車電氣控制方式的弊端
1.1運行成本過高
傳統(tǒng)的煤礦絞車調(diào)節(jié)方式運行成本高主要提現(xiàn)在兩個方面：第一，絞車的運行需要消耗大量的能源。由于絞車的調(diào)速是通過串聯(lián)電阻進行，不僅不利于提高能源的利用率，而且還會造成電能的浪費，據(jù)統(tǒng)計，這樣的絞車調(diào)速方式所消耗的電量占據(jù)了絞車全部成本的80%以上。第二，維護和保養(yǎng)成本過高。通常情況下，煤礦絞車的保養(yǎng)與維護都需要3到5個人進行，在一定的程度上加大了人力資源的投入成本，與煤礦工業(yè)“綠色”發(fā)展的基礎理念相違背。
1.2安全可靠性低
調(diào)速電阻是傳統(tǒng)煤礦絞車電氣控制系統(tǒng)的主要工作原理，由于受到操作者的經(jīng)驗影響煤礦絞車運行過程中的安全性與穩(wěn)定性變得難以操控。在實際的使用中也經(jīng)常出現(xiàn)由人為因素所引起的安全事故，例如：翻矸斗過卷或拉翻、絞車纜繩被拉斷等。不僅如此，傳統(tǒng)的煤礦絞車調(diào)速方式還存在著電路接點過多的缺點，這也與引起動作失誤或不動作等問題，這也在很大的程度上加大了絞車運行過程中安全問題的不可控制性[1]。
2變頻煤礦絞車電氣控制的優(yōu)勢
在近些年中，我國的煤礦事業(yè)迅速發(fā)展，許多新設備、新技術都運用到了煤礦生產(chǎn)工作中，例如：電子計算機技術、自動化控制技術等。在煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展過程中，煤礦絞車電氣控制的方式也有了一定的改變，以往的電氣控制技術已經(jīng)逐漸被變頻技術所取代，并且在實際的應用中有著良好的成績。
2.1延長絞車使用壽命，降低實際運行成本
變頻技術的應用可以有效地避免煤礦絞車實際運行過程中的沖擊情況，不僅降低了機械設備啟動和停止過程中所造成的損傷，更好地保證設備的安全和完整，不僅起到了延長絞車使用壽命的效果，還大大地降低了煤礦絞車的保養(yǎng)維護成本。煤礦絞車的控制運營成本在絞車的全部投入資金中占有很高的比例，而變頻技術的應用則可以有效地降低能源的損害，根據(jù)實際應用中得到的統(tǒng)計信息，變頻技術的應用可以使絞車能源損耗量下降35%。除此之外，變頻技術還起到了一定的設備保護效果，使得在其檢查維修成本上也有著較為明顯的下降[2]。
2.2提高電氣控制精度，保證生產(chǎn)工作安全
在煤礦絞車的實際使用過程中，如果保證其精準度也是一個重點研究的內(nèi)容。而變頻技術的應用不僅可以加大電機轉速的控制范圍，還可以在很大的程度上提示絞車工作的精度，使絞車的輸出量符合負載基本量，有效地提升煤礦生產(chǎn)的效率。不僅如此，在提升絞車電氣控制精準度的同時，還可以為煤礦的生產(chǎn)運行過程帶來安全保障，避免絞車運行過程中安全事故的發(fā)生，為企業(yè)的發(fā)展帶來更大的經(jīng)濟效益。
3變頻技術在煤礦絞車電氣控制中的應用
3.1變頻調(diào)速系統(tǒng)
變頻調(diào)速系統(tǒng)主要是利用改變電動機定子的供電頻率去實現(xiàn)設備轉速的改變，以便更好地實現(xiàn)煤礦絞車的調(diào)速效果。在目前的煤礦絞車電氣控制變頻調(diào)速系統(tǒng)中，主要采用的是交直交變頻技術，交直交變頻技術主要包括了以下兩個部分：第一，正常逆變。正常逆變的過程包括了整流、濾波以及逆變?nèi)齻€內(nèi)容，其中逆變是整個過程中核心工作，通過有效地進行電動機定子供電頻率的改變進而改變絞車輸出電壓，從而起到良好的調(diào)速效果。第二，能量回饋逆變。能量回饋逆變包含了整流、回饋逆變以及輸出濾波三個內(nèi)容。其中整流主要是由IGBT來進行，而回饋逆變則是依靠電解電容來提供電壓源，更好地保證了絞車的運行穩(wěn)定。輸出濾波的使用可以減少逆變過程中調(diào)制波對電網(wǎng)的干擾，讓整個電氣控制系統(tǒng)變得更好安全可靠[3]。
3.2絞車電氣控制系統(tǒng)的改造
傳統(tǒng)的煤礦絞車電氣控制系統(tǒng)都是采用工頻調(diào)速系統(tǒng)，而變頻調(diào)速系統(tǒng)的應用可以在不影響原本調(diào)速系統(tǒng)的基礎上進行更新和改進，這樣煤礦絞車可以同時擁有兩套調(diào)控系統(tǒng)，在其中一套出現(xiàn)問題時，另一套可以帶來來良好的備用功效，從而更好地保障煤礦絞車電氣控制工作的穩(wěn)定性。為了可以讓兩套系統(tǒng)的共同存在變得更加和諧，還必須做出進一步的完善與改造，其改造工作可以適當?shù)脑黾庸ゎl—變頻轉換功能，同時還可以在控制系統(tǒng)啟動前，把主回路和控制回路都更換到變頻位置。通過這樣的改造與應用，煤礦絞車就可以同時擁有自動與手動兩種控制方式。自動控制主要是通過PLC進行實現(xiàn)的，可以有效地提升絞車的運行效率。一般情況下，只有絞車的啟停需要人工操作，其他皆為自動控制，優(yōu)勢在突發(fā)情況中也需要人工進行操作[4]。
4絞車電氣控制變頻技術的應用實例
較為老舊的煤礦絞車控制系統(tǒng)不僅需要消耗大量的能源，而且安全穩(wěn)定性也無法保障。通過都煤礦絞車控制的分析和研究，決定對該絞車控制系統(tǒng)進一步地升級和改造，將變頻調(diào)速控制系統(tǒng)應用在原來的工頻控制系統(tǒng)中。初步估算，在進行控制系統(tǒng)的改造與升級之后，至少到達以下幾點效果：第一，在絞車提升過程中，實際使用的能量至少節(jié)約16.4%。第二，在絞車下降過程中，假設原有控制系統(tǒng)是采用三檔進行下降，其下降速度大約為1.5m/s，部分能量會回饋回電網(wǎng)，再加上摩擦等問題上所消耗的能量，難以對其實際消耗情況進行估算，但使用變頻技術的煤礦絞車控制系統(tǒng)，在進行絞車下降工作時，會將80%以上的重力勢能回饋給電網(wǎng)，所以至少可以節(jié)約80%的電能。
5結語
煤礦絞車電氣控制系統(tǒng)中變頻技術的應用是煤礦企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，不僅提升了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，還有著節(jié)約能源、保護設備安全和工作人員生命安全的效果，為企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展帶來非常大的促進作用，所以必須加大對煤礦絞車電氣控制變頻技術的應用研究，使煤礦生產(chǎn)更加安全穩(wěn)定。
作者：馬志強 單位：西山煤電集團公司設備租賃分公司
摘要:結合煤礦礦井運輸專業(yè)管理實踐，研究探討了對煤礦有極繩絞車的安全技術管理，介紹了有極繩小絞車的安裝要求和技術管理要求，認為小絞車作為軌道運輸調(diào)度作業(yè)的必需裝備，還將長久存在，研究探討對小絞車的技術管理，還將是煤礦運輸安全工作中持久的課題。
關鍵詞:煤礦;有極繩絞車;安全管理;技術管理
礦用絞車一般可分為提升絞車和運搬絞車，提升絞車是指滾筒直徑1．2m(通常為1．6m)以上的大型雙滾筒絞車，其具有滾筒直徑大、電機功率大的特點，主要用于立井重型貨載提升和斜井重型貨載或者串車貨載的提升運輸。運搬絞車俗稱小絞車，通常是指在井上下軌道線路上牽引車輛用于物料和設備運輸?shù)母鞣N內(nèi)齒輪絞車，這類絞車的滾筒直徑一般為1．2m及以下。長期以來，煤礦井上下的物料運輸，主要是依靠小絞車牽引運輸，近30年來，尤其是隨著近10年來煤礦的兼并重組，礦井的規(guī)模和生產(chǎn)能力得到了很大的提高，用于煤礦井下物料運輸?shù)男〗g車，逐漸為現(xiàn)代化的、高效率的新型輔助運輸裝備單軌吊、卡軌車、無軌膠輪車等所替代，使得礦井運輸裝備得到了跨越式的發(fā)展。煤礦輔助運輸裝備的發(fā)展，使得采煤、掘進、運輸同步進入先進技術行列，不僅提高了煤礦的生產(chǎn)效率，同時也使過去煤礦井下臟、亂、差的形象，得到了很大的改觀。但是，小絞車在煤礦生產(chǎn)中仍然具有不可替代的作用，短距離的材料運輸和車場及交叉點的車輛調(diào)運，仍然離開不了小絞車。這使得對小絞車的安全技術管理還須加強，按照小絞車應用實踐，還需加強小絞車安裝和技術管理，才能適應煤礦現(xiàn)代化發(fā)展條件下對小絞車安全管理的要求。
1有極繩小絞車安裝固定的要求
小絞車又有有極繩小絞車和無極繩小絞車兩種，在煤礦井下現(xiàn)場使用中，有極繩小絞車應用較多。按照安裝固定的方式不同，有極繩小絞車(以下統(tǒng)稱為小絞車)又分為固定小絞車和臨時小絞車兩種。通常大多數(shù)煤礦把使用期在6個月及以上的小絞車稱為“固定絞車”，而將使用期在6個月以下與其它經(jīng)常移動的小絞車確定為“臨時絞車”。為了確保小絞車運輸過程中的安全，根據(jù)行業(yè)安全技術規(guī)定，煤礦通常會結合本礦實際情況，對小絞車的安裝要求做出具體嚴格規(guī)定。雖然各礦有關規(guī)定內(nèi)容稍有不同，但是大體管理原則是一致的。
1．1小絞車硐室或壁龕化安裝要求
對煤礦采區(qū)上山和下山安裝的固定小絞車，一般均要求實行硐室或壁龕化管理。要求在進行采區(qū)上山和下山的設計時，在設計中要將用于安裝固定小絞車的硐室或壁龕同步設計好;施工時也應該按設計規(guī)定的參數(shù)，同時施工好小絞車的安裝固定的硐室或壁龕。此外，安裝固定小絞車的硐室或壁龕，還應該符合以下幾項規(guī)定:1)安裝在采區(qū)上山和下山巷道中進行運輸作業(yè)的小絞車時，安裝小絞車的壁龕的長、深、高等參數(shù)，應在設計中明確確定。一般要保證絞車擋繩板后方留有0．7m以上的操作空間，安裝在壁龕內(nèi)的小絞車只允許單向牽引車輛，壁龕出繩端應有可旋轉的撥繩器具。2)在井下各個巷道的交叉口安裝需向絞車前左右兩個方向，分別變向進行牽引作業(yè)的小絞車，其硐室的寬、高、深等參數(shù)應在設計中明確確定。如果安裝絞車的峒室深度超過6m時，還要有獨立的通風系統(tǒng)。為了方便操作和檢修作業(yè)，絞車擋繩板后方和不安裝電機的一側，要求留有不小于7cm寬度的操作空間或通路，電機與同側巷道壁之間的間距，應在2cm及以上。需要在巷道中變向牽引運輸物料車輛的小絞車，為了方便變向撥繩，應在前方車輛運行一側的軌道中心合適位置安裝變向撥繩輪，以控制鋼絲繩的牽引方向。3)在煤礦井底大巷及車場巷道的一側安裝小絞車時，要保證小絞車(包括壓車柱)最突出的部分，與最近一側的軌道必須保持不小于5cm的間距。
1．2小絞車固定安裝的技術要求
小絞車有固定安裝和臨時安裝兩種安裝方式，使用期限在6個月及以上時，一般規(guī)定必須采用固定方式安裝。小絞車固定安裝時，通常要求遵守下列有關規(guī)定:1)小絞車安裝固定時，應該根據(jù)安裝地點的底板條件，決定安裝固定的方式，安裝固定方式通常有地錨固定或打混凝土底座固定兩種方式。小絞車在巖巷和巖石等地板比較堅硬的巷道中安裝時，可采用地錨方式固定，在地板相對比較軟的煤巷或半煤巖巷中安裝固定時，應采用打混凝土底座的方式固定小絞車。2)在巖巷和巖石等地板比較堅硬的巷道中，用地錨固定小絞車時，電機功率小于25kW時，要求所使用的錨桿的桿體直徑，不應小于1．6cm;電機功率在25kW以上時，要求所使用的錨桿的桿體直徑，不得小于1．8cm。同時，要求錨固錨桿的深度不能小于14cm，錨桿與機座垂直，所使用的螺母、墊圈要齊全有效，螺桿在螺母緊固后還應留有不少于三個螺距。3)在地板相對比較軟的煤巷或半煤巖巷中安裝固定小絞車時，要求采用澆注鋼筋混凝土底座方式固定小絞車，其基礎坑的深度要大于14cm，基礎坑應呈現(xiàn)下口大、上口小形狀，螺桿的下部要求呈倒楔型，以滿足絞車牽引貨載重量的要求。機座緊固時螺母、墊圈應齊全、有效，螺桿在螺母緊固后應留有不少于三個螺距。4)使用期限在兩年以上的固定小絞車，為了加強小絞車的穩(wěn)固性，還應該護繩板側再各打兩根壓柱，以保證鋼筋混凝土底座的牢固性。
1．3小絞車臨時安裝的技術要求
對于使用期限在6個月以下，臨時使用的小絞車的安裝，可以根據(jù)使用地點巷道坡度的不同，選擇采用“4壓2戧”(4根壓柱，2根戧柱)式或“2壓2戧”(2根壓柱，2根戧柱)式固定。當絞車牽引區(qū)間的巷道坡度在5°以下時，允許采用“2壓2戧”方式固定。即:在絞車機座后部兩邊各打一根壓車柱，絞車前部機座的兩邊各打一根戧柱來穩(wěn)固絞車。當絞車牽引區(qū)間巷道坡度為5°及以上時，為了很好地穩(wěn)固絞車，必須采用在絞車前部、后部兩邊各打一根壓車柱，在絞車前部兩邊再各增打一根戧柱的“4壓2戧”固定方式。此外，對于小絞車打設的戧柱和壓柱的強度，也有嚴格的要求:1)絞車的戧柱和壓柱，必須使用優(yōu)質坑木，其柱徑應不小于14cm。2)戧柱、壓柱下方均應支承在絞車底盤上，底盤上應該設置有牢固可靠的柱窩。3)戧柱應前傾與底板成(80±5)°，柱頂應設置有不小于10cm深的柱窩或柱坎。4)壓車柱要垂直絞車底座打設。5)所有戧柱、壓柱均不得影響司機的視線和操作。
2有極繩小絞車的技術管理要求
2．1有極繩小絞車的管理要求
大多數(shù)煤礦都將小絞車的管理，視為礦井運輸技術管理工作的重點。根據(jù)相關資料統(tǒng)計，在煤礦發(fā)生的礦井運輸事故中，1/3以上是因為小絞車操作不當而引發(fā)的。因此，加強煤礦小絞車的管理，在現(xiàn)代化的、高效率的新型輔助運輸裝備尚未廣泛應用時，仍然是煤礦礦井運輸管理工作的重點，只能加強不能削弱，通常礦井運輸專業(yè)對在用小絞車的管理有以下要求:1)礦主管運輸?shù)募夹g部門，應配備專人負責小絞車的技術管理業(yè)務工作，負責組織對管轄范圍內(nèi)小絞車設置、安裝、固定質量等，進行定期檢查和專業(yè)技術指導。2)小絞車管理權責要明晰，是做好技術管理的關鍵環(huán)節(jié)，為了消滅小絞車技術管理上的死角，普遍的共識是實行“誰主管、誰負責，技術業(yè)務歸口統(tǒng)一管理”的原則。3)下井安裝或進行軌道運輸作業(yè)的各種類型小絞車，首先應該經(jīng)過檢查驗收，符合《煤礦礦井機電設備完好標準》的技術要求。否則，一律不得投入運輸作業(yè)。4)要建立在用小絞車技術檔案，凡從事軌道運輸?shù)男〗g車，投入使用前應由礦運輸主管部門及機電、安全、生產(chǎn)等有關部門共同組織驗收，在確認絞車裝設地點和設備配置符合安全運輸和操作要求，固定合格、擋繩板合格有效，信號、各種按扭設置符合有關規(guī)定后，方可批準投入使用。5)驗收資料經(jīng)參加驗收部門負責人和參加人簽字后，由礦運輸主管部門和使用單位分別存檔保管致該絞車停止使用之日。
2．2有極繩小絞車的技術要求
小絞車是礦井運輸工作離不開的運輸工具，按照技術操作規(guī)定認真進行操作作業(yè)，是保證小絞車運輸安全的關鍵，同時，小絞車的技術狀況也應滿足安全作業(yè)要求:1)在用小絞車的信號裝置，必須聲光兼?zhèn)洌軐崿F(xiàn)雙打對打。2)小絞車安裝地點采用支架支護時，支護必須合格。安裝小絞車硐室的前后5m范圍內(nèi)，支架必須保證硐室或作業(yè)地點不片幫、不漏矸，無“積水、淤泥、雜物”，巷道要通暢。3)各個涉及運輸作業(yè)的隊組，應建立小絞車日常檢查、維護和定期檢查、檢修制度。4)同一巷道多部絞車進行接力牽引運輸作業(yè)時，每個絞車都應有獨立的信號系統(tǒng)，不得串聯(lián)。5)兩部及以上小絞車，不得同時在同一軌道線路區(qū)間進行運輸作業(yè)。
3結語
隨著煤礦現(xiàn)代化的、高效率的新型輔助運輸裝備單軌吊、卡軌車、無軌膠輪車的逐步應用，礦井運輸裝備必將得到跨越式的發(fā)展，但是，小絞車作為軌道運輸調(diào)度作業(yè)的必需裝備，還將長久存在。因此，研究探討對小絞車的技術管理，還將是煤礦運輸技術管理部門持久的課題。
作者：韓志遠 單位：大同煤礦集團煤峪口礦