主井自动卸载系统的设计应用

主井自动卸载系统的设计应用李宏慧，韩恒梅(平顶山工业职业技术学院，河南平顶山467001)摘要：本文针对平煤集团十三矿手动卸载系统存在的弊端，通过设计安装一套继电器自动卸载系统，达到了提高提升效率，满足安全生产的目的。关键词：自动；卸载；微爬行；设计中图分类号：TP202文献标示码：AAbstract：InviewoftheManualUnloadingSystemdefectoftheThirteenMineinPingmeiGroup，theAutomaticUnloadingSystemofrelayisdesignedandinstallated，improvedtheefficiencyandmetproductionsafety.Keywords：automatic；unloading；micro－crawling；design1概述平煤集团十三矿主井提升系统肩负着全矿原煤生产能否完成的重任，十三矿主井主提升机为JKMD-4*4（Ⅲ）型4绳落地式磨擦轮提升机，主导轮直径4m，提升有效载荷20t，双箕斗提升,直联传动，设计最大提升速度9.6m/s，提升高度721.6m，由直流电动机拖动。直流电动机采用ZKTD285/75型，2500KW，900V，3122A，45.84r/min。在实际生产中，由于设计减速点离井口只有69米，若将绞车速度按设计速度9.6m/s运行，势必对安全提升造成威胁，为此，我们将绞车提升速度控制在8.4m/s，正好满足生产和安全双重需要。进入2005年度以来，随着井下采煤战场的不断扩大和原煤产量的提高，又加上人员紧张，主井提升系统的压力越来越大，现用的人工卸载系统已不能满足安全生产的需要，经现场试验，即使在上卸人员操作及时的情况下，一个提升循环时间（提一勾煤）为4分钟，每小时提煤15勾，在零点班人员容易困乏的时候，每小时提煤在12勾左右，严重制约了主井提升系统的生产需要。2改造的目的和意义用自动卸煤系统代替人工卸煤系统，可大大减少提升循环时间，减低人为事故，节俭人员，提高提升效率，满足安全生产需要。3总体设计方案1、在主井井架上安装两个带记忆的磁性感应开关作为主副箕斗到位开关，传递箕斗到位与否的开关信号。2、在距离井口到位位置5米处安装两个带记忆的磁性感应开关，当主箕斗（或副箕斗）到达这个位置时，强行控制绞车速度由1.5m/s降至0.3m/s运行进入卸载位置，直到停车。3、在控制扇形门的钢轨处安装两个不带记忆的磁性感应开关，作为扇形门开或关到位信号，用于司机操作台指示和自动卸载系统的闭锁。4、将增加的继电器集中布置在绞车电控盘下部，便于取电源以及与主电控系统的闭锁关系，所使用电源均为交流220V。4改造的过程为了更好的满足矿安全生产任务，减少因上卸和箕斗到位开关故障以及人为因素的影响，提高绞车安全性能，我们自行设计了一套自动卸载系统，实现了二次减速和自动卸载功能，具体改造过程如下：4.1微爬行投入设计针对我矿主井绞车提升速度高，减速点位置离井口近的实际情况，为了使箕斗更安全可靠地进入卸载位置，在原来一级减速的基础上，我们自行设计加装了二次减速装置，如图1所示在箕斗运行至距离井口5米时，二次减速开关ZWDK或FWDK开关动作，二次减速投入继电器WT吸合，其常闭接点断开，将滑动电阻器W串入控制主令给定回路，通过电位器W的压降强制将主给定电压降低至要求值，自动控制绞车速度由1.5m/s降至0.3m/s，使绞车进入二次减速，既保证了提升安全，又提高了提升效率。图1主井自动卸载控制系统原理图4.2箕斗到位、停车及停车复位设计当箕斗以不超过0.3m/s的速度到达箕斗到位位置时，磁性感应开关ZDK或FDK开关动作，箕斗到位继电器ZD或FD吸合，其常开接点接通停车继电器TC和复位继电器FW回路。1、停车继电器TC的吸合，一方面断开了主令给定回路，将给定信号切断停车，另一方面切断了允许开车回路，不能再开车。2、复位时间继电器FW的吸合，为绞车的主令给定回路和允许开车回路的重新接通创造了条件，即ZDKAK13AK23ZDFDMWFDFDZDZDNKZKBKAK40AK30AK13AK23MWNGZGBGFDKZDFDFWTCFDZDZWDKFWDKWTZDGFDGSGSGFWWTTCTCFWMKMW停车副箕斗到位主箕斗到位复位（时间继电器）南扇形门开电磁阀共用扇形门开电磁阀北扇形门开电磁阀南扇形门关电磁阀共用扇形门关电磁阀北扇形门关电磁阀微爬行投入扇形门关闭扇形门关闭指示煤仓煤位高控制主令给定回路SG控制允许开车回路W经过10S卸煤时间的延时后，将停车继电器TC的接点短接，恢复正常开车。4.3煤仓煤位控制图1中MW为煤仓煤位继电器。当煤仓中煤位到达一定量时，煤位开关MK动作，继电器MW吸合，其常闭接点断开主、副箕斗扇形门开控制回路，禁止卸煤，同时接通主、副箕斗扇形门关控制回路，即使此时扇形门处于开的状态，也立即将其关闭，以避免满仓造成事故。4.4主、副箕斗扇形门开控制图1中AK30、AK40为松闸、紧闸控制继电器，松闸时继电器AK30断开，AK40吸合，将扇形门开回路断开，即不能打开扇形门；紧闸时，继电器AK30吸合，AK40断开，将扇形门开回路接通，即可打开扇形门。AK13、AK23为主令正向、反向给定继电器，手把收到零位，即中间位时，AK13、AK23都吸合，当主令手把推向正向时，AK13吸合，当主令手把推向反向时，AK23吸合。1、当主箕斗到位时，到位继电器ZD吸合，在司机收回主令和闸的手把情况下，（继电器MW暂不考虑）其常开接点ZD接通南扇形门和共用扇形门开电磁阀NK和ZK，打开主箕斗扇形门，完成卸煤动作。2、当副箕斗到位时，到位继电器FD吸合，在司机收回主令和闸的手把情况下，（继电器MW暂不考虑）其常开接点FD接通北扇形门和共用扇形门开电磁阀NK和ZK，打开副箕斗扇形门，完成卸煤动作。4.5主、副箕斗扇形门关控制为确保安全，我们在扇形门关回路中加入了较多的闭锁控制，图1中：1、当煤仓煤位到达一定量时，煤位继电器MW吸合，将扇形门关控制回路接通。2、当箕斗不在到位位置时，继电器ZD、FD释放，其常闭接点接通扇形门关控制回路。3、当主令手把推向正向或反向，即开车时，AK13或AK23的常开接点接通扇形门关控制回路。以上三种情况均控制关闭扇形门，禁止卸煤，为安全提升提供了保障。4.6扇形门状态的显示及闭锁1、当主副扇形门都关到位时，不带记忆的磁性感应开关接点ZDG和FDG闭合，继电器SG吸合，一方面点亮司机操作台上的指示灯，提醒司机扇形门处于关闭状态。另一方面SG的常开接点接通允许开车回路，可正常开车。2、当主副扇形门任一个未关闭到位时，不带记忆的磁性感应开关接点ZDG和FDG断开，继电器SG不吸合，一方面司机操作台上的指示灯灭，提醒司机扇形门处于打开状态。另一方面SG的常开接点断开允许开车回路，不允许正常开车。5经济效益和社会效益本套自动卸载系统投入运行以来，大大提高了提升系统的安全可靠性和提升效率，为矿创造了巨大的经济效益和社会效益：5.1经济效益改造前，即使在上卸人员操作及时的情况下，一个提升循环时间（提一勾煤）也需要4分钟，每小时提煤15勾，在零点班人员容易困乏的时候，每小时提煤在13勾左右。自动卸载系统投入运行后，一个提升循环时间（提一勾煤）只需要3分钟，每小时提煤至少17勾。改造后，比人工卸煤的最快速度按每小时多提二勾计算，每勾16吨，每吨煤净利润180元，每天提煤时间按20小时，每月30天，每年12个月。则年创直接经济效益：（1）2×16×20×30×12×180＝41472000元。（2）节省一个人工工资，一年按10000元。综上所述，自动卸载系统投入运行以后，为矿年创直接经济效益41482000元，即4148万元。5.2社会效益自动卸载系统投入运行后，其闭锁系统的完善和微爬行投入的设置，为主井提升的安全可靠提供了保障，也为其他同类矿井的技术改造提供了很好的范例，创造了巨大的社会效益。参考文献：[1]余雷声.电气控制与PLC应用[M].北京：机械工业出版社，1996[2]邓则名,邝穗芳.电器与可编程控制应用技术[M].北京：机械工业出版社，1997收稿日期：2006-10-09第一作者简介：李宏慧（1973—），女，河南郏县人，平顶山工业职业技术学院工程师，主要从事供电及自动化的教学工作。