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副立井井口操车设备设计改造

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2020年11月上作者：阚凤麟

[导读] 随着社会的发展，我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。矿井副立井提升机提升系统采用罐笼作为提升容器，主要用于大、中型矿井的副井提升，提升废石、矸石、人员、材料等。此外，宽罐笼除了承担上述任务外，还承担一般设备及大型机电设备升降任务。而副立井井口操车设备，又是提升系统中的一部分，在整个提升系统中起到了不可缺少的作用。

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摘要：随着社会的发展，我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。矿井副立井提升机提升系统采用罐笼作为提升容器，主要用于大、中型矿井的副井提升，提升废石、矸石、人员、材料等。此外，宽罐笼除了承担上述任务外，还承担一般设备及大型机电设备升降任务。而副立井井口操车设备，又是提升系统中的一部分，在整个提升系统中起到了不可缺少的作用。
关键词：副立井；井口操车；设备设计改造
        引言
        当前煤矿开采过程中大多使用副立井操车系统，电动机与起动机的体积较大，驱动时缺乏灵活性，甚至还会存在一定噪声，无法更好地适应生产环境。同时，副立井操车系统由于体积较大，运输期间存在各种问题，因此工作人员会适当减少操作作业，这也会导致频繁启动操车，以致其长期处于气动状态，增大了故障的发生几率。受上述各种原因的影响，煤矿副立井操车系统急需得到升级改进，加之当前频繁发生煤矿事故问题，这也要求企业应在操车系统中应用更多的信息技术，实现不同学科的相互交叉，确保系统整体的技术水平与安全效果，真正实现通信技术、网络技术、微电子技术以及电子技术的全面融合，提高煤矿开采系统的可靠性。本文便据此进行分析。
        1井口操车设备及技术
        1）井口摇台。摇台落下时应动作平稳，对罐笼无较大冲击；摇台抬起时应自锁可靠，应能阻止矿车自溜滑入井筒。轨距600mm；摇臂长度（进、出车侧）800mm；进出车两侧轴标高差75mm；调节高度150mm。2）销齿装罐推车机。采用液压马达—传动齿轮直接驱动；推爪能进罐，可完成装罐、卸罐及调车等多种作业。每次推车数位2辆1.5t600轨距标准矿车、材料车或1辆重型平板车（载重24t）；额定推力28000N；推车速度为装罐0.5～1m/s，调车0.3～0.5m/s；最大推车行程12500mm。3）前阻车器。阻轮式（布置紧凑，可减少推车行程从而缩小推车机的布置尺寸）；阻爪打开应能顺利通过装运液压支架的重型平板车。允许最大变形能2618J；阻爪最大工作位移100mm。4）后阻车器。阻轴式B型压轮阻车器（T81修改型），可防止阻车时矿车发生剧烈跳动造成掉道（内侧固定销拔掉时，压轮翼板可向外侧转动张开，以便重型平板车运送大件通过）。允许最大变形能2618J；阻爪最大工作位移100mm。5）井口下层安全门。门体轻便美观；具有自锁功能；可通过装运液压支架的重型平板车。驱动方式为液压马达—链轮—滚子链牵引门体作水平运动；安全门滑道净高不小于2400mm。6）井口上层安全门。门体轻便美观；具有自锁功能。驱动方式为液压马达—链轮—滚子链牵引门体作水平运动；安全门滑道净高不小于2000mm。7）道岔后分车阻车器。阻轴式B型压轮阻车器（T81修改型），可防止阻车时矿车发生剧烈跳动造成掉道。（注：内侧固定销拔掉时，压轮翼板可向外侧转动张开，以便重型平板车运送大件通过）。允许最大变形能2618J；阻爪最大工作位移100mm。
        2系统技术升级目标
        首先可以提高操车系统的自动化运行水平，机械设备最关键的性能指标便是自动化水平，在煤矿副立井生产系统中，操车系统属于基础机械设备，直接决定着煤矿生产的安全性与高效性，但在以往的操作环节中，煤矿企业并未重视自动化改进，生产效率较低，更无法实时监测操车的实际运营状态。因此，在设计副立井操车系统时应保证运行自动化，融合先进的设计理念与技术方法，切实保证操车的自动运行，实现量化监控，提高系统的安全性与生产效率。其次可以提高操车系统的适用性，当前矿区开采期间更为重视引入副立井操车系统，开采环境比较复杂，以往操车系统体积较大且设计简单，不能更好地适应生产环境。对此，在改进升级操车系统时应完善功能，保证环境的适应性，根据不同矿区的生产环境设计不同的开采模式。

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同时，还应量化统计不同矿区的实际情况，采用模块设计思路，根据生产环境的改变随时调整操车的运行状态，确保使用率，为此后的升级改进提供更多的借鉴依据。最后可以提高副立井操车系统的稳定性与可靠性。在整个煤矿生产过程中，副立井操车系统占据十分重要的位置，也是故障发生需要紧急抢险的重要设备。对此，煤矿企业应重点提高操车系统的稳定性，而非简单的提高某个部件的可靠性，做到在整体上进行统筹优化，严格设计每个生产环节。在设计创新方面，开采人员应引入创新思维，在满足可靠性与安全性的前提下进行量化分析，融合通信技术与电子技术，切实提高系统的稳定性。
        3应用效果
        3.1设备功能的应用效果
        （1）设计应用后，远程操作台新增了各水平信号操车设备的操作控制功能，通过控制权限的选择来远程实现了信号操车功能操作和监视管理，比原系统新增了一套远程功能。（2）设计应用后，各水平新增加提升机运行状态显示，乘罐人员能提前知晓罐笼检修情况、罐笼去向水平、罐笼所在位置等候罐信息，方便了乘罐人员自由安排乘罐时间。（3）设计应用后，原各水平信号改为由跟罐信号工通过无线遥控装置在罐笼里远程操作所在水平的信号和操车设备，改变了原有的固定操作方式，增加了操作范围。（4）各水平操作台冗余了一套无线操作设备，减少了设备故障率。
        3.2人员优化的应用效果
        以1条拥有4个水平的联合副井为例，在改造之前各水平设置1名信号工，1条井3班运行制计算，合计需要18名专职信号工。2条井合计需要36名信号工，副井信号操车系统经过远程控制改造以后每条井三班运行制时只设置9名信号工（井下4个水平1名，远程操作台1名）。2条副井提升系统减配18名信号操车的操作人员，大大优化了副井提升机的人力资源数量，提高了劳动效率和设备的自动化水平。
        3.3系统安全性的应用效果
        （1）优化改造后的信号操车系统的I/O单元通讯仅用于闭锁、急停、控制、保护、信号的信息传输，现场总线的通讯用于模拟信号、状态、故障信息的传输，不参于闭锁、控制、保护、信号的传输。信号系统出现通讯中断的情况时，不会影响提升信号及副井提升机控制系统的正常运行。（2）罐笼运行方式变为有专职跟罐信号工随罐运行时，提升机出现故障，乘罐人员被困井筒中间时，跟罐信号工能及时联系地表远控信号工，知悉提升机的恢复情况，并积极安抚和配合营救乘罐人员，避免了提升机被困井筒时造成的恐慌和未知的伤害。
        结语
        从操车系统各部分可靠度可以清楚地看出操车系统的薄弱环节为罐帘门。煤矿所使用的罐帘门结构十分简单，它主要靠把钩工人工托起、放下，它的缺点是，自动化程度及安全可靠性不高，在开启罐帘门时，横杆必须保证整体平行上移，否则阻力大增，无法开启到位。在罐帘门运行的过程中，不可避免会出现对罐帘门的撞击等，造成横杆和导向槽变形，这样使开启的难度进一步增加。为了使罐帘门安全可靠，提高矿井的生产效率，必须更换一种结构设计新颖合理、自动化程度高的全新罐帘门。
参考文献
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[2]池春迎.基于机电液一体化探析销齿操车技术的应用[J].中国新技术新产品,2014(19):16.
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[4]王爱军.基于PROFINET现场总线的副井操车电控及信号系统的研究与应用[J].中国煤炭,2017(12):90-92.
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