应急重力滑行装置在副井提升机的应用知识分享
应急重力滑行装置在副井提升机的应用知识分享
导读
针对煤矿副井提升机因故障无法正常运行、罐笼中途紧迫停车、乘员被困的问题，，，，，提出了接纳应急重力滑行装置举行紧抢救援的手艺计划 。。。。。。先容了应急重力滑行装置的研究配景，，，，，提出了 3 种应急重力滑行装置的手艺计划，，，，，比照剖析了 3 种计划与原电控系统的关联水平以及各自的特点 。。。。。。以单相备用电源+应急液压站+应急操控台的手艺计划为例，，，，，叙述了其事情原理及双闭环控制战略；； ；；；；针对备用电源的选型，，，，，连系各计划的装备设置情形，，，，，给出了指导性意见 。。。。。。
副井提升机用于升降职员和物料 。。。。。。在运行历程中，，，，，一旦泛起供电失败，，，，，或者电念头、减速器、调速器 (变频器) 等要害部件泛起重大故障，，，，，提升机被迫中途停车，，，，，提升容器中的乘员被困井筒 。。。。。。副井提升机若是不可在短时内恢复运行，，，，，被困职员可能泛起急躁、焦虑等不良情绪，，，，，清静隐患则随�；； ；；；；背さ脑鎏矶鎏� 。。。。。。泛起上述故障后，，，，，要在尽可能短的时间内恢复副井提升机的运行，，，，，哪怕是低速运转举行应急提升 。。。。。。在故障当次恢复提升机运行，，，，，将乘员撤离到井口或其他清静处；； ；；；；也可凭证现实需要，，，，，继续应急提升，，，，，直至完成应抢救援使命 。。。。。。
《煤矿清静规程》第四百零一条划定：磨练时，，，，，提升容器的速率一样平常为 0.3～0.5 m/s，，，，，最大不得凌驾 2 m/s 。。。。。。
1、应急重力滑行装置
灵东煤矿副井接纳 JKM 4×4(Ⅲ) 型提升机，，，，，其直流电念头的功率为 1 500 kW，，，，，系统供电电压为 10 kV 。。。。。。若提升机因停电等故障无法正常运行，，，，，简朴做法是使用 1 台备用柴油发电机作为电源 。。。。。。凭证提升负荷的需要，，，，，发电机的装机容量至少为额定容量的 1.6 倍；； ；；；；别的，，，，，至少需要增设 1 套 2 400 kW/10 kV 三相高压发电机组、1 台 10 kV 高压开关柜、1 组装置上述装备的机房 (包括油料库) 。。。。。。
上述装备和响应的基建用度相对较多，，，，，一样平常治理和维护也需要一定的本钱；； ；；；；但全矿停电事故爆发的概率较� 。。。。。。�，，，，大型装备常备而不常用，，，，，造成资源的铺张 。。。。。。
在应抢救援中，，，，，提升机也需要提升或下放重物 。。。。。。在下放重物的历程中，，，，，提升机处于发电状态，，，，，促使网侧电压 (灵东矿为 10 kV) 泵升，，，，，电压泵升至一定值，，，，，可能损害包括三相高压发电机组在内的与该电网相关的装备和元件，，，，，这为应抢救援埋下了清静隐患 。。。。。。在此情形下，，，，，较好的处置惩罚方法是通过液压制动系统，，，，，借助提升钢丝绳的张力差或乘员的重力，，，，，控制副井提升机在清静速率下滑行，，，，，将被困职员应急提升至清静位置，，，，，如井口、井底或中段水平马头门处，，，，，清静撤离 。。。。。。
2、应急重力滑行装置手艺计划
2.1 计划内容
针对副井提升机应急重力滑行装置的选择，，，，，笔者提出了 3 种手艺计划，，，，，详细计划内容如表 1 所列 。。。。。。
表1 应急重力滑行装置的手艺计划
3 种计划中，，，，，计划 1 相对自力于原控制系统及液压站；； ；；；；计划 2 应急时使用原操作台对提升机重力滑行举行启停和速率控制；； ；；；；计划 3 增设三相备用电源为控制系统及液压制动系统供电 。。。。。。液压站中油泵电念头为AC 380 V 三相交流电念头，，，，，思量此电念头启动时的攻击电流，，，，，三相备用电源的容量要大于计划 1 和计划 2 中的单相备用电源容量 。。。。。。
2.2 原理剖析
以计划 1 为例，，，，，其原理框图如图 1 所示 。。。。。。图 1 中虚框内为原电控装备和液压站，，，，，其中：a 为辅助电源 (AC 380 V)，，，，，双回路进线，，，，，为电控装备和液压站供电；； ；；；；b 为网络化操作台；； ；；；；c 为 PLC 控制柜；； ；；；；d 为液压站 。。。。。。
图1 应急重力滑行装置的事情原理
1.单相备用电源 2.应急操控台 3.应急液压站 4.手动单向阀5.测速元件 6.提升机主井装备 7.制动器
图1 中，，，，，应急操控台 2 作为重力滑行应急提升的控制装备，，，，，由单相备用电源 1 (AC 220 V) 供电，，，，，并对应急液压站 3 举行控制；； ；；；；应急液压站中的油泵电念头为单相交流电念头或直流电念头，，，，，转速和容量与油泵相匹配 。。。。。。犹如原液压站，，，，，应急液压站输出油管也设有 2 只手动阻止阀 4.1，，，，，通过三通划分接入液压制动系统油路的 A 管和 B 管 。。。。。。正常情形下，，，，，关闭手动阻止阀 4.1，，，，，液压制动系统的油压由原液压站控制；； ；；；；应急提升情形下，，，，，翻开手动阻止阀 4.1、关闭 4.2，，，，，液压制动系统的油压由应急液压站控制；； ；；；；通过切换手动阻止阀 4.1 和 4.2 的状态，，，，，举行一样平常提升或应急提升 。。。。。。
3、应急液压站及其双闭环控制
3.1 事情原理
重力滑行是使用提升系统的不平衡力来移动提升容器，，，，，速率由液压站通过松闸和合闸举行控制 。。。。。。本应急系统不设驱动动力，，，，，松闸的情形下，，，，，较重一侧的罐笼下降，，，，，较轻一侧上升 。。。。。。应急液压站是应急重力滑行装置的主要部件，，，，，其原理如图 2 所示 。。。。。。应急液压站装置时，，，，，油路通过三通阀划分与原油路的 A 管、B 管毗连 。。。。。。使用应急液压站前，，，，，当盘式制动器处于全制动的状态下，，，，，将 2 个手动阻止阀翻开，，，，，同时关闭原液压站的手动阻止阀 。。。。。。
图2 应急液压站的事情原理
1.手动阻止阀 2.比例溢流阀 3.压力传感器 4.油泵电念头5.油泵 6.清静溢流阀 7.压力表 8.压力继电器9,10.清静电磁阀 11.温度表 12.液压站箱体
图2 中，，，，，应急液压站的油泵电念头 4 要优先选择直流电念头或单相交流电念头，，，，，利便由直流备用电源或单相交流电源供电，，，，，并要求具有一定的续航能力；； ；；；；比例溢流阀 2 可设定应急液压站的额定事情油压，，，，，通常与原液压站的额定事情油压相匹配；； ；；；；比例溢流阀受应急操控台上速率使用杆控制，，，，，从而控制应急液压站的现实压力，，，，，抵达控制重力滑行速率的目的 。。。。。。参考《煤矿清静规程》第四百零一条划定，，，，，重力滑行速率通常限制在 1 m/s 以内 。。。。。。
应急液压站的事情历程：清静电磁阀 G1 得电、G2 断电，，，，，油泵电念头 4 运转，，，，，比例溢流阀 KT2 处于卸油状态，，，，，期待应急操控台的指令；； ；；；；当比例溢流阀 2 收到开闸信号，，，，，应急液压站最先升压，，，，，油压凭证开闸信号巨细可以一连线性控制，，，，，随着压力上升，，，，，盘式制动器逐渐松闸，，，，，在两侧罐笼不平衡力的作用下，，，，，提升机往较重的一侧低速滑行 。。。。。。配套的应急操控台具有�；； ；；；；げ椒ィ�，，，，当爆发超速、闸盘超温、压力过压等故障时，，，，，应急操控台可声光报警；； ；；；；同时，，，，，比例溢流阀 2 和清静电磁阀 G1 断电、G2 得电，，，，，应急液压站卸压，，，，，使提升机清静制动，，，，，重力滑行阻止 。。。。。。应急液压站的联锁基本要求如表 2 所列 。。。。。。表中，，，，，“-”代表断电，，，，，“+”代表得电 。。。。。。
表2 应急液压站的联锁要求
3.2 双闭环控制
使用应急操控台上使用杆控制应急液压站的松闸或合闸，，，，，从而控制重力滑行速率，，，，，通过油压和滑行速率的双闭环控制，，，，，抵达稳固滑行速率的目的 。。。。。。双闭环控制原理如图 3 所示 。。。。。。
图3 双闭环控制的原理
1.非接触式温度传感器 2.应急液压站 3.功率放大器 4.油压斜率限制器 5.油压调理器 6.滑行速率调理器
图3 中，，，，，双闭环的内环为油压闭环，，，，，设有油压调理器 5、油压斜率限制器 4 和功率放大器 3 。。。。。。功率放大器的输出直接控制比例溢流阀 2.2 的线圈，，，，，使得应急液压站的油压随电信号作线性转变；； ；；；；油压斜率限制器对油压的转变速率举行限制，，，，，以免油压转变太快，，，，，影响滑行速率的平稳性 。。。。。。经由一准时间的重力滑行，，，，，闸盘可能过热，，，，，当非接触式温度传感器 1 检测到过热情形，，，，，发出指令使应急液压站实验清静制动，，，，，在油压斜率限制器的作用下，，，，，更平稳地紧迫停车 。。。。。。压力闭环的反响信号取自压力传感器 2.1 。。。。。。Ug 为滑行速率给定信号，，，，，由应急操控台上使用杆控制，，，，，速率闭环的反响信号取自装置于提升机主轴的测速机或光电编码器 。。。。。。凭证速率和压力的追随情形，，，，，双闭环的滑行速率调理器 6 和油压调理器 5 可设置为 PI 或 P 调理器 。。。。。。
4、备用电源的选型
4.1 选型原则
首先，，，，，备用电源的选型主要以重力滑行所用液压站中油泵电念头的额定容量 (电流) 和电压作为基础参数 。。。。。�？？？？Ｋ剂坑捅玫缒钔吩谥苯悠舳布洌�，，，，最大电流可能是其额定电流的 5～ 7 倍；； ；；；；加之应急重力滑行装置尚有其他负荷，，，，，备用电源的额定容量通常不小于应急液压站 (计划 1 和计划 2) 或原配液压站 (计划 3) 中油泵电念头额定容量的 10 倍 。。。。。。若是接纳计划 1 和计划 2，，，，，其油泵电念头的额定容量为 1.0 kW/单相 AC 220 V，，，，，则备用电源的额定容量通常不小于 10 kW/单相 AC 220 V；； ；；；；若是接纳计划 3，，，，，其油泵电念头的额定容量为 3.0 kW/三相 AC 380 V，，，，，则备用电源的额定容量通常不小于 30 kW/三相 AC 380 V 。。。。。。
其次，，，，，备用电源的续航能力是个主要的参数，，，，，必需在设计选型中予以体现 。。。。。。以重力滑行的平均速率 0.5 m/s 计，，，，，备用电源的续航时间至少为 H/0.5 (H 为提升高度，，，，，m)，，，，，并留有充分的裕量 。。。。。。例如，，，，，提升高度 H 为 500 m，，，，，按平均速率 0.5 m/s 重力滑行一个行程，，，，，至少则需 17 min，，，，，思量一定的裕量，，，，，备用电源的续航能力通常为不低于 30 min 。。。。。。
4.2 计划选择
备用电源有两种选择：一是不中止电源 UPS；； ；；；；一是交流发电机组 。。。。。。
(1) UPS 主要由整流器、逆变器和电池组等组成 。。。。。。UPS 额定容量取决于其整流器和逆变器容量，，，，，输出的额定电流与其容量成正比；； ；；；；UPS 的续航能力取决于电池组的容量，，，，，电池组的容量越大、续航能力越强，，，，，若是要求 UPS 输出容量大且续航时间长，，，，，则需设置相当大都目的电池 。。。。。。UPS 的优点在于静音；； ；；；；弱点在于需要按期或经常处于在线充电状态，，，，，一旦长时间不在线，，，，，电池组的能量可能耗净或大为镌汰，，，，，应急时 UPS 不可施展作用或续航能力不敷 。。。。。。市场上 UPS 的输出多为单相，，，，，若是接纳计划 1 和计划 2，，，，，可选用；； ；；；；UPS 也有三相输出，，，，，可是三相大容量的 UPS，，，，，在装备体积、价钱、一样平常维护保养方面不具有优势，，，，，若是接纳计划 3，，，，，通常不选用 UPS 作为备用电源 。。。。。。
(2) 交流发电机组可分为单相发电机和三相发电机两种 。。。。。。单相发电机输出电压为 AC 220 V，，，，，计划 1 和计划 2 可选用；； ；；；；三相发电机输出电压为 AC 380 V，，，，，计划 3 可选用 。。。。。。燃油发电机是依赖柴油或汽油燃烧爆发动力发动发电机组的，，，，，相较于 UPS，，，，，其优点在于耐用，，，，，续航能力取决于备用油料量；； ；；；；弱点在于有噪声和尾气排放，，，，，对小情形有一定的倒运影响 。。。。。。
5、干预重力平衡
在双方罐笼交锋的区域内，，，，，且双方罐笼载重相差无几的情形下，，，，，钢丝绳张力差靠近于零或较� 。。。。。。�，，，，即张力处于平衡状态 。。。。。。此时，，，，，制动闸纵然所有松开，，，，，罐笼也可能处于静止状态，，，，，无法滑行 。。。。。。突破张力平衡状态最简朴的做法是人为干预，，，，，推动卷筒转动 。。。。。。在张力平衡状态下，，，，，人为干预使卷筒转动并不难题 。。。。。。在有条件的煤矿，，，，，可设置重力平衡破损装置，，，，，如在卷筒的内侧增设内齿圈，，，，，以及与内齿圈配套的齿轮，，，，，通过小型电念头驱动齿轮发动卷筒转动，，，，，抵达破损重力平衡的目的；； ；；；；也可以在提升机的主轴上、减速器的输出轴或主电念头的输出轴上增设小型驱动装置，，，，，也能抵达破损重力平衡的目的 。。。。。。
需要注重的是，，，，，重力平衡破损装置所使用的电源要与备用电源相匹配，，，，，包括电压品级和容量等 。。。。。。
6、结语
灵东煤矿副井应急重力滑行装置接纳手艺计划 1，，，，，即单相备用电源+应急液压站+应急操控台的计划，，，，，单相备用电源接纳小型单相柴油发电机组 。。。。。。装置后，，，，，经轻载、半载和全载的调试和试验，，，，，重力滑行速率平稳，，，，，闸盘温度控制在允许的规模内 。。。。。�？？？？？蠓街贫┝讼煊Φ淖氨冈宋卫聿椒ィ�，，，，做到平急连系，，，，，确保在应急历程中，，，，，装备清静可靠，，，，，乘罐职员能够撤离到清静所在，，，，，这为乘罐职员的应抢救援增添了一个新的计划 。。。。。。
