李 宏

（西北地勘局，陜西 略陽(yáng) 724308）

在我國(guó)礦山中，豎井開(kāi)采方式應(yīng)用十分廣泛，目前的豎井提升系統(tǒng)具有諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但它的使用安全風(fēng)險(xiǎn)較大，因此對(duì)安全保護(hù)裝置要求高。目前我國(guó)很多礦山?jīng)]有設(shè)置后備保護(hù)裝置，導(dǎo)致豎井罐籠墜落人員傷亡的事故時(shí)有發(fā)生。為此，本文介紹一種型號(hào)為KHT135提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置的原理及使用情況，以供參考。

一、KHT135保護(hù)裝置原理

該系統(tǒng)主要由以下模塊組成：微控制器、電源、傳感器、鍵盤(pán)顯示、報(bào)警信號(hào)、光電隔離、繼電器輸出等。系統(tǒng)采用89C52單片機(jī)作為主處理器，運(yùn)用LM12-3004LAX型霍爾傳感器對(duì)速度、深度、深度指示器及深度校正位置進(jìn)行采樣，并將信號(hào)經(jīng)光電隔離后直接送入主機(jī)，由主機(jī)進(jìn)行處理，將結(jié)果送給多位七段LED管顯示。當(dāng)提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)超速、過(guò)卷、深度指示失效時(shí)，由主機(jī)控制繼電器實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。安全回路采用并聯(lián)接點(diǎn)方式進(jìn)行信號(hào)采樣，經(jīng)光電隔離后送主機(jī)處理，將結(jié)果送出顯示。通常在井底或井上發(fā)出的打鈴信號(hào)由打鈴信號(hào)采樣，主機(jī)控制繼電器進(jìn)行閉鎖。重要數(shù)據(jù)等主要通過(guò)4×4的16位鍵盤(pán)輸入主機(jī)，送EPROM存儲(chǔ)。該裝置原理如圖1所示。

二、參數(shù)設(shè)定

該裝置主要是依據(jù)國(guó)家礦山提升安全規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)的提升機(jī)保護(hù)裝置，系統(tǒng)內(nèi)部軟件參數(shù)主要按照絞車(chē)安全規(guī)范設(shè)定的。

(1)勻速段超速15%，減速段速度超過(guò)設(shè)定的極限保護(hù)值或接近井口或井底到達(dá)2m/s限速距離時(shí)，超速指示燈亮，喇叭報(bào)警，制動(dòng)繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。

圖1

(2)提升至終點(diǎn)時(shí)，超過(guò)設(shè)定的過(guò)卷距離，過(guò)卷指示燈亮，喇叭報(bào)警，制動(dòng)繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。

(3)提升機(jī)運(yùn)行中，深度指示器失效，失效指示燈亮，喇叭報(bào)警，到達(dá)2m/s限速距離時(shí)，制動(dòng)繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。

(4)提升機(jī)運(yùn)行至減速點(diǎn)位置時(shí)，減速指示燈亮，喇叭報(bào)警，減速繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)后備減速。

(5)提升前，只有井底發(fā)出提升信號(hào)，信號(hào)繼電器釋放，其常閉點(diǎn)閉合，井口才能發(fā)出提升信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)閉鎖。

(6)各水平發(fā)出提升信號(hào)，其指示燈亮。

(7)井口發(fā)出提升信號(hào)，信號(hào)顯示窗顯示相應(yīng)的點(diǎn)數(shù)。打一次電鈴信號(hào)，繼電器不動(dòng)作；打兩次，上行及提物指示燈亮，上行繼電器釋放，下行吸合，形成方向閉鎖控制；打三次，下行及提物燈亮，下行釋放，上升吸合；打四次，上行及提人指示燈亮，上行繼電器釋放，下行吸合。其他打鈴信號(hào)不作處理。

(8)停車(chē)后，上行及下行均吸合，其常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，提升機(jī)不能啟動(dòng)。

(9)當(dāng)安全回路接點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，相應(yīng)指示燈亮，標(biāo)明故障點(diǎn)位置。

三、傳感器的原理及安裝方式

1.速度傳感器

速度傳感器由雙向霍爾傳感器和磁鋼組成。其原理主要是依靠傳感器發(fā)出的磁性來(lái)檢測(cè)磁鋼在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)的頻率。霍爾傳感器用支架安裝在提升機(jī)主電動(dòng)機(jī)輸出軸旁，磁鋼用膠粘貼在主電機(jī)輸出軸上，且在同一圓周上均勻分布(圖2)，兩者之間的距離不得大于8mm。磁鋼的個(gè)數(shù)N=10πD/K，D為提升機(jī)的滾筒直徑，K為減速器比，磁鋼的個(gè)數(shù)取大于或等于N的偶數(shù)。

圖2

2.深度失靈傳感器

深度失靈傳感器有磁鋼、霍爾傳感器和支架組成(圖3)。其作用主要防止提升機(jī)沒(méi)有正常運(yùn)行或者停車(chē)，通過(guò)檢測(cè)做出安全制動(dòng)，阻止不安全事故的發(fā)生。對(duì)于牌坊市深度指示器，磁鋼均勻分布在停止時(shí)的絲杠下端：對(duì)于圓盤(pán)式深度指示器，可安裝在小指針軸系統(tǒng)上，兩者距離不得大于8mm。磁鋼的個(gè)數(shù)：N=h/2k，h為提升井深，k為深度指示器的單個(gè)行程絲杠的轉(zhuǎn)數(shù)。

3.深度校正傳感器

深度校正傳感器由方形大磁鋼和磁接近開(kāi)關(guān)組成。主要作用是對(duì)提升機(jī)位移數(shù)據(jù)存在的誤差給予糾正。磁鋼安裝在提升容器上，磁接近開(kāi)關(guān)安裝在井架上，必須保證兩者在一條軸線上，兩者距離不得大于70mm(圖4)。

四、運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)

(1)工作人員要定期檢查提升機(jī)的保護(hù)裝置和主接觸器、啟動(dòng)、停止按鍵等之間的連線接觸是否良好。

圖3

圖4

(2)工作人員要定期檢查磁鋼上是否有灰塵，磁鋼和霍爾傳感器是否在同一圓周上，兩者距離是否滿(mǎn)足要求。

(3)操作員要按照提升機(jī)安全規(guī)程操作，避免提升機(jī)頻繁發(fā)生制動(dòng)。

(4)井下工作人員在每次下放或提升物品時(shí)，必須要打電鈴信號(hào)，由于電鈴信號(hào)和提升機(jī)控制是閉鎖關(guān)系，打錯(cuò)或不打信號(hào)，提升機(jī)不能啟動(dòng)。

五、應(yīng)用效果

通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐證明，礦山提升設(shè)備安裝后備保護(hù)裝置后，整個(gè)提升系統(tǒng)的可視化和安全性明顯提高，從根本上改變了以前盲井提升問(wèn)題，提高了礦山的綜合安全生產(chǎn)能力。另外，相比現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大型礦山在提升保護(hù)中應(yīng)用的設(shè)備，如PLC+電腦組態(tài)監(jiān)控、PLC+變頻器+顯示模塊等等，成本減少了幾十倍，且保護(hù)裝置穩(wěn)定性高，安裝簡(jiǎn)單，對(duì)提升機(jī)運(yùn)行無(wú)負(fù)面影響，它是一種在中小型礦山豎井提升系統(tǒng)中值得推廣應(yīng)用的裝置。

[1]馬小平，肖興明.基于專(zhuān)家系統(tǒng)的提升機(jī)故障診斷[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999.

[2]馬建民，趙增玉.現(xiàn)代提升機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.