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矿井提升机液压站的安全保护改进

发布时间:2020-07-25来源:点击:272

    原创张伟,程爱学矿山机械杂志5月3日

    液压制动系统是提升机的关键配套设备,是矿井提升机安全运行的根本保证。其液压站的运行性能和安全保护直接影响到设备和人身安全;因此,提升机液压站电气保护的改进设计迫在眉睫。

    

    1 需改进的问题

    (1)提升机运行中,液压泵电动机发生异常跳停时,制动油压瞬间降为零,对机械和钢丝绳造成冲击;

    (2)二级制动实现过程中,如果制动失效会造成提升机滑绳或错向;

    (3)控制程序中,对二级制动解除的条件不合适,可能会发生过卷事故。

    2 问题分析及改进措施

    2.1 液压泵电动机异常跳停的保护

    液压泵电动机跳停的主要原因有:人为误操作液压泵停止按钮、电动机电源过流及电动机接触器掉电,液压泵电动机跳停瞬间安全回路闭合,工作制动电磁阀仍带电,由于液压泵提供的动力源消失,油液通过正常工作油路回到油箱,制动油压瞬间降为零,制动效果等同于一级制动,提升机极易滑绳。此后由于全制动力加到提升机上,提升电动机过流故障安全回路自动断开,对提升机造成损害。

    此类情况的发生对提升机的冲击较大,应以预防为主,电控系统程序可增加电动机异常跳停的安全保护,如图1所示。电控系统检测到提升机运行中液压泵电动机跳停时,同时完成3方面保护措施。

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    图1 液压泵电动机故障的保护程序

    (1)电控系统控制电磁阀带电逻辑,将液压站的工作油路切换到制动油路,切断卸荷油路,带电保压的电磁阀带电延时0.5s,维持一定的制动油压,等待安全回路断开指令。

    (2)向主控系统发出急停故障信号,断开主控安全回路,提升机电动机断电。

    (3)接到主控安全回路断开指令后,液压站进行正常的恒减速或二级制动。

    上述措施在国投新集刘庄矿副井提升机上进行了试验。结果表明,增加电气保护可以避免制动器的油压瞬间降为零,减轻了对提升机的冲击。

    2.2 二级制动的全程监控

    目前,我国提升机配套的液压站大多具有二级制动功能,但对其保护功能很少,给安全生产带来了隐患。根据现场使用经验,电控系统需完善二级制动保护。

    (1)增加速度反馈保护 通常二级制动的实现方式是安全回路断开,油压保持在第一级制动压力,直到延时时间结束。图2所示为开滦东欢坨矿主井制动曲线(提升机全速为13.5m/s,设定延时时间为8s)。现场安全制动中,由于压力调整不合适、溢流阀卡阻等原因,造成的二级制动压力过高或超载提升等工况。上述异常工况如发生在提升机重载上提的二级制动过程时,由于制动力矩不足,造成提升机停止,使重载侧下放运行。这种工况很危险,如发生在井口位置时,轻载侧的提升容器容易造成过卷事故。

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    图2 未加零速反馈功能的二级制动速度-油压变化曲线

    针对以上故障产生的原因,电控系统需增加二级制动保护程序,即满足提升机速度降为零或延时时间结束任一条件时都可实现全制动,制动油压不需要一直保持到延时时间结束为止。优化程序在焦煤古汉山矿主井进行了二级制动试验,该矿主井提升机最高速度为8m/s,设定二级制动延时时间为5s。图3所示为二级制动试验曲线,可见制动油压保持第一级油压时间约为2.6s,小于设定值5s,速度已降为零,同时制动油压降为零,制动系统实现了全制动。

    (2)增加油压监视功能 通过压力变送器对二级制动油压进行实时监控,油压过大时,执行全制动;油压过小时,发出报警信号,提醒维修人员查找故障原因。

    (3)改进二级制动解除程序 目前大多数电控系统二级制动解除是由绞车运行方向信号和制动位置解除信号共同确认的,如图4所示。如果主控系统超过停车位置后,方向信号解除,恢复二级制动;如果发生安全制动时,二级制动油压过高或超载运行易造成过卷事故。

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    图3 增加零速反馈功能的二级制动速度-油压变化曲线

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    图4 修改前的二级制动解除程序

    根据现场使用经验,程序可修改为二级制动解除条件只与解除位置相关,取消绞车运行方向的连锁,如图5所示。在二级制动解除位置内,安全制动执行的是一级制动,提升机可以很快抱闸停车,避免过卷事故的发生。

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    图5 修改后的二级制动解除程序

    3 结语

    液压站电控保护程序的优化,避免了因液压站回油不畅或回油过快造成的损害,确保了提升机的安全运转,同时加强了在设备管理方面的工作,保证液压站时刻保持良好的工作状态和性能。

    引文格式:

    [1]张 伟,程爱学,吴晶晶,郜福星.矿井提升机液压站的安全保护改进.[J].矿山机械,2016.44(9):99-101.


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