摘要：在信号传输的过程中，如果遇到外界干扰的情况而产生信号失误的情况，使得井口与井底的操作系统很难整体完成，提升信号无法产生，动车条件受到限制。另外，如果操作人员出现误操作的情况，提升机也不能被启动。借助立井提升机信号后备闭锁保护装置，实现对系统的双重保护，保证提升机运行的安全性与可靠性。通过设计安装立井提升机信号后备闭锁保护，即使信号在传输过程中受外界干扰产生误信号，若井口与井底的操车系统不能全部完成，也不能生成提升信号，不具备动车条件，即使操作工操作错误，也不能开动提升机。通过信号系统的双重保护，确保立井提升机的安全运行。
关键词：立井提升机；信号；后备闭锁保护
根据煤矿的相关规定，立井在进行罐笼提升的时候，需要保证井口、井底以及安全门与罐位、提升信号达到联锁的状态。立井使用罐笼提升时，井口、井底的安全门必须与罐位和提升信号联锁；井口、井底都应设置摇台，并与罐笼停止位置、阻车器和提升信号系统联锁。目前立井提升信号系统均采用可编程控制器，利用PROFIBUS 现场总线通讯技术，设计矿井提升信号控制系统。几年之后，由于部分通讯设备老化抗干扰能力降低，其受井筒中潮湿等复杂环境影响，会误动作产生干扰信号，造成提升机误动车，严重威胁安全生产。为此设计一种后备闭锁保护来避免误动作的产生，以确保立井提升机的安全运转。
一、概述
为了实现井筒作业安全性的提升，很多煤矿都应用了泄漏通信系统，目的是实现与井筒作业人员的有效联系。这一系统的优势是具有正规的证书，通信效果较好，成本不高，实现了对传统联系方式的改变。同时，为了更好地提升安全系数，将这一系统与信号闭锁功能相结合，达到有效的闭锁和解锁的目的。鉴于提升机电控系统的核心作用，需要在通信与矿井提升系统之间达到闭锁，也就是，形成一种电气闭锁，但是前提是不改变提升机电控系统的基本功能，可以通过两种方式实现，一种是对提升机信号系统进行改造，达到闭锁的目的。另外一种是通过对提升机电控系统的改造实现闭锁。另外，立井井筒作业对于提升系统检修维护工作意义重大，是高危作业的一种。借助信号闭锁和泄漏通信，能够实现与各种人员的有效沟通，同时，在不动车的前提下完成。二者的结合使得井筒作业人员能够直接参与提升机的控制，避免动车的操作，在根本上提高了井筒作用的安全性，同时，有信和人员直接进行信号复位操作，有效减少了操作环节，大大减少了维护的时间。
二、设计方案
在井口及井底分别取操车系统完成信号即摇台抬起、安全门关、前阻关；分别把井口及井底操车系统完成信号串联控制一个直流24 V 继电器，并把直流继电器输出点串入到提升机信号闭锁回路；把井口及井底操车系统完成信号串联后，再并联提升机松闸信号自保，避免误动作跳闸提升机；把井口及井底操车系统完成信号串联后，在操作台上并联一个钥匙按钮实现下长材等特殊工作方式下的要求；增加安装一个直流12 V 电源及一个12 V指示灯，用来指示井口及井底操车系统完成信号。立井提升机信号后备闭锁保护原理如图所示。
（1）当井口与井底操车系统完成后即摇台抬起、安全门关、前阻关，闭锁输出使井口与井底完成触点闭合，ZJ 继电器得电闭合，ZJ1触点闭合，信号输入提升机PLC 程序，开车信号生成可开车，ZJ2触点闭合，12 V 指示灯亮；
（2）松闸继电器是松闸开车后，松闸接点自保操车系统完成信号，可防止提升机在运行中安全门、摇台、前阻任意一项传感器误动作，而急停提升机；
（3）操作台钥匙开关是在立井下放长材时，需要打开安全门开动提升机，此时可通过操作台钥匙开关短接操车系统完成信号，实现特殊方式下的正常提升。
三、操作使用方法
（1）正常提升时，当提升机操作工收到动车提升信号后，先观察信号后备闭锁指示灯是否已亮，若亮证明井口及井底的操车系统均已完成，可以动车；若不亮证明井口及井底的操车系统没有全部完成，不具备动车条件，不能动车，即使误操作也没有反应；
（2）特殊方式下提升时，此时需要在操车系统没有全部完成的情况下动车。如下放长材需要打开井口安全门动车。当安全门打开需要吊运长材时，可转动操作台上钥匙开关，短接操车系统完成信号，实现正常提升。
四、安全性
（1）提升机的供电及控制。绞车的供电为双回路，双回路引自地面10 kV 变电所不同母线段，一用一备。绞车电控设备选用JDK 系列电控设备。可以满足绞车的起动、加速、等速、减速、停车与换向运行状态的控制，其控制为PLC控制变频调速。后备保护选用煤矿地面提升机综合后备保护装置，该设备满足《煤矿安全规程》的各项规定，对提升机运行状态进行监测报警，为提升机安全运行提供了保障。该装置利用数字集成电路的优点，设置有精粗针指示的数字深度、运行速度的显示、提升次数的显示、以及提升机运行的非正常状态监测、报警、清零等功能。
（2）信号系统。提升信号选用KXT 型提升机信号装置。有急停信号报警功能、闭锁扩展功能、有直通电话、有声光兼备，数字显示，信号记忆功能、有对系统的自动监视报警功能等。提升信号与提升机控制系统有闭锁关系。井口安全门必须在提升信号系统内设置闭锁装置，安全门未关闭，发不出开车信号；井口和井底设置摇台，必须在提升信号系统内设置闭锁装置，摇台未抬起，发不出开车信号。
（3）主立井提升机必须装设下列保护装置：防止过卷装置；防止过速装置；过负荷和欠电压保护装置；深度指示器失效保护装置；闸间隙保护装置；松绳保护装置；满仓保护装置；减速功能保护装置。提升绞车的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩与实际提升最大静荷重旋转力矩之比K值不小于3。
在立井中安装信号后备闭锁保护，不但符合煤矿安全规程要求，即使在信号传输过程中受干扰产生错误信号，若井口及井底操车系统不完成，信号后备闭锁指示灯不亮，提升信号不能产生，提升机也不能运行。该设计起到了后备闭锁保护的作用，双重保护确保立井提升机的安全运行。
参考文献：
［1］王腾蛟，石磊.矿井提升机PLC 智能控制系统研究[D].河南科技大学，2015.
［2］孙振伟，袁王圭玲.基于PLC 控制器的矿井副井提升信号系统的设计［J］.电子设计工程，2014，19（8）5.
［3］李虹，杨金艳.PLC 与矿井提升机的信号系统［J］.黄金，2015（7）：25-27.
［4］杨 帆.项目管理在煤矿大型提升设备安装工程中的应用[D].天津大学，2014.
论文作者:贺文龙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：信号论文; 提升机论文; 立井论文; 井口论文; 井底论文; 安全门论文; 车系论文; 《电力设备》2019年第4期论文;