提升机综合后备保护装置的应用

李 宏

（西北地勘局，陕西 略阳 724308）

在我国矿山中，竖井开采方式应用十分广泛，目前的竖井提升系统具有诸多应用优势，但它的使用安全风险较大，因此对安全保护装置要求高。目前我国很多矿山没有设置后备保护装置，导致竖井罐笼坠落人员伤亡的事故时有发生。为此，本文介绍一种型号为KHT135提升机综合后备保护装置的原理及使用情况，以供参考。

一、KHT135保护装置原理

该系统主要由以下模块组成：微控制器、电源、传感器、键盘显示、报警信号、光电隔离、继电器输出等。系统采用89C52单片机作为主处理器，运用LM12-3004LAX型霍尔传感器对速度、深度、深度指示器及深度校正位置进行采样，并将信号经光电隔离后直接送入主机，由主机进行处理，将结果送给多位七段LED管显示。当提升机运行过程中出现超速、过卷、深度指示失效时，由主机控制继电器实现安全制动。安全回路采用并联接点方式进行信号采样，经光电隔离后送主机处理，将结果送出显示。通常在井底或井上发出的打铃信号由打铃信号采样，主机控制继电器进行闭锁。重要数据等主要通过4×4的16位键盘输入主机，送EPROM存储。该装置原理如图1所示。

二、参数设定

该装置主要是依据国家矿山提升安全规范和现场实际情况设计的提升机保护装置，系统内部软件参数主要按照绞车安全规范设定的。

(1)匀速段超速15%，减速段速度超过设定的极限保护值或接近井口或井底到达2m/s限速距离时，超速指示灯亮，喇叭报警，制动继电器动作，实现安全制动。

图1

(2)提升至终点时，超过设定的过卷距离，过卷指示灯亮，喇叭报警，制动继电器动作，实现安全制动。

(3)提升机运行中，深度指示器失效，失效指示灯亮，喇叭报警，到达2m/s限速距离时，制动继电器动作，实现安全制动。

(4)提升机运行至减速点位置时，减速指示灯亮，喇叭报警，减速继电器动作，实现后备减速。

(5)提升前，只有井底发出提升信号，信号继电器释放，其常闭点闭合，井口才能发出提升信号，从而实现信号闭锁。

(6)各水平发出提升信号，其指示灯亮。

(7)井口发出提升信号，信号显示窗显示相应的点数。打一次电铃信号，继电器不动作；打两次，上行及提物指示灯亮，上行继电器释放，下行吸合，形成方向闭锁控制；打三次，下行及提物灯亮，下行释放，上升吸合；打四次，上行及提人指示灯亮，上行继电器释放，下行吸合。其他打铃信号不作处理。

(8)停车后，上行及下行均吸合，其常闭触点打开，提升机不能启动。

(9)当安全回路接点出现故障时，相应指示灯亮，标明故障点位置。

三、传感器的原理及安装方式

1.速度传感器

速度传感器由双向霍尔传感器和磁钢组成。其原理主要是依靠传感器发出的磁性来检测磁钢在电机旋转时通过的频率。霍尔传感器用支架安装在提升机主电动机输出轴旁，磁钢用胶粘贴在主电机输出轴上，且在同一圆周上均匀分布(图2)，两者之间的距离不得大于8mm。磁钢的个数N=10πD/K，D为提升机的滚筒直径，K为减速器比，磁钢的个数取大于或等于N的偶数。

图2

2.深度失灵传感器

深度失灵传感器有磁钢、霍尔传感器和支架组成(图3)。其作用主要防止提升机没有正常运行或者停车，通过检测做出安全制动，阻止不安全事故的发生。对于牌坊市深度指示器，磁钢均匀分布在停止时的丝杠下端：对于圆盘式深度指示器，可安装在小指针轴系统上，两者距离不得大于8mm。磁钢的个数：N=h/2k，h为提升井深，k为深度指示器的单个行程丝杠的转数。

3.深度校正传感器

深度校正传感器由方形大磁钢和磁接近开关组成。主要作用是对提升机位移数据存在的误差给予纠正。磁钢安装在提升容器上，磁接近开关安装在井架上，必须保证两者在一条轴线上，两者距离不得大于70mm(图4)。

四、运行维护注意事项

(1)工作人员要定期检查提升机的保护装置和主接触器、启动、停止按键等之间的连线接触是否良好。

图3

图4

(2)工作人员要定期检查磁钢上是否有灰尘，磁钢和霍尔传感器是否在同一圆周上，两者距离是否满足要求。

(3)操作员要按照提升机安全规程操作，避免提升机频繁发生制动。

(4)井下工作人员在每次下放或提升物品时，必须要打电铃信号，由于电铃信号和提升机控制是闭锁关系，打错或不打信号，提升机不能启动。

五、应用效果

通过系统运行实践证明，矿山提升设备安装后备保护装置后，整个提升系统的可视化和安全性明显提高，从根本上改变了以前盲井提升问题，提高了矿山的综合安全生产能力。另外，相比现在国内大型矿山在提升保护中应用的设备，如PLC+电脑组态监控、PLC+变频器+显示模块等等，成本减少了几十倍，且保护装置稳定性高，安装简单，对提升机运行无负面影响，它是一种在中小型矿山竖井提升系统中值得推广应用的装置。

[1]马小平，肖兴明.基于专家系统的提升机故障诊断[J].中国矿业大学学报，1999.

[2]马建民，赵增玉.现代提升机数字控制系统[M].中国矿业大学出版社.