主井效率提升持续优化改造研究与应用.docx

          主井效率提升持续优化改造研究与应用                    摘要：随着社会的发展，矿井的运输以及其提升在矿山生产过程中发挥着重要的作用文章通过对主井提升的相关系统进行分析，对提升与优化过程中存在的问题进行研究，并提出有效的解决方案，进一步提升社会经济效益关键词：主井效率；优化；研究引言矿井运输与提升在矿山生产中有十分重要的作用，主井提升系统运行的好坏，直接关系到整个矿井生产过程的连续性，也关系到矿井的生产经济效益，因此，提升系统作为竖井生产工艺过程中的咽喉，为进一步确保提升系统的安全性、可靠性，同时提高提升效率，增加提升量，特将主井效率提升持续优化改造作为课题进行研究，以保证主井提升满足矿井生产的需要1主井提升系统概况新查庄公司主井绞车为单绳缠绕式矿井提升机，采用立井双钩提升，绞车型号为2JK-3.5/11.5B型，滚筒直径3500mm，配套电机规格型号为2台YR800-10/1180、6000V、800kW交流电动机，主供电电压等级为6KV，最大提升速度9.449m/s，提升高度322.5m原用电控系统采用交流绕线式电机转子串电阻调速方式，这种调速方式在使用过程中存在着机械冲击大，调速性能差，无法克服工频高压电源与变频电源在切换过程中的失控区等一些问题，同时该电控设备已使用十余年，元器件出现老化等情况，另外设备的老化限制了主井效率的发挥，影响了正常生产经营活动。

2研究需要解决的问题（1）安全风险：主井绞车原电控系统串电阻调速方式属于高耗能、落后的电控装置启动时产生较大冲击电流，对矿井供电系统影响大，自动化程度较低电阻系统运行中易发热，减速与低速爬行中闸瓦的磨损比较严重，需经常更换，系统存在安全隐患大、维修费用高等问题2）高耗能主井年平均提升用电量258279.6kwh，电费支出较大3）效率低主井提升效率最大30勾/小时，影响主井效率发挥，限制了单班产量3主井效率提升持续优化改造方案主井提升效率的持续提升，从三方面着手：一是提升机设备的更新改造二是干部员工创新创效、小改小革作用的发挥三是维修人员的辛勤维护和机电专业的强化管理3.1设备更新改造3.1.1主井变频系统的研究和应用（1）新变频系统采用高压变频器直接驱动电动机，保留原系统的运行方式，另增加一套高压变频电控系统，实现两套系统的切换运行，在一套系统出现故障后，可切换另一套系统运行，确保了主井正常提升同时实现了自动操作、半自动操作、手动操作、检修运行、紧急操作等操作方式，主控台自身具有应急提升功能，在不添加任何外部硬件的情况下，当PLC出现问题时，可以实现故障状态下的低速运行.（2）改造后的系统具有较高的优越性①系统控制精度高，运行稳定，安全保护齐全，维护检修方便。

变频器触摸屏主界面可方便地实现变频器功能、参数的设定，可以本机控制，也可远程控制，方便快捷；主控台显示屏可实现系统中各种参数的显示、梯形图状态显示、提升机速度动态显示等，并为以后系统功能的扩展留下充分的余地②启动平稳，无冲击，降低了电机的噪音和故障率，实现系统的软启动，软停止③节能效果明显，大大降低了用电量，节约了运输设备对电能的损耗④系统没有输入输出变压器，体积小重量轻，减少了基建投资⑤可实现控制系统的自检、报警、信号记忆及相应的图文、数字显示、查询和打印⑥具有全中文操作界面，基于Windows操作平台，彩色显示屏，便于就地监控、设定参数、选择功能和调试⑦现场变更控制内容简单，安装调试容易二次接线通用化设计，现场接线简单，安装周期短；采用模块式结构，一旦电路出现故障，可快速更换，不影响生产主要器件均采用世界一流厂商的成熟产品，产品从元器件至半成品及成品，均实现100%的严格测试各系列产品出厂前均100%完成72小时以上负载测试记录，确保产品的可靠性⑧系统中PLC留有不少于20%的扩展裕度，以备将来增加新的控制要求，并能根据现场情况随时增加相应功能⑨可以根据用户现场条件和控制要求量身定做，及时满足用户的不同需求。

3.1.2基于PLC控制的主井装卸载自动化控制改造该系统完全由我公司自行改造完成，利用计算机控制技术，采用PLC控制，将提升机1部带式输送机、2台给煤机、1台定量仓的扇形门纳入控制系统，使之实现自动运行，实现装载自动化，同时改造了主井装载系统，使人工卸煤变为自动卸煤1)该系统采用 YCF系列液压定量装载测重装置一套，用于提升机自动装载、测量、显示、控制，测重点按每只定量斗集中单点测量，根据单钩提升重量配置0~50t液压测量头及传感器2)井下装载站的1部带式输送机、2台给煤机和1只定量斗闸门由PLC控制，实现装煤自动化，定量斗闸门气缸由防爆电磁阀控制，实现自动放煤3)井上监视系统设在绞车房，在司机台旁边安装工控机一台，司机能通过工控机及时掌握井下系统的工作状态4)为保证提升安全，杜绝二次装载或误装，本系统与箕斗运行位置闭锁，箕斗到位后，方可开闸放煤5)为实现卸载自动化，利用矿井停产检修时间，改造了卸载操控系统，通过磁钢控制到位和防爆电磁阀控制闸门气缸等方案，实现自动卸载6)在不改变原信号系统的情况下，在PLC内部增设一套自动打点信号装置，在井下箕斗装满煤后，自动向绞车房发点，原打点信号作为备用。

3.2创新创效、小改小革作用发挥大作用在设备更新改造的基础上，为进一步持续提高主井提升能力，机电专业及维修工区干部员工充分发挥创新创效作用，仅主井提升系统小改小革项目17项，使主井提升效率得到进一步提高1）主井卡箕斗保护装置；（2）主井信号指示装置；（3）主井提升装卸指示装置；（4）主井卸载自动信号闭锁保护装置；（5）主井装载30KW电机改造；（6）主井装载电机快速搬运装置；（7）主井装载定重装置PLC程序改写；（8）主井装载皮带启停PLC程序改写；（9）主井装载PLC电源更新改造；（10）Y型溜煤槽安全连接装置；（11）给煤机平台更新改造；（12）装载设备双电源手动切换装置；（13）主井轴编码器连接装置；（14）装卸载气缸限风装置；（15）主井装载电机联轴器改造；（16）主井松绳保护装置改造；（17）联轴器棒销快速更换装置；以上共计17项小改小革项目这些小改小革，在保证了主井提升系统安全的前提下，大大提高了提升效率，满足了矿井高产高效的要求4产生的社会、经济效益及下一步持续优化改造方案4.1社会效益新系统控制精度高，运行稳定，操作简单，维护检修方便启动电流平稳，无冲击，降低了电机的噪音和故障率，实现系统的软启动，软停止和绞车自动化运行。

4.2经济效益（1）减少了劳动用工成本，实现了自动化减人，提高了工作效率，主井改造后，由原来8人减员5人，目前3人包岗，按每名员工月工资 3000元计算，每年可为公司节省18万元的劳动用工成本，并且减少了提升设备维修费用近20万元2）节能效果明显，大大降低了用电量，节约了提升设备对电能的损耗改造后，每月平均用电193774.8kwh，节能25%，电费按0.68元/kwh，年节约电费64504.8×0.68×12=526359.2元3）缩短了提升时间，提高了主井提升能力原每小时提升30勾，每勾提升时间120s；电控系统改造后，缩短了减速爬行时间且运行稳定，平均每小时提升34勾，每勾107s，每班多提升32勾，进一步提高了主井提升能力，确保了产量任务完成6月份按照机电专业组要求，深入研究，在主井提升时间上下功夫，对主井提升每个环节进行认真科学合理分析，修改了PLC程序缩短了主井底装载系统时间，使主井提升时间提高到98s，平均每小时提升37勾，每班多提升24勾，提高了主井提升效率4.3下一步持续优化改造方案（1）进一步优化系统改造，分析主井装载、卸载存在的冗余时间，通过优化，进一步减少单勾提升时间，提高提升效率，增加提升产量。

2）从增加箕斗容量方面着手，进一步进行研究，通过调研制定可行性方案，为下一步提升效率的提高提供保障结语：综上，在矿山的生产中，要对矿井运输进行重视，对主井系统的提升进行重点关注，主井系统的提升对整个矿井的生产有非常大的影响，同时，影响着矿井生产的经济效益，在对主井效率提升方案研究的基础上，对矿井的生产需求进行满足参考文献：[1]武树斌.煤矿主井提升系统改造及应用[J].机械管理开发,2019,34(05):175-176.[2]陈国成,吴家胜.会宝岭铁矿主井提升系统优化安全改造[J].山东工业技术,2015(17):38-39.[3]龚子来. 荆各庄矿井通风系统仿真与优化改造研究[D].辽宁工程技术大学,2013.  -全文完-。