矿井提升机控制技术研究现状与发展

摘 要：矿井提升机是煤矿、有色金属矿中的重要运输设备，主要负责矿石提升、人员运送、物料下放这些工作。矿井提升机和相关设备的配套组合便成为了异常复杂的电气和机械组合新模式。提升系统在矿山生产中处于非常重要的地位，整个提升系统不仅装机容量大、可靠性要求高，并且能耗較大，当前我国的大多数矿山中应用的矿井提升机控制技术都存在着设备老化、无法实施有效的故障预警和实时监控等问题，而面对着这些问题首先需要进行的就是要对当前矿井提升机控制技术的现状有充分的认识和理解，才能够弥补我国矿山企业在该领域上的技术不足，从而使得矿山企业得以更好的发展。

关键词：提升机；控制技术；研究现状；矿山企业；矿井

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.073

在矿山生产中矿井提升机做为生产中的关键设备，不仅关系到矿井的经济运行，还关系到企业的安全生产，故对矿井提升机控制技术有关研究现状进行进展分析是非常有必要的。

1 矿井提升机控制技术发展现状分析

矿井提升机应用在国内的矿山生产中起步时间较晚，正式开始应用的时间在1958年，提升机是在地表和井下不断进行往复运行的，所以一旦有故障的出现就会造成设备损坏，另外矿井提升机控制系统非常的复杂、耗电量也较大。2015年国家安监总局制定关于《金属非金属矿山禁止使用的设备及工艺目录》中包含TKD型提升机电控装置及使用继电器结构原理的提升机电控装置，TKD电控存在问题主要有：电控设备是继电器—接触器系统，电机的启动、制动、调速采用转子回路中切换电阻的方式，只能为有级调速，调速效果差，电阻发热消耗电能，电阻易损坏，故障率非常的高。电阻调速电控系统存在的问题，是设备技术水平的先天缺陷，无法使用调试手段克服，只能根据现场情况适当改善，并且调试难度大，效果很难理想，不能兼顾正力、负力提升负荷变化比较大场合。所以未来高可靠性、高效、综合自动化等将成为其发展的方向。而当前随着科技技术的进步和矿井生产现代化要求的不断提高，提升设备及控制系统也逐步趋于完善，各种新技术逐步应用于矿井提升设备中。总结起来当前矿井提升机控制技术主要具有下面几个特点：

（1）矿井提升机处于四象限内运行：在不同的阶段内矿井提升机既有正力也有负力，既有正转同时也存在负转，既有制动也有电动，所以在金矿当中使用的矿井提升机在运行过程中则需要处于四象限内进行运行。

（2）矿井提升机运行速度较为可靠和准确：矿井提升机属于位置控制系统的一种，不断下放和提升往复过程中在何位置等速运行、何位置减速运行、何位置加速运行等都是有严格要求的。

（3）矿井提升机控制技术可以实现对行程的直观显示：当矿井提升机不断下放和提升往复过程中，设备的操作人员是能通过深度指示器及显示器读取设备实时位置的。

（4）矿井提升机控制系统在故障监视领域较为完善：当设备运行过程中出现故障的时候，做为矿井提升系统是会报警和显示的，这也使得故障的排除速度有效的较快了。

2 矿井提升机控制系统组成分析

在整个矿井运行系统当中，提升机控制系统属于核心部分，该核心系统的质量将直接的关系到矿山生产效率及生产安全，当前PLC、变频调速已经成为了矿井提升控制系统的重要调速方案，从而实现了调速的平滑以及保护措施的兼备。

随着数字技术的发展，PLC系统已被广泛应用，并被使用单位认可。“交—直—交”变频技术已经非常成熟，变频调速技术已成为提升机的最佳选择，其具有无级调速，调速精确，节能效果显著等优势，在矿山企业得到了广泛应用。特别是近年来，变频系统矿井提升机大量应用，使矿井提升机达到了一个新水平。采用变频调速技术，可以很容易的解决调速控制中的问题，而且节约大量电能，在仅增加少量成本的前提下，可以通过节能增效，逐步收回投资。从使用的角度出发，变频调速技术无论从经济角度、还是从技术角度考虑，都是矿井提升机电控系统的最佳选择。变频调速电控系统：共由1台变频调速柜、1 台电阻柜、1台综合电源柜、1台控制操作台组成。 控制操作台负责整个提升工艺过程的控制及保护。变频柜、电阻柜、低压配电柜，完成系统的电气传动、闭环控制各类保护，使系统更安全更可靠。

3 矿井提升机控制技术创新发展趋势

结合矿山生产及安全现状，未来矿井提升机控制技术创新发展趋势按照几个方面进行：

（1）平滑调速且调速精度高。这一方面是为了避免启动过程中出现提升机容器下坠现象，另一方面是在保证安全和准确停车的条件下将爬行段距离设计得尽可能短，进而获得较高的提升能力。

（2）完善的故障监视装置。电控系统一旦出现故障能及时按照故障的性质进行保护，并且能对故障进行显示，使之迅速排除故障。

（3）综合自动化控制。目前国内外生产的提升机，其控制、监视及保护措施已由原来的继电器或半导体逻辑单元的技术水平发展到多PLC、智能仪表的数字控制以及上位工控机监控的网络控制技术水平。

（4）安全系统、监控系统和保护系统的不断完善；

4 总结

矿井提升系统是矿山生产中极其重要的环节，它的正常运行与否直接影响着矿井的安全生产。提升机电控系统必将沿着数字化控制方向发展，具有高自动化程度的、完善的控制系统，其适用性更加广泛。能为矿井提供更安全、高效、强大的技术服务，使矿井提升机控制朝着智能化控制的方向发展，为矿井建设提供更强大的物质基础。

参考文献：

[1]刘鹏，马春燕.李媛.王学泰.提升机电控系统改造及节能分析[J].矿山机械，2013（02）.

[2]程乐.提升机节能控制技术研究[J].河北工业大学控，2010（09）.

作者简介：张绍飞（1990-），男，山东招远人，本科，初级，研究方向：机械工程及自动化。