楊永華

中煤第一建設有限公司第三十一工程處

深立井施工鑿井絞車集控系統(tǒng)改進與應用

楊永華

中煤第一建設有限公司第三十一工程處

立井施工中模板、吊盤鑿井絞車的集控系統(tǒng)，是鑿井絞車運行的關鍵，操作人員通過操作集控系統(tǒng)，頻繁起落升降模板、吊盤兩鑿井絞車，是掌握設備運行狀態(tài)的“顯示器”，也是確保模板平穩(wěn)運行及吊盤上施工人員安全的保證，杜絕因設備的不完善、本質上不安全的設備給在現(xiàn)場的施工人員造成傷害，這一改進就實現(xiàn)了這一目的，截至目前，該技術在多個立井井筒施工中得到推廣應用，為大直徑、深立井的懸吊系統(tǒng)同步起落升降提供了較好的經驗。

深立井；鑿井絞車；集控系統(tǒng)；變頻器；起落升降；改進

1 目前立井鑿井絞車控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

鑿井絞車是立井施工中的重要懸吊設施，主要用來懸吊井筒內施工所必須的吊盤、模板、壓風管、動力電纜、風筒、供水管、排水管及安全梯等，鑿井絞車集控系統(tǒng)是通過繼電器互鎖聯(lián)動為實現(xiàn)多臺鑿井絞車同步運行的一項電氣控制技術。在立井開鑿中通常需要4臺鑿井絞車來懸吊吊盤，用3臺鑿井絞車懸吊金屬液壓模板。鑿井施工過程中升降吊盤時，需要懸吊吊盤的鋼絲繩和中心回轉鋼絲繩同時升降；下放或提升金屬液壓模板時，需要同時下放或提升懸吊鋼絲繩。為了實現(xiàn)上述控制過程，在電氣上采用了變頻器和交流接觸器互鎖聯(lián)動的開環(huán)控制系統(tǒng)，操作時由吊盤信號工、井口信號工在指揮員統(tǒng)一指揮下進行。所以鑿井絞車集控系統(tǒng)運行的安全可靠性與否，直接影響到井下施工人員的生命和設備安全，集控系統(tǒng)的形成減少了操作時間、提高了安全，由未形成集控時的一人吹哨指揮，多人分別操作來對穩(wěn)車進行控制，那時很多時候受操作人員人為因素影響較大而發(fā)生安全事故，到現(xiàn)在一人操作集控系統(tǒng)，不僅省工省力，而且減少了安全事故的發(fā)生可能性；但是目前立井鑿井施工中使用的多臺鑿井絞車的集控系統(tǒng)，往往為節(jié)省成本，降低費用，把模板、吊盤兩鑿井絞車集控系統(tǒng)共用一個變頻器，也就是人們常說的“一拖多”現(xiàn)象。在施工過程中，往往要求多臺模板、吊盤鑿井絞車同時或分別頻繁啟動、停止，集控系統(tǒng)兩旋鈕的誤操作或旋鈕不到位，往往導致施工中模板、吊盤鑿井絞車起落升降誤動作，模板、吊盤鑿井絞車的不同步運行，給井下工作面施工人員帶來重大安全隱患，甚至造成重大傷害的安全事故。

2 改進前模板、吊盤兩鑿井絞車集控系統(tǒng)使用中存在的缺陷

原來的模板鑿井絞車與吊盤鑿井絞車共用一個變頻器起落升降，變頻器下方通過接觸器對模板、吊盤鑿井絞車分別進行切換，只用了一個1SA兩檔旋轉開關進行1KA接觸器的通斷切換來操作，模板鑿井絞車選用1KM接觸器的長閉點，吊盤鑿井絞車只能選用同一個接觸器的敞開點，若接觸器出現(xiàn)故障后，本應需要吊盤鑿井絞車起落時，由于接觸器未吸合沒有動作升降吊盤鑿井絞車反而引起模板鑿井絞車動作，開始升降，這不僅達不到起落升降吊盤的目的，還因吊盤歪斜給施工人員造成傷害，如改進前控制系統(tǒng)圖。這種情況有較大的麻痹性，使操作人員不易發(fā)現(xiàn)，如果操作人員不能及時發(fā)現(xiàn)這種操作錯誤，輕則模板鑿井絞車的天輪被拉壞拉脫，吊盤也會因為有的懸吊鋼絲繩升降，有的懸吊鋼絲繩不動作而出現(xiàn)吊盤搖晃、上下方向傾斜，重則懸吊模板鑿井絞車的鋼絲繩被拉斷，給井上封口盤在操作的人員帶來很大的安全隱患，并且模板鑿井絞車鋼絲繩在井筒內會出現(xiàn)與其他懸吊鋼絲繩纏在一塊、打卷等現(xiàn)象，重新修復安裝費時費力還有很大的危險性，給施工帶來很嚴重的后果；吊盤傾斜后，在吊盤上施工的操作人員、崗位人員及設備設施會墜入井底，造成施工人員、崗位人員的傷亡及設備設施的損壞。另外還因為吊盤鑿井絞車主回路接觸器因長時間處于通電狀態(tài)，4KM接觸器觸點經常發(fā)生燒毀或接觸不良的現(xiàn)象，頻繁更換接觸器、變頻器，也造成不必要的經濟損失和維修時間的增加。

3 現(xiàn)改進后模板、吊盤兩鑿井絞車集控系統(tǒng)使用中的優(yōu)點

改進后，變頻器下方通過接觸器對模板、吊盤鑿井絞車進行切換，改用了一個2SA三檔旋轉開關進行兩個接觸器的通、零、斷三者的切換，模板、吊盤鑿井絞車不需要起落升降操作時2SA開關打到零位，即使模板、吊盤鑿井絞車都處于待操作狀態(tài)；模板鑿井絞車選用1KM接觸器的常開點，主回路接觸器線圈不通電，這樣接觸器就不易損壞。當控制線路出現(xiàn)故障后，主回路接觸器線圈不通電，主回路不吸合投入工作，模板、吊盤鑿井絞車控制臺上的指示表就不顯示電流值、電壓值，操作人員在施工中通過系統(tǒng)顯示器比較容易觀察到電流值、電壓值的波動變化，電流值、電壓值超出鑿井絞車正常范圍之外，立即停止起落升降進行維修，避免安全事故的發(fā)生。

4 結束語

在立井施工中，集中控制系統(tǒng)改造的投入成本小，但意義重大；改造后的系統(tǒng)結構簡單，容易安裝調試，安全性能較好，維護量小，故障率低，安全系數高，有效避免施工過程中由于誤操作出現(xiàn)模板、吊盤鑿井絞車不同步運行給施工人員帶來的個人人身傷害和單位經濟損失，大大提高了同種穩(wěn)車控制的同時性和不同種穩(wěn)車控制的安全可靠性，提高了鑿井速度和工效。通過改造后的集控系統(tǒng)，施工過程中既提高了工作面的安全，又加快了施工進度，重要的是有效的保證了模板、吊盤鑿井絞車起落升降的安全。

[1]羅德剛,余波,張德強.鑿井絞車集中控制在立井井筒施工中的應用[J].科技與企業(yè),2013,（05）：144-145.

[2]張玉桂.PLC技術在鑿井絞車群控制系統(tǒng)中的應用[J].科技風,2015,（04）：152+154.

[3]攸頻.工程項目控制系統(tǒng)的協(xié)調及優(yōu)化[D].河北工業(yè)大學, 2003

[4]王進杰.施工立井提升系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D].中國礦業(yè)大學,2016.

[5]宗永宏.鑿井絞車集中控制技術應用[J].能源技術與管理, 2014,（05）：177-178

楊永華，男，畢業(yè)于山東大學礦建專業(yè)，現(xiàn)任中煤一建三十一處派駐安監(jiān)站長，礦建工程師，曾發(fā)表論文多篇。