关于实现矿山副井提升系统电梯模式运行的实践及意义

陈 旭，解红胜

（中钢集团山东富全矿业有限公司，山东济宁 272500）

中钢集团山东富全矿业有限公司自2010年建矿投产伊始，就致力于智能化矿山建设，其副井提升系统较早地完成了自动化建设，创建了提升机智能操控系统，系统只需要提升司机在集控中心操作站的电脑上一键操作，即可实现提升机的自动运行，最大程度的减少了人员的参与，避免了因人的不安全行为而造成的事故。同时，该系统实现了提升机人机交互实时运行状态的远程监控、在线故障监控与诊断系统，确保提升系统的安全运行。

随着矿山生产逐步进入正轨，副井提升系统由原来承担着矿山井下基建材料、物料提升任务，转向以提人为主，物料提升为辅，作业时间大大减少。

为进一步提高副井自动化水平，提高副井作业人员效率，减少人为因素对系统安全运行的干扰，进一步实现本质安全化，公司准备对副井提升系统进行再次的优化改造。本次优化改造的目标就是对照工业电梯运行模式，实现副井无人值守、电梯模式运行，系统做到安全可靠、简单操作，公司全体职工经过简单培训就可以自主操作，实现副井提升运行，进一步使这一系统发挥出更大作用，促进我国矿业生产的进一步发展。

1 目前存在问题

随着各专业人员对这一系统的不断完善，副井提升系统对我国矿山生产做出了重要贡献。虽然副井提升系统在很大程度上降低了安全事故的发生，也实现了简单操作易上手这一目标，但这一技术还比较新颖，可借鉴的经验并不多，这就导致这一系统在运行过程中会出现一些未能预测的问题，本段落将对副井提升系统现存问题进行具体分析。

1.1 室外操作箱复杂、罐口箱操作危险

现有系统通过罐口控制箱，已经可以实现无人值守运行。上下井人员到达副井后，通过操作室外控制箱就可以进入罐笼，然后操作罐口箱，关闭摇台安全门，发罐运行。但是现在存在两个问题：

（1）室外控制箱完全按照室内操作台布置，并线而来，操作复杂，专业性比较强，未经专业培训，无法正确操作，这就容易造成在运行过程中因操作不当而引发安全隐患。

（2）罐口箱分别安装在各水平接近罐笼位置上，操作时，需要操作人员将手穿过罐帘伸出罐笼外，有一定安全隐患。安全门摇台动作前需要开启液压站，根据运行多年情况统计，现场操作人员多次出现发罐前不关液压站情况，使液压站不必要连续运行，造成了一定程度上的资源浪费。

1.2 罐笼内部如何监护；罐笼在井筒内运行，如何通讯

罐笼在井筒内运行，没有直接连接部位，需要考虑合适的通讯方式。运行过程中，罐帘内情况看不到，无法监控，特别是故障处理期间。罐笼内部人员对罐笼运行实际情况不了解，一旦出故障，容易造成恐慌。

1.3 罐帘人工操作，故障率高

罐帘人工操作，立杆采用钢丝绳，卡涩严重，上提时需要很大力气才能打开，下放时因为重力原因，自由落体，很容易损坏。

多年来，由于进罐前，罐帘操作不及时，多次出现撞罐帘情况，造成罐帘损坏。故需要对罐帘运行方式重新设计。

2 解决措施

虽然副井提升系统在操作过程中还存在着部分问题，但这一系统为我国矿山生产任务提供了便利，使矿山生产能够更有效地进行，所以对存在的问题应及时解决。通过公司制定罐笼运输设施标准，然后再确定罐帘标准，达到不影响行人，又不影响下料的目的。当下相关部门已对存在的问题列出了解决方案，具体措施如下：

（1）采购标准化炸药箱，达到炸药安全运输、进出罐笼流程顺畅。

（2）优化改造现有油罐、油箱，实现标准化。

（3）罐内顶板等设施标准优化，便于后续大件下放及维修。

使用无线通信模块与PLC 进行数据交换，实现PLC 对罐笼设备的数据采集及控制。编译电梯模式程序，与原程序无缝对接，不改变原有安全程序模块，增加联锁控制，不影响其他模式安全运行。自制罐帘两套，采用直流电机牵引钢丝绳，带动罐帘升降，运行平稳。和原有安全门、摇台一起，联锁运行，模拟电梯门。安全门、摇台到位是副井安全运行的必要条件，电梯模式将该条件保留在程序内，不做调整。自制罐笼电池充电器，采用接触式充电方式，保证充电安全及时，不影响罐笼正常运行。采用西安利雅得研发罐笼无线通讯装置，装置上显示罐笼运行趋势，使罐笼内部人员了解罐笼运行情况。各水平在原有语音报警的基础上，增加警铃装置一套，用于系统自动关闭摇台安全门时报警。在原有水平视频监控基础上，增加其他水平视频监控，便于要罐时确认其他水平情况。增加罐笼照明设施，安装光控和雷达感应开关，实现自动启停。

这一系列措施使副井提升系统存在的问题，在一定程度上有所改善，但还需要相关人员在运行过程中不断发现并解决，总结经验教训，使副井提升系统更加完善，为今后的矿山生产提供更加完备的保障，推动我国矿山事业的发展。

3 实现功能

随着相关人员的不断努力，副井提升系统也在不断完善，工作人员在工作过程中，对副井提升系统的运行做出了以下总结。

3.1 副井“提人、电梯模式”作为默认运行模式

副井提升系统包括种模式，在进行不同的作业时，要及时对机器进行模式的调整，以保证机器能够正常运行，发挥出其最大的作用。

（1）副井各模式作业结束后，现场操作人员要及时将生产模式调整为“提人模式”。

（2）副井提人作业时间到后，集控中心操作人员在系统操作画面将系统置于“电梯模式”，副井wincc 监控画面同时显示“提人、电梯模式”。

3.2 要罐操作

（1）在副井规定运行时间内，若罐笼不在本水平，乘罐人员在候罐区入口控制箱选择按下按钮，按下按钮③（要罐），罐笼自动运行到本水平。

（2）去向分“井口”、“-220水平”、“-320水平”，优先去“-220水平”。

3.3 乘罐操作

（1）乘罐人员在候罐区出入口控制箱选择按下按钮，按下按钮①（开门），罐帘同时升起，设备动作完成后，人员可以进入罐笼。

（2）乘罐人员在罐笼内控制箱选择按“下开、关门”按钮，安全门关、摇台抬起，罐帘同时落下，设备动作完成后液压站自动停止，同时选择去向，按下“发罐”按钮，罐笼运行。

（3）罐笼到位后，系统检测到位开关后5s 自动运行，液压站启、安全门开、摇台落下、罐帘升起，设备动作完成后，人员可以走出罐笼。

（4）最后一位乘罐人员在出入口控制箱选择按下按钮，按下按钮②（关门），液压站启、安全门关、摇台抬起，罐帘同时落下，设备动作完成后停止液压站。

3.4 自动关门

罐笼到位3min 后，系统检测安全门摇台、到位情况。若安全门开、摇台落到位，语音提示15s“准备关门、禁止靠近”则系统自动运行，液压站启、安全门关、摇台抬起，罐帘同时落下，设备动作完成后停止液压站。

3.5 罐帘自动运行

罐帘在“电梯”、“提物”、“下大件”模式时都是根据摇台的动作而动作，即摇台落，罐帘起；摇台起，罐帘落。

4 安全规程

虽然副井提升系统在很大程度上减少了工作人员对机器的操作，但是对于关键操控部位，还是需要相关人员对其进行调整，这就需要加快对专业人员的安全意识的培训，本段落将对安全规则进行具体分析。

（1）操作人员必须通过安全培训方可操作。

（2）每天做好设备巡视检查工作，定期进行设备精密点检，确保运行安全。

（3）各部门确定信号操作人员，组织安全技术培训，未经培训不得操作。培训内容包括设备基本知识、安全技术操作规程、操作前安全确认项目。

（4）副井“提人、电梯模式”作为默认运行模式。“提物”、“下大件”模式运行前，先联系集控室由“电梯”模式改为“正常”模式，然后通过现场功能按钮进行切换到相应的模式进行作业。公司确定副井上下人时间，上下完人之后集控操作员及时锁罐，副井提人时使用“电梯模式”运行。

（5）副井在“提人、电梯”模式运行后，必须遵守《副井提升机司机安全技术操作规程》，保证人员的安全及设备的正常运行。

5 生产效益

副井提升系统在很大程度上提升了矿山生产的效率，带来了巨大的经济效益及社会效益。继续贯彻执行国家安全总局机械化换人、自动化减人要求，

（1）实现了副井井口作业即物料、人员提升的标准化作业。

（2）减少操作人员12人次，实现系统运行本质安全化。

（3）罐帘改造完成后，方便了物料下放，进一步降低了操作人员劳动强度。

（4）罐笼照明设施投用，在增加了乘罐人员安全感的同时，实现了节能运行。

（5）程序优化调整，实现安全门、摇台自动关闭运行，既保证了正常情况下设备运行安全，也方便了故障状态时副井安全处理；

（6）方便组织调度，根据生产时间控制副井上下。紧急情况可以直接提升。

6 优化总结

通过副井电梯模式自动化改造，基本实现了目的。但是，还有进一步优化改进的地方。

（1）罐帘钢丝线经常弯曲影响正常运行；影响经常挣断，导致设备无法运行。后续设备和程序应进一步优化。

（2）受限于罐笼情况，设备安装布置不合理，后续应进一步优化。

本文对副井提升系统的操作过程进行了具体分析，并指出了这一系统在运行过程中存在的问题，但是在具体操作中，存在的问题却不止于此，相关人员在以后的工作过程中应不断总结经验教训，尽快总结出一套比较完善的方案，为未来我国的矿山生产及副井提升系统的发展提供可借鉴的经验，从而进一步提升矿山生产的效率，带动我国经济进步增长，促进我国综合国力的提升。