科技在进步,建设现代化的矿井已经迫在眉睫。新时代的矿井提升机对我们提出了更高的要求,提升机的安全性、稳定性、节能性必须作为设计的重要依据。目前,各国研究人员都致力于新型提升机的研究工作中,从而使提升机的安全性和可靠性较以往有很大提高,并且在矿井提升机的领域引入了 “可靠性系统工程”理念,同时提升机对它的电控系统的安全性和可靠性要求也越来越高。因此,安全性和可靠性是矿井提升机在设计时首要重要因素。与传统提升机相比,电控系统具有高可靠性,其主要有两方面的表现:第一,电控装置硬件设施好,稳定性高;第二,在电控系统发生故障后应该能根据故障的性质及时进行保护,并能对故障的内容进行记忆和显示,从而能迅速排除故障。
我国传统提升机设备陈旧、技术落后、稳定性差、工作效率低、经济效益差,因此满足不了生产需要。我国传统提升机主要存在以下不足:
1)能耗大;
2)稳定性差;
3)使用寿命短;
4)维修成本高;
5)可靠性低。
正因为这些问题的存在给我们安全生产带来了麻烦。因此,我们需要研制更安全可靠的控制系统,改善传统提升机存在的不足。在新型的提升机控制系统中应用可编程计算机控制技术和变频调速技术,实现对提升机的更新换代。矿井提升装置是采矿业的重要设备,随着科学技术的进步和矿井生产现代化要求的不断提高,人们能更加深入的认识到提升机的工作特性。提升机的硬件设施和软件设施也逐步趋于完善,各种新的控制系统、新工艺正逐步在矿井提升设备中被广泛应用。其中较突出的是微电子技术、模拟技术、微电脑技术,它们在提升机控制中的应用已成为必然的发展。
目前工业领域应用广泛的机型是可编程逻辑控制器(PLC)。而把变频调速装置应用在PLC电控系统的基础上,配合先进的矢量控制技术,不仅满足了提升机运行工艺的要求,而且能顺利解决传统提升机存在的不足。变频装置使得传统的复杂的串联电阻切换装置得到简化,从而把提升机对运行速度曲线、转矩大小的要求都由变频器来完成,不但使控制操作流程更方便,而且提高了控制精度。
因此,经过多年的实践和论证,变频装置配合PLC电控系统的提升机能够满足实际生产的需要,解决传统提升机存在的问题。这个课题必将更加深入的进行下去。
2 矿井提升机系统
2.1 提升系统简介
矿井提升机(mine winder/mine hoist)是安装在地面借助钢丝绳带动提升容器沿井筒或者是斜坡道运动的提升器械。
矿井提升机按照不同的分类标准有着不同的分类:
1)按钢丝绳放在卷筒上的连接方式分为缠绕式提升机和摩擦式提升机 ,摩擦式提升机又可以分为多轮的,单轮的(落地式,塔式)。
2)按井上或者井下使用分为地面式提升机和井下式提升机,井下式提升机又可以分为电气防爆式、液压传动式以及其他传动。
3)按卷筒的结构形式可以分为绞轮、圆锥形、圆柱圆锥形以及圆柱形,圆柱形又可以分为圆柱卷筒型和可分离圆柱卷筒型。
4)按电气的传动形式可分为交流式和直流式。
5)按传动的形式可以分为电传动、液压传动。
6)按提升绳的多少可分为单筒式和多筒式。
且矿井提升机也可分为竖井提升机与斜井提升机两种。目前,我国单绳缠绕式的矿井提升机广泛采用交流绕线式电动机拖动的方式,提升的过程一般包括:起动、加速、匀速、减速、爬行以及停车几个重要环节。斜井提升观览车就是一例,设在一长度为400m、坡度为35°的斜坡上有观览车在运行,见图2-1,其功能是在山顶到山底之间运送游客上下。因为是载人提升机,所以,对电力拖动控制有较高的要求,必须要求做到平滑的起动加速以及平滑的制动停车,无论是提升过程还是下降过程,斜井提升观览车在斜坡上的运行都不得超出规定的时间。