矿用提升机制动系统冗余回油管路的设计与应用

王爱英

(山西焦煤汾西矿业集团 机电处，山西 介休 032000)

·试验研究·

矿用提升机制动系统冗余回油管路的设计与应用

王爱英

(山西焦煤汾西矿业集团 机电处，山西 介休 032000)

以山西焦煤岚县正利煤业副立井提升机制动系统为研究对象，根据2016版《煤矿安全规程》第425条规定：提升机安全制动必须有并联冗余的回油通道。为满足新版《煤矿安全规程》要求，结合矿井现场实际情况，提出切实可行的方案，通过加装电磁阀控制冗余回油管路的方法对安全制动系统进行了改造，实践证明，该方法完全满足《煤矿安全规程》要求，并且提高了提升系统的安全可靠性。在此基础上，为进一步提高制动系统可靠性，在对液压管路改造的同时加装液压油冷却装置，从而避免了液压站夏季油温过高影响制动性能。

矿井提升机；冗余回路；安全制动；液压系统

矿井提升机是矿山的重要设备，而提升机制动系统更是提升机的关键部分，在矿井的安全生产中占有非常重要的地位，制动系统的安全可靠性直接关系到矿井的安全稳定运行。本文针对副井提升机制动系统实现冗余回路管路的问题进行深入分析，提出解决方案，通过增加冗余回路管路，配合电磁阀对冗余回油管路进行控制，进一步提高了提升机制动系统的可靠性，从而提高提升机的安全可靠运行。

1 提升机制动系统概况

正利煤业副井采用立井提升模式，提升高度567.5 m，主要担负矿井人员、材料、设备、支架等的所有辅助提升任务。液压制动系统由四组八对盘形制动闸和2台型号为E141A的恒减速液压站组成，2台液压站为一用一备。制动系统的电控由恒减速控制柜实现，在正常提升过程中，可以实现提升机的恒减速功能、二级制动功能、一级制动功能和工作制动功能等。

2 存在问题

根据2016版《煤矿安全规程》第425条规定：提升机安全制动必须有并联冗余的回油通道。改造前矿井副立井提升机安全制动系统不具有并联冗余回油通道，这与《煤矿安全规程》规定相违背，为此决定在原有安全制动系统基础上进行技术改造，以满足《煤矿安全规程》要求。

3 改造方案及实施

通过对矿井副井提升机安全制动系统进行分析，在不改变原有提升机安全制动系统的基础上，提出增加一条冗余回油通道的方案。提升机正常提升过程中，冗余回油通道处于关断状态，若提升机主回油管路出现故障，如回油管路堵塞，回油电磁阀堵塞等造成盘形制动闸回油较慢或不回油时，立即导通冗余回油通道，实现盘形闸的快速回油，以达到快速安全制动的目的。

基于此，该矿对安全制动系统进行了改造，主要方案如下：

1) 增加冗余回油管路。冗余回油管路一端接靠近盘形闸位置的主回油管路，另一端直接接入液压站油箱。冗余回油管路一旦导通，立即将盘形闸中的高压液压油泄入液压站，实现对盘形闸的快速制动。施工过程中，需注意对安装的冗余回油管道进行清洗，防止杂物进入液压系统。

2) 在冗余回油管路上安装一个DC24V三位三通电磁阀。电磁阀通电后冗余回路导通，因考虑到提升机房断电后电磁阀不能动作，为提高电磁阀动作可靠性，由提升机房UPS对电磁阀提供电源。

3) 在提升司机操作台上安装手拍式急停按钮，实现对电磁阀的通断控制。

4) 对现场提升机司机进行培训，使其对制动系统冗余回路管路原理有一定的了解，并掌握使用冗余回油急停按钮的时间。若提升机出现紧急情况，拍电控急停按钮提升机不能立刻实现制动后，立即拍下冗余回油急停按钮。

提升机安全制动系统改造前后液压管路系统示意图见图1.

4 改造后试验效果

对提升机安全制动系统增加冗余回油通道后，需对冗余回油通道进行试验，因提升机在运行过程中试验对钢丝绳和连接装置的冲击比较大，故选择提升机液压试验的方式进行试验，改造后冗余回油管路导通后液压系统油压变化曲线见图2.

图1 制动系统冗余回油管路改造前后对比图

图2 冗余回油通道导通后油压变化曲线图

选择提升机液压试验方式，打开制动手柄，使液压站油压达到10 MPa，拍冗余回油急停按钮，从图2可以看出，拍下冗余回油急停按钮后1.5 s，油压由10 MPa下降至0，起到很好的制动效果，达到设计要求，提高了安全制动系统的可靠性，同时也为今后类似改造提供参考和经验。

5 液压站冷却装置改造及实现

考虑到副立井制动系统液压站在夏季存在油温过高现象，为避免液压站油温过高影响提升机制动性能，故在冗余回油通道改造完成后，对液压站加装了冷却装置。该冷却装置的原理是从液压站中将温度较高的液压油抽出经过强迫风冷散热片后返回液压站，达到对液压油降温的目的。

该冷却装置的优点是：

1) 冷却装置管路与提升机制动系统管路相互独立、互不干扰，即冷却装置发生故障后不会对制动系统造成影响。

2) 采用外循环风冷的散热方法，容易实现，不会对原有液压油造成污染。

3) 系统简单，便于维护。

4) 该冷却装置冷却效果好，冷却装置投入运行后，夏季液压站油温最高45 ℃，远低于液压站油温不超过60 ℃的数值。

6 结 语

本文针对副井提升机安全制动系统如何增加冗余回路管路问题进行了分析，结合现场实际情况对回油管路进行了局部改造，同时对液压站夏季油温过高的问题进行了处理。本次改造的成功实施，满足了《煤矿安全规程》对立井提升机安全制动系统的要求，提高了矿井副井提升机制动系统安全可靠性。该项改造具有施工简单，改造费用低，操作简便的优点，可推广至其他需安装冗余回油通道的安全制动系统，为设备的正常运行提供了保障，同时也给制动系统的设计者提供了一定的参考。

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Design and Application of Redundant Return Oil Pipe in Mine Hoist Retrosystem

WANG Aiying

2016 version of Coal Mine Safety Regulations Article 425 requires: hoist safety brake must have a parallel backup oil return channel. To meet the requirements, the paper takes the brake system of the auxiliary shaft in Zhengli coal mine as the research object, and puts forward the feasible scheme based on the site situation. By installing the solenoid valve to control the returning oil piping, safety braking system renovation engineering succeed. It has been proved that the method fully satisfies the requirements of the code, and greatly improves the safety and reliability of the lifting system. Further more, the hydraulic oil cooling device also installed, thus prevent the hydraulic station from poor performance in summer caused by too high oil temperature.

Mine hoist; Redundant circuit; Safety arrestment; Hydraulic system

2016-12-05

王爱英(1971—)，女，河北饶阳人，1993年毕业于北京煤炭工业学校，工程师，主要从事机电设备管理工作

(E-mail)scbjdk@sohu.com

TD534+.5

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1672-0652(2017)02-0004-03