楊建國

（山西興新安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限公司， 山西 太原 030024）

引言

煤炭作為重要的自然資源，在我國的工業(yè)領(lǐng)域扮演重要的角色，在現(xiàn)代的采礦設(shè)備中，起重機(jī)是非常重要的一個環(huán)節(jié)。主要原因是起重機(jī)影響著現(xiàn)代煤礦的生產(chǎn)能力，在這些起重機(jī)中，斗式起重機(jī)又是最常用的一種設(shè)備，其主要的功能在煤礦中垂直輸送原料中發(fā)揮重要作用。從20 世紀(jì)50 年代開始，蘇聯(lián)便將起重機(jī)的設(shè)計(jì)和制造作為重要的研究和發(fā)展內(nèi)容，到80 年代，世界各國對于起重機(jī)的研發(fā)已經(jīng)從整體開發(fā)發(fā)展到局部改進(jìn)的方向上來，但是這些對于起重機(jī)（特別是ZL 型和鉤鏈斗式提升機(jī)）的改進(jìn)，我國一直走在發(fā)達(dá)國家之后，這對于我國的能源安全和工業(yè)發(fā)展均是不利的，不論何原因未能將提升機(jī)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行推廣，這均使得我們國家關(guān)于提升機(jī)改進(jìn)相關(guān)技術(shù)與國際先進(jìn)水平相比仍然存在很大的差距，尤其是板鏈斗式提升機(jī)的差距更大。對設(shè)備升級進(jìn)行技術(shù)改造投資，尤其對于六七十年代的設(shè)備升級改造，提高可靠性，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低事故率，對老礦具有重要意義。

1 煤礦提升機(jī)設(shè)備的發(fā)展趨勢

以增加高科技產(chǎn)品的含量，向規(guī)模化、自動化方向發(fā)展。我國的大型、特大型礦井提升機(jī)還處于起步階段，技術(shù)水平低，控制水平落后，仍依賴進(jìn)口[1-4]。為適應(yīng)礦業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)大型、特大型礦山礦山輔助提升機(jī)規(guī)格將達(dá)到JKM4×6 以上。根據(jù)用戶的特殊要求設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品規(guī)格多樣化，起重設(shè)備能實(shí)現(xiàn)完整交付，國外市場大多被公司占領(lǐng)[5]。礦井提升機(jī)的應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大，朝著高速、重載、自動化和控制水平高的方向不斷發(fā)展[6]。

根據(jù)長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以看出，當(dāng)代煤礦的采礦設(shè)備，尤其是提升機(jī)設(shè)備其標(biāo)準(zhǔn)化水平得到了非常大的提升，這一方面得益于我們國家對于工業(yè)領(lǐng)域的不斷投資，另外一方面，先進(jìn)的技術(shù)和先進(jìn)的提升設(shè)備通用零部件均促使了其快速發(fā)展，在這個高速發(fā)展的過程中形成了許多提升機(jī)功能模塊，具體的可以分為如圖1 所示的三個部分。

圖1 煤礦提升機(jī)主要模塊

1.1 對于液壓制動模塊

大型起重機(jī)械配有高壓液壓站。具有延時無級可調(diào)的二級制動性能，為制動器的安全制動提供了最好的性能，特別是在斜井提升中，能保證制動器的安全不松繩，容器不后縮。持續(xù)減速液壓站，可以保證提升機(jī)在任何工況下安全制動，將減速作為一個設(shè)定，對系統(tǒng)有良好的改善保護(hù)作用[7]。

1.2 對于汽缸后盤式剎車模塊

該裝置是保證提升機(jī)安全性能的關(guān)鍵部件，釋放時制動缸布置在遠(yuǎn)離制動的一側(cè)，對密封圈和溢油進(jìn)行回收，從而避免了密封損壞、油漬污染制動盤、制動等問題的影響。閘瓦間隙調(diào)整方便，新設(shè)計(jì)的盤式制動器為焊接支架，它配以制動器可獲得不同制動力矩[8]。

1.3 對于微致動器模塊

微致動模塊的設(shè)置極大地提升了當(dāng)代煤礦提升機(jī)的工作性能，準(zhǔn)確地說，微制動模塊其實(shí)是空氣離合器的高級組成，將其與電腦主機(jī)相連，并輔佐電源和驅(qū)動的電機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)要求的目標(biāo)功能，即進(jìn)一步穩(wěn)定當(dāng)代煤礦提升機(jī)的升降速度。除了傳統(tǒng)的拱式深度指示器外，還有多級監(jiān)測、設(shè)置向上小拱深度指示器和閥瓣類型指示燈，計(jì)算機(jī)數(shù)字地圖在控制臺顯示指示燈[9]。該系統(tǒng)還設(shè)有停車、繞線、斷軸指示燈、備份保護(hù)模塊、徑向齒輪塊、繩索調(diào)整離合器模塊。齒輪傳動采用雙鎖或三塊齒輪齒徑向離合器。

2 煤礦提升設(shè)備改進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)市場調(diào)研分析，未來幾年我國煤炭、冶金等行業(yè)需要增加大型提升機(jī)620 余臺，主要用于煤礦主提升系統(tǒng)的國家重點(diǎn)建設(shè)；另一方面，現(xiàn)有煤礦投入了創(chuàng)新的起重設(shè)備，特別是擴(kuò)建礦山的同時，煤礦所使用的提升設(shè)備和相關(guān)技術(shù)是不斷發(fā)展的，在這種發(fā)展過程中，好的一方面是這些設(shè)備的使用壽命越來越長，并且功能也越來越豐富，但是，這也引來了一些不好的方面，包括：由于系統(tǒng)功能的不斷增加，故障率頻發(fā)。另外一方面，由于總體壽命的延長，這倒是當(dāng)代很多煤礦對提升機(jī)的更新?lián)Q代抱有一定的僥幸心理。所以，正確的做法是對整套吊裝進(jìn)行報(bào)廢更新、大修提升機(jī)或?qū)υO(shè)備相對落后的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)改造等。

2.1 對于整套設(shè)備的改進(jìn)

目前，一些煤礦的提升機(jī)有老化跡象，且基礎(chǔ)難以移除。這種案例可選擇對整個提升機(jī)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，在盡可能保證原有安裝底座不變的情況下，根據(jù)礦山要求模塊化設(shè)計(jì)提升機(jī)部件。這種次整體改造要充分利用90 個通用零部件（三個基本模塊），使改造后的提升機(jī)具有或接近新的提升機(jī)的性能和可靠性。

2.2 對于制動系統(tǒng)的改造

對于制動系統(tǒng)的改造是當(dāng)代煤礦提升機(jī)提標(biāo)改造工程的重要內(nèi)容之一，一些舊的無二級制動液壓站和無壓力制動的提升機(jī)瓦式制動系統(tǒng)，主要問題是滯后、控制力大并且安全性無法得到很高的保證。這種制動系統(tǒng)使設(shè)備安全制動時容易損壞鋼絲繩、井架和提升機(jī)，且制動油缸前段漏油污染制動片和制動盤，降低制動效果，造成重大的人身和設(shè)備事故。對制動系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，只需要更換常用部件即可。

2.3 減速器的更換

帶有行星齒輪減速器的舊設(shè)備已較為普遍，要想對其進(jìn)行提標(biāo)改造，其實(shí)方法相對簡單，具體為：增添一個鋼架在減速器與原始基礎(chǔ)之間，這樣做的目的是縮短其作用時長。安裝更換的時間很短。

2.4 控制系統(tǒng)的技術(shù)改造

中國早期的KKX、TKD 提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)，使用大量的DC 繼電器和接觸器等組成部件，噪聲高，能耗高，故障率高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生故障的程度在80%以上，且屬于電氣故障。用于通訊的中轉(zhuǎn)子磁場站電氣控制系統(tǒng)的改造是在高壓和高壓電動機(jī)換向器接觸器開關(guān)真空開關(guān)（接觸器）上進(jìn)行的，這種改造簡單實(shí)用，取得了立竿見影的效果，效果非常好，非常適合礦山的部分環(huán)境條件。二是控制電控系統(tǒng)采用工業(yè)計(jì)算機(jī)可編程控制系統(tǒng)，國內(nèi)產(chǎn)品如濟(jì)南市平陰礦井提升機(jī)主軸已完成電氣控制。

2.5 控制程序的完善

控制程序的設(shè)計(jì)是舉足輕重的，直接關(guān)系到升級系統(tǒng)的運(yùn)行安全穩(wěn)定，這就要求程序設(shè)計(jì)必須保證正確。另外還要根據(jù)實(shí)際情況對起重系統(tǒng)和要求的方案進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。為了解決該問題，采取以下措施：控制臺統(tǒng)一顯示將停止信號，并在通信中保持停止信號穩(wěn)定[5]。上部和下部井口緊急停車裝置分別與車庫通訊，并直接連接至安全回路車庫，以確保任何按下緊急停車裝置的行為都會立即使安全制動響應(yīng)。安全門鎖增加，晃動狀態(tài)增加，起重機(jī)械無法運(yùn)行或停止，以確保任何一扇安全門就位。

3 結(jié)語

目前的提升機(jī)品種和規(guī)格與國際上還有較大的差距，應(yīng)有計(jì)劃逐步推進(jìn)。本文就是對新形勢下改進(jìn)煤礦提升設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，尤其對設(shè)備進(jìn)行技改升級，提高可靠性，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低事故率。同時，應(yīng)該對現(xiàn)有老舊提升設(shè)備進(jìn)行有計(jì)劃的改進(jìn)、開發(fā)和升級，本文提供了從整套設(shè)備的改進(jìn)到關(guān)鍵部件的改進(jìn)關(guān)鍵方法，可以明確的是新形勢下，對當(dāng)代煤礦的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，尤其是提升設(shè)備的技術(shù)升級將帶來劃時代的進(jìn)步。今后，可以根據(jù)市場需求逐步提高大型、特大型提升機(jī)的規(guī)格和技術(shù)性能，以適應(yīng)新時代下的煤礦開采。