济三煤矿主井提升防过载综合改造

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1、济三煤矿主井提升防过载综合改造济宁三号煤矿丁继存李明臣赵龙泉济宁三号煤矿提升机采用 ABB数控提升机，主井提升为 2 台多绳塔式摩擦提升机， 采用 2 对 22t 提煤箕斗， 电动机功率为 2600kW， 该系统为全数字自动控制， 交交变频驱动， 井底 设有缓冲煤仓、 装载定重装置。主井核定总提升能力为 754.96 万 t/a。对箕斗进行定量装载， 防止过装事故的发生， 对实现提 升系统的无人值守， 保障提升安全都有着至关重要的意义。1主井提升及定量装载系统构成数控交交变频交流提升机的电控结构主要如图一所示， 主要由主控系统、 驱动控制系统 （驱动控制系统是驱动控制单 元、电流控制单元以及交

2、流驱动中的矢量控制单元的总称） 、 制动控制系统、 监控系统和井筒信号系统等组成。 主控系统是提升机控制系统的核心，具有提升机工艺控 制 （即提升机运行的逻辑、 顺序和行程等控制） 和监测保护功 能等功能。主控采用 ABB公司生产的 MasterPiece200 PLC。 驱动控制系统主要实现速度、电流闭环控制功能以及与 传动有关的监测保护功能，交交变频交流驱动控制系统在原 直流控制系统的驱动控制与电流控制环节间加入矢量控制环 节，将来自驱动控制单元的转矩基准值通过矢量变换转换为 电流基准值， 提供给电流控制环节。 制动系统采用恒减速度控制方式，监控系统通过数字式 监控器采集重要运行信号 （直

3、联到主轴的脉冲编码器信号、 井 筒开关信号及其他重要运行状态信号） ， 对提升机重要运行参 数如速度、 位置等进行计算和检测， 提供保护功能， 是主控和 驱动控制系统的后备保护 （冗余保护 ） 。 装载系统以三菱 PLC 为核心控制器，通过通讯协议传输 给主控系统。主要设备包括： 表 1装载系统主要装备2过载类型及原因分析过载类型经过调研、 总结主要分为两类： 过装、 重装。 2.1过装过装主要分为两类情况： （1 ） 装载系统问题。由于计算或核定错误一次性装入箕斗 的煤过多即超过 23.5t（提升机每钩的设计提升能力为 22t， 目 前基本按照设计运行， 综合考虑钢丝绳安全系统、 电机能量、

4、 箕斗的容积等多种因素影响，济南设计院提出可提高至 23t， 不宜超过 23.5t ） 。 造成这种情况发生主要是由于给煤机给煤量 控制不准确， 或者是定量仓煤量有煤滞留， 或者含矸、 含水量 大时， 胶带机每米煤重增大， 惯性滑行距离增大， 可造成惯性 加装煤重增大 0.51.0t， 造成过载。 （2 ） 卸载系统问题。由于煤粘度大或箕斗内板变形等情况时， 卸载未能完全卸空， 箕斗带煤下放， 虽然装载装煤量准确 但依然会造成过载。 2.2重装重装是指当箕斗已经完成额定装煤后，由于某些原因造 成的二次装煤。这种情况主要是由于装载位置装煤完成后， 由 于卸载缓冲仓满仓，提升机液压制动系统等其他故

5、障造成提 升机位置信号等暂时失去而造成的人为因素重装。3系统改造（1 ） 针对过装中的情况一， 我们对装载进行改造实行三定 原则即： 定容、 定时、 定量。 定容： 设计装载定量仓容量为 26t， 在约 24t 处安装满仓保 护， 满仓保护信号接入皮带综合保护装置和装载三菱 PLC， 当 收到满仓保护信号时综合保护装置动作并声光报警，当 PLC 收到满仓保护信号时， 闭锁装载自动装煤系统， 阻止定量仓门 的自动打开， 防止煤往箕斗中装入。 定时： 定时分两种， 一是给煤机运行时间 T1， 而是皮带运 行时间 T2。T1=Q S1T2=T1+4s Q 是每钩装载量， 是岗位人员根据仓位不同、 煤

6、干湿程度及含矸量动态设定的。 S1是给煤机给煤速度。 T2之所以比 T1增加 4s 主要是由于皮带先于给煤机开动 1.5s 钟，皮带停止滞后于给煤机停止 2.5s， 皮带用滞后的 2.5s 以及皮带运动惯性来完成皮带上所有余煤的装载。一旦 Q设定， T1、 T2由程序自动算出进行赋值。 定量： 定量是指在定量仓下加装称重装置， 根据称重传感 器计算公式 CK- 0K- 1K- 2K- 3(WmaxW)/N C- 单个传感器的额定量程； W- 秤体自重； Wmax- 被称物体净重的最大值； N- 秤体所采用支撑点的数量； K- 0- 保险系 数，一般取值在 1.21.3 之间人； K- 1- 冲

7、击系数； K- 2- 秤体 的重心偏移系数； K- 3- 风压系数。 以及考虑到现场使用环境我们选用量子矿用称重装置。 称重传感器将重量变化引起的涡流变化经放大将电流信号长 传， 电流信号经分流器一路进称重显示箱用于重量显示。一路 进 PLC输入参与控制。 当重量超过设定值时， 称重显示声光报 警， 且 PLC闭锁装载装煤。 （2 ） 针对过装中的情况二， 我们增加了余煤信号， 防止箕 斗未卸空而带煤装载， 具体做法如下： 在主程序中增加保护功 能块，通过实际运行测试观察取关键数据两个一是交钩力矩 二是交钩位置。交钩力矩即一箕斗额定装煤 22t 上行， 一箕斗 卸空后下行，当两箕斗处于同一水平

8、位置时此时的力矩经过 60 次观察取绝对值平均值为 320kNm， 同样通过多次观察取平均值得到每增加一吨煤绝对值力矩增加 25kNm,此时交钩位置 （下转第 82 页 ）煤矿现代化2009 年第 5 期总第 92 期装 载皮带给煤机定量仓翻板舌板气控装置称重装置井底堆煤保护2 条6 台2 个2 个4 个2 套2 套一套 每条长 75m每条皮带 配备 3 台79（上接第 79 页 ） 为295m 米.增加程序段功能叙述如下:当箕斗 A 下行， 箕斗 B上行， 当位置处于交钩位置， 读取此时提升机力矩绝对值， 与基准值 320kNm 做差， 当差值大于 25 kNm 时， 提示余煤信号， 产生报

9、警， 并阻止下一环节正常装煤。此时需重新卸煤， 再次 判断差值， 当差值符合要求后方可正常装煤。 （3 ） 针对重装事故， 未避免发生我们做了两项工作： 一是 系统上， 增加已装煤显示信号， 该信号由装载位置定量仓门开 启信号触发， 由卸载位置箕斗门打开消除。且当已装煤信号存 在时， 无法再开启装载位置定量仓门。二是制定装载工制度， 当出现因不明故障造成提升机位置信号、已装煤显示信号等 暂时失去及其他一些特殊情况下， 必须先空载运行， 卸煤确认 无误后方可装煤提升。 该系统经过改造，经过尽两年的实际运行表明该系统运行效果良好， 为煤矿生产的安全、 可靠、 高效、 连续运行提供了 保障； 也为矿

10、井现代化管理、 减人提效、 关键岗位的无人职守 等奠定了良好的基础。 参考文献1陈艳新， 李克清.主井提升机数字化网络化改造工矿自 动化， 2006.8 2马建民， 赵增玉.现代提升机数字控制系统 中国矿业大学 出版社 作者简介丁继存 （1982） ， 男， 山东兖州人，2004 年毕业佳木斯大 学计算机专业， 大学本科， 助理工程师， 现任济三煤矿信息化 管理科副科长。（收稿日期： 2009- 5- 19 ）十分重要的工艺参数。任何涂料形成的固化涂层均有一定的 透气性， 这与涂层的结构气孔有关。涂层的结构气孔的直径平 均为 10- 610- 7mm， 大于气体和液体的分子直径， 所以不仅 气

11、体可以通过， 而且一般离子和低分子液体也可以通过。为了 尽可能地提高涂层的抗渗水性和抗透气性，涂层必须要求有 一定的厚度， 以互相重叠覆盖结构气孔， 人们通常把涂层达到 能起保护作用的最小厚度称为临界厚度。比如钢桶涂层的工 艺临界厚度为 0.02mm,也就是说， 钢桶喷涂形成的漆膜厚度不 得小于这个临界厚度。只有这样的漆膜厚度才能达到保护钢 桶不受外界侵蚀的目的。另外，喷涂的均匀性也是十分重要 的， 如果不均匀， 过薄处会降低抗腐蚀性， 过厚处则容易出现 流挂、 起皱等缺陷 。 半自动喷漆有如下弱点： 喷涂压力调节不恰当、 喷涂距离不当、 喷涂角度不当、 喷 涂幅度不当等人为缺陷， 而造成相应

12、的质量问题： 喷涂距离太近， 喷涂角度不当， 喷幅过大以致重叠太多易 产生流挂； 喷涂时空气压力太高， 破坏溶剂平衡， 易产生针孔； 喷涂压力不足， 雾化不良； 喷涂距离太远， 喷枪运行速度 过快， 喷涂厚度不够， 易产生桔皮。 全自动喷涂可以避免上述问题的产生。 3.2全自动喷涂工艺参数选择在工件旋转速度为 60 r/min 的现有条件下，对喷射压力， 工位喷涂时间、 烘干温度等参数进行考察， 选择较佳的工艺参 数， 见表 7。 表 7喷射压力、 喷涂时间、 烘干温度参数对喷漆质量的影响注： 1、 以上数据适用于氨基漆。 3.3硝基漆、 醇酸漆方法相同， 参数不同。由表七可见自动喷涂较佳工艺

13、参数如下： 工件旋转速度： 60 r/min 喷射压力： 0.45Mpa工位喷涂时间： 10s 烘干温度： 1504采用新工艺后质量跟踪统计对钢桶喷涂工艺改各项措施均于 2004 年 2 月 28 日前完 成。且实施后喷漆桶一次合格率明显提高。35 月份的一次合 格率见表 8： 表 8工艺改进后的产品合格率统计表从表 8 中可以看出，实施后 35 月的一次合格率平均达 99%。 随机抽样目前生产的喷漆桶，喷漆厚度实测值均符合质 量要求。5结束语钢桶喷涂前加入磷化处理后， 增加了漆膜附着力， 合格率 达 99%； 采用自动喷漆后漆膜厚度合格率 100%。 改进前， 我公司喷漆桶没有大批量的生产定

14、单， 改进工艺 后， 喷涂质量有了很大提高， 得到了用户的认可， 并先后与省 内外多个用户签订了长期供货合同， 喷漆桶销量逐年递增。 参考文献 1 钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件.GB6801- 86. 国家标准局.1986,北京. 2 HP- 2 常温磷化液研究报告. 海南大学腐蚀与防护研究所. 1992. 3 李文胜, 丁荥中.SAMES 自动喷涂系统在汽车喷涂中的应用. 电镀与涂饰. 2000, 26:1214. 4 中国石油锦州石化公司企业标准 QJ/JSH BZ 03.01- 2006制桶装置操作堆积 。 5钢桶标准化 GB/T 325- 2000。 6油漆涂装技术 1000 问 浙江科学技术出版社。（收稿日期： 2009- 3- 28)煤矿现代化2009 年第 5 期总第 92 期序号喷射压力 MPa工位喷 涂 时间 S烘 干温 度漆膜表观漆膜附 着 力 （级 ）漆膜厚度 m10.45110沾粘、 漏喷3111320.458120平整2151730.510140平整2202240.4510150平整光滑1202250.515150局部流挂22628月份月产量一次合格数一次合格率312001185988%413501337991%512501240992%合计3800376299%82