主井立井提升装载系统改造前后的比较

摘 要：矿井提升设备是沿井筒提升煤炭。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相联的枢纽，是矿山运输的咽喉，而装载系统是立井提升的咽喉。因此矿井提升机装载系统在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位，随着煤矿的发展，PLC在煤矿中的地位越来越重要。

关键词：提升；自动；装载

1 概述

煤矿随着生产水平的不断延伸，其水平煤矿产量也随之上升，装载提升系统在煤矿生产中起着非常重要的作用。而张辰矿其装载电控系统自投产以来一直采用手动控制，长期以来，有一些问题不能够得到解决。

1.1 工人劳动强度大。一般情况下，装载系统每天分三班或四班倒班制进行井下作业，随着水平煤炭产量的增加，工人因疲劳而导致操作有误的事件很多，即造成装重罐和煤炭装入井底的事故。

1.2 必备的保护装置比较缺乏。在手工操作下，无法把各种保护装置投入进去，经常发生过载故障，因缺乏报警监控手段，不但延长事故处理时间，常常引起电机烧毁和运输溜子故障，严重影响正常生产秩序。为了解决上述问题，对此系统进行自动化改造。

1.3 我矿主井原装载系统是由1个卸载煤仓、2台装煤定量斗、弧型闸门及装煤箕斗组成。井上、下煤仓设有煤位信号传感器，定量斗弧型闸门设有位置传感器（防爆磁开关），定量斗下有压磁测力装置检测煤量，弧闸门由2台小型液压站控制其闸门的打开和关闭。

2 KJD10立井自动装卸载系统工作原理分及组成部分

KJD10立井自动装卸载系统组成部分主要包括装载控制系统、卸载控制系统、以及信号系统，装载控制系统安在装载站，控制煤的自动定量装载，箕斗装载完成后绞车房发出准备就绪信号，卸载控制系统安装于卸载站，控制煤从箕斗自动载到卸载站煤仓，卸载完成后综合装载就绪信号向绞车发出可以提升信号，信号系统包括：自动提升信号、手动提升信号及同绞车配接的相应接口。

KJD10立井自动装载系统设有安全回路，当系统遇有紧急情况时，只要卸载站或装载站按下急停按钮，本装置安全回路便吸合，并进入绞车控制系统。信号回路只有收到井口卸载站准备完毕的开车信号及井底装载站准备完毕的信号、并信号一致时，信号回路闭合允许开车，保证系统在运行中的安全可靠。

本系统由三部分组成：绞车房信号柜、井口操作系统、井底装载站系统。

2.1 井底装载站系统

装载站设有操作模式可供选择，分别是检修、手动联锁及自动，当前操作有指示灯给以指示。

检修模式仅对设备进行测试才能使用。在这种模式时无论箕斗在任何位置、无论操作顺序先后，都能进行，检修特别方便。

手动模式是自动模式的辅助模式，在此模式下只有箕斗到位、并且抱闸时定量斗阀门才能打开。定量斗装煤时，由人工打开平板闸门，通过定量斗下方的称重传感器向装载站的PLC发送信号，由PLC向装载站操作台及绞车房电脑发送模拟信号，显示装煤量。由人工控制装煤量，当装煤完成后由PLC向绞车发送就绪信号。当箕斗到位后一开始装煤，由人工向绞车房发送提升信号。

自动模式是最常用的模式，在此模式时PLC自动控制装煤过程，箕斗到位并抱闸后，操作自动模式开关，自动装煤模式被起动。当定量斗卸空、定量斗闸门关到位后，PLC自动向绞车房控制柜发送提升信号。当提升信号发送15秒钟后，若绞车没有起动，PLC将自动发第二次信号，直至绞车起动为止。只有当箕斗离开装煤位后，该定量斗才能自动装煤，定量斗装满后，自动关闭平板闸门。装载站的每步动作都有时间监视，在PLC发出指令一定时间后检测不到返回信号，将中断装煤并发出故障信息。

2.2 井口操作系统

井口操作系统用于上下箕斗进行打点控制绞车的上、下及停车。将井筒操作台转换开关搬到检修位置时，井口打点可直接打到绞车房。在进行井筒巡检时可直接打点到绞车房。

2.3 绞车信号柜

绞车房控制柜设有提人、提煤转换开关，当立井由于特殊情况下必须提人时，由绞车房将开关转换至提人（平时不允许将开关转入），此时，装载站设备将停止运行，打点信号由井底发到井口，再由井口自动转发至绞车房，只有打点一致时，信号回路闭锁，允许绞车开车。

3 自动装载控制系统与手动装载控制相比

3.1 系统结构简单，操作方便

采用可编程序控制器，编程容易、易于掌握，可随时根据工作要求改变控制程序，而不需改变硬件设备，使用灵活、通用性强。而且可编程序控制器面向工业生产现场，有效地抑制外部干扰，防止误動作，工作可靠。

3.2 节省装载时间，提高了生产效率

和人工装载相比较，每提升一箕斗，可节省10～20秒钟的装载时间；自动化工作方式中的各个工序是要严格按照计算机可编程序控制器的运算指令进行，时间准确度能得到有效的保证。因此，它在保证安全的前提下提高了工作效率，同时也对于因人为因素而造成的工作拖延这种情况也得到了避免，从而大大提高的主井的提升能力，保证矿井生产煤炭的正常运输。

3.3 提高了安全性、可靠性，转变了工人违章环境

由于工人误操作装重罐的事故，由于装重罐保护装置投人使用，也得到了抑制。对于箕斗不到位而将煤装人井下的事故，由于箕斗——计量斗连锁保护，其事故的发生率也得到了抑制。

3.4 降低工人劳动强度。

在提煤期间，装载系统采用自动的工作方式，其工作均由设备来完成：计量斗的开关以及开车信号的发出等全部操作。而操作工人只是完成以下工作：巡视和检查设备运转状态，必要的清洁工作。

3.5 信号系统转变灵活，可实现手动、自动的人为转换

在正常运行时可采用自动运行，在检修时可置于手动状态，检修方便。在井筒的任一位置都可以检修。可便于绞车实现自动化提升，可实现无人值守。

3.6 监控及时，发现问题能及时停车进行处理

绞车司机在绞车房内可通过监控，实时监测井底装载站的每一个工作环节，一旦装载站出现问题，就可发出信号，便于维修人员及时处理和维修，减免因故障扩大而造成更大的生产损失。

3.7 对绞车当班的提升产量可进行准确的统计。

4 结束语

通过对煤矿立井绞车自动化装载系统设计与改造，使得立井绞车实现了自动化装载，降低工人的劳动强度，为工人创造了良好的作业环境，解决了安全问题。总之，立井绞车自动化装载系统改造成功，为煤矿工作带来了极大的益处，通过以上几点，可以看出立井自动装载系统是未来绞车提升的发展必然趋式。

作者简介：屈吉波（1974-），男，机电科科长，现在东山矿从事机电管理工作。