重力下放系统在提升机中的应用

陈友明

摘  要：针对提升机在运行的过程中，提升系统发生故障，短时间内无法恢复情况下，通常被困人员都是离开罐笼，通过井筒壁的扶梯升井或者就近抵达工作水平面。重力下放系统利用罐笼两侧的不平衡力，实现罐笼的运行，通过操控制动闸闸控手柄，人为控制制动力方式，来实现罐笼的速度控制。将罐笼上升井口或下降到井底，提高了解救被困人员的安全性。

关键词：提升机;重力下放;安全

前言

朱集东煤矿矸石井安装一台提升机为落地式多绳摩擦式提升机JKMD-5×4（Ⅲ）型1台，额定最大静张力1250KN，额定最大静张力差180KN，装备1套双层四车双罐笼（宽罐、窄罐各一个），配置一台2200KW，型号为ZKJ 3100/600直流电机，采用直流控制，主传动系统为SISTEAM C30 模块化多处理器，运行方式和过程控制系统采用S7-400可编程控制器，闸控系统为瑞典ABB闸控系统，矸石井提升高度1009m，矸石井承担矿井-985m水平辅助提升。

1 问题的提出

由于矸石井只安装了一台提升机，在运行的过程中，一旦提升系统发生时主电源系统故障或主传动故障，而且无法短时间内恢复情况时，提升机将无法运行，不可避免地将人员长时间困在罐笼内，不能及时安全地升井或者抵达其它安全位置，通常被困人员都是离开罐笼，通过井筒壁的扶梯升井或者就近抵达工作水平面，存在严重的安全隐患，严重危害人员的人身安全。

2 分析

矸石井为多绳落地摩擦式提升机，ABB闸控系统，使用的BCC-1模拟闸卡，不具备重力下放功能，要具备重力下放功能只需将BCC-1模拟闸卡升级为BRC-1数字闸卡，BRC-1数字闸卡有工作制动模式、安全制动模式、重力下放模式三种工作模式。重力下放的模式，能够满足利用罐笼两侧的不平衡力，来实现罐笼的运行，通过操控制动闸闸控手柄，人为控制制动力方式，来实现罐笼的速度控制。将罐笼上升井口或下降到井底，解救被困人员。

3 ABB闸控重力下放（GW）控制原理及安全保护

重力下放系统（如图1），重力下放是借提升机两侧不平衡力，通过操控配有重力下放电位器闸控手柄，输出闸压力给定对比例电磁阀37控制，调节松闸压力控制提升的运行速度，来实现罐笼的速度控制，实现提升容器的升降。在操作重力下放系统的过程中，绞车司机通过速度表及制动手柄进行制动力控制，进而实现速度的控制。重力下放模式下，若罐笼实际速度超过1.2m/s，新增的保护功能将会使闸控系统跳闸，从而使提升机停下来。

重力下放模式硬件安全回路接入闸控安全回路。具有过速保护，最大提升速度设定为1m/s，保护值设定为1.2m/s，原操作台安装急停按钮在重力下放的模式下仍起作用，为确保安全，重力下放操作带有自复位联锁钥匙开关。

4 重力下放硬件配置

ABB闸控重力下放系统包括直流电源、重力下放控制单元、直流泵，两个液压站采取一用一备的方式对提升机进行控制。

（1） 1套24V直流泵，此泵能够提供足够的松闸压力，含有用于此泵安装在在用液压站上管路和安装支架。

（2） 1套用于重力下放直流泵的电源柜，带有用于过流保护，1套免维护24V电池用于重力下放直流泵的供电，含充电器，能够满足至少20分钟的松闸时间。蓄电池至少可以持续40分钟，满足矸石井提升机的实际工况要求。

（3） 1套新式的闸控操作手柄，配有重力下放电位器，输出闸压力给定对比例电磁阀37控制，通过调节松闸压力控制提升的运行速度，实现提升容器的升降。

（4） 1套重力下放使能钥匙开关带自复位功能安装在操作台上，将重力下放回路与在用闸控系统回路形成联锁保护。

（5） 1套速度指针表安装在在用操作台上，在使用重力下放功能时，该表提供提升速度指示，便于操作人员操作。

（6） 1套重力下放继电器，将重力下放安全保护回路接入在用闸控系统的安全回路。

5 重力下放功能测试

（1）提升机一侧进行半载测试。（2）将罐笼停在交锋位置。（3）确认车房，井口，井底操作间通讯畅通，断开传动主回路。（4）检查确认重力提升泵正常（在P1液压站上），重力下放系统接入备用直流电源（如UPS、蓄电池组等），重力下放控制单元分别为两个直流泵供直流电、为闸控系统提供交流控制电源;合上直流泵安全断路器Q13。（5）将液压站上的机械切换阀调整到P1站运行状态。（6）通过自锁开关选择重力提升模式，从关状态切换到开状态。（7）按住操作台上重力下放启动按钮，并保持，直流泵启动。（8）缓慢向前推重力下放控制闸控手柄（向前推油压增大，重力下放速度增大;向后拉油压减少，重力下放速度减少）。操作闸控手柄电位器（操作台上）P1 液压站敞闸压力达到10.5MPa左右，绞车利用不平衡重力条件下运行。（9）操作重力下放控制闸控手柄时，观察重力下放速度表，使重力下放速度控制在1m/s左右，重力下放速度大于1.2m/s将出现超速紧停，直流泵也将停止，油压变为零，实现盘形闸制动。（10）随时检测闸盘温度不得高于600C，否则必须待冷却后再次运行。（11）测试完毕，关闭操作台上重力提升模式开关。（12）关断直流泵安全断路器Q13。（13）恢复正常运行状态。

6 结束语

提升机增加重力下放功能，并通过测试，解决了朱集东煤矿矸石井单提升系统在运行过程中出现故障，在提升系统发生长时间主电源系统故障或者传动故障，而且短时间内无法恢复的情况下，能夠通过重力下放系统，将被困人员安全地升井或者抵达其它安全位置，提高了提升机运行的安全性和可靠性。

参考文献

[1]黄仰金.矿山副井提升机计算机控制系统的设计及应用[D].中南大学，2004.

[2]冯树旭.矿井提升机控制系统设计[D].中南大学，2005.

[3]王宇星.矿井提升机的自动化控制[J].湖南有色金属，2001（3）.