阳煤一矿主斜井提升系统可靠性的改造与应用

2018-02-16李瑞霞

机械管理开发 2018年2期

李瑞霞

（阳泉煤业（集团）有限责任公司一矿，山西　阳泉　045008）

引言

阳煤一矿位于山西省阳泉市西北部，隶属山西国阳新能股份有限公司管辖。一矿东邻四矿，南邻三矿；西邻七里河井田（规划井田），北邻荫营煤矿及程庄井田（规划井田）。矿井核定生产能力750万t，考虑1.4的储量备用系数，矿井服务年限为62年。矿井现生产水平为+669m水平，矿井开拓方式为主斜井、副平硐、副立井综合开拓方式，利用大巷采用上下山采区走向长壁布置方式进行开采，局部根据采区开采条件布置为倾斜长壁开采。主斜井提升采用斜井胶带输送机系统，共有1号、2号两部强力皮带，由2个进风口分别提升。1号主斜井装备1部DX-GX-2500型钢丝绳芯胶带输送机，担负井下北条带的原煤提升任务。2号主斜井装备1部ZLD-150/71/8型钢丝绳芯胶带输送机，担负井下南条带的原煤提升任务。

1　系统概述及改造必要性

1）阳煤一矿丈八主斜井1号强力皮带机，机长770m，带宽1.2m，带强GX-2500，设计运量900 t/h，带速3.0m/s，电机为315 kW，减速器为ZL-130。在运行中经常发生减速器轴齿断裂，不得不经常更换高速轴和二轴齿，直接影响设备的安全运行，存在巨大安全隐患，因此矿机电部门通过多次调研，为进一步加大阳煤一矿主提升能力和改善主提升设备的安全性能，欲将驱动部更新改造，主要是更换进口减速器三套，配套更换联轴器和制动轮，淘汰老旧设备，保证设备安全运行。

2）2号强力皮带于1996年安装，设计能力1 000 t/h，全长1 100m，它的电控系统是在20世纪90年代初期设计和安装的，属于PLC嵌入式继电器控制系统，由于PLC所有的输入、输出使用DC24 V低电压模块，所以都需要继电器隔离，而且数目多达200个。线路复杂，而且控制单元繁琐。经过近十五年的运行，各种电气元件老化，经常出现接触不良的故障，而且系统配置较低，仅有信号指示，又没有上位机进入程序进行直观检查，故障排查困难。2004年进行能力提升改造主要就是加装了一台直流电机，但各种控制信号还都是使用的模拟量，从而造成系统启动特性比较软。2号主提升皮带机是集控设备，经常出现满载顶车，主要受启动能力的制约，系统处理能力没有达到最大化。皮带机各种保护也都是嵌入到PLC系统中，拉线、跑偏开关是串联后返回到PLC的，一点故障需多处检查，造成全系统停车，影响设备运转时间。使用的声光预警信号现在已经淘汰，而且无法买到和更换配件。因此很有必要对2号强力皮带电控系统进行改造。

2　改造主要目标

机械系统改造目标为减少皮带事故率，提升设备性能与设备运行的安全性，提升皮带运输能力，电控系统改造目标为电控系统运行平稳、质量可靠、性能参数优良、维护量小，能良好适应阳煤一矿安全生产，能保证主提升皮带具备高质量的启动特性，具备任意两台拖动功能，如果一台电动机有故障，实现两台拖动的一键操作，杜绝“倒车”现象发生，保证皮带满煤时能够顺利启动。

3　改造主要内容

1号强力皮带机驱动部更新改造、选型。安全回路双重化，独立运行互为冗余。调节器热备、一键切换。增加逆向点动功能。控制系统程序控制。完全实现信息数字化。

4　改造创新内容

操作系统由操作台操作改为电脑软操作。取缔继电器，归入PLC，使故障反映直接。控制系统由GEPLC改为西门子PLC。且一用一备，双PLC之间互为蓝空实现冗余控制，励磁柜一用一备。通过上位机对皮带进行起、停及各种辅助设备控制。通过画面监控皮带机运行情况，显示运行过程仿真图，主要参数（系统状态图，速度曲线，电流曲线，液压系统图，图形化安全回路图，当前故障报警，历史故障记忆，故障判断等）的数字量实时显示，随时打印。电控系统可控制给煤机的开停及实时监控。控制系统具备“自诊断”功能，对各类故障能够语音自动报警，并存储故障类型，显示到可视界面指导维护人员维护、判断故障。系统增设电机旁路方案，即系统可以允许两台电机驱动，任意一台可以旁路。系统增加励磁调节柜一台，实现励磁电流反向功能。将操作系统引至新调度集控室进行操作，并做到信息上传。

5　技术、经济效益分析

本项目的实施，可有效提升主提升皮带的运输效率，提高矿井的生产效率，具有良好的推广应用前景和经济效益。

一矿作为一个千万吨大矿，本矿600万t以上原煤由主斜井提升系统运输，因此减少主提升系统的事故率，提升设备运行的安全性，可靠性意义重大。1号主斜井驱动部改造提升了皮带机的运输能力，减少了设备运行的事故率，增加了设备运行的安全性，节省了由事故造成的主皮带停运现象，提高了矿井的生产效率，具有巨大的经济效益。2号主斜井电控系统改造解决了电气元件老化，系统接触不良，没有上位机进入程序进行直观检查，故障排查困难的问题，新系统具备“自诊断”功能，对各类故障能够语音自动报警，并存储故障类型，显示到可视界面指导维护人员维护、判断故障，有效解决了一点故障需多处检查，造成全系统停车现象的发生，节省了大量时间，提高了矿井生产效率，提升能力具有巨大的经济、社会效益及推广应用前景。