成果名稱

礦井提升安全監護技術及相關裝置

申

報

單

位

名稱

中國礦業大學

通訊地址

江蘇徐州

郵政編碼

221008

聯系人

肖興明

電話（區號）

3883720(0516)

電子信箱

XL6265@cumt.edu.cn

傳真（區號）

3885179(0516)

完成成果單位

1．中國礦業大學

成果類別

新技術    新工藝     新方法    新設計

新產品    新材料     新品種    其  它

成果水平

國際領先  國際先進   國內領先  國內先進

成果來源

國家計劃  省部計劃   其  它

成果評價方式

      鑒  定    驗  收     專  利    其  它

成 

果 

簡

介

（主要包括：立項背景、成果特點，創新性，成果水平，應用效果及推廣前景等，2000字）

礦井提升機是機、電、液一體化的大型機械，是礦井生產的咽喉，其運行安全性直接影響著礦井的生產能力和人員、設備的安全。因此，國內外對提升的安全問題都極為重視， 目前已開展的主要工作包括三個方面：一是制定有關提升運行安全法規，如英、德、美、法、南非、前蘇聯和我國都對此制訂了相應的法規；二是采用定期維修和定期檢測；三是研制狀態監測和后備保護裝置，該方面國外的代表性成果有ABB公司、GHH公司和SIMAG公司的提升機監控系統，他們已實現了提升系統中大部分參數的監測和控制， 國內開發和研制的提升機狀態監測或后備保護裝置大多是為煤炭系統所提出的八項后備保護而開發的，采用的主機多為單片機系統，信號大部分是取自提升機原系統的繼電器或控制接點。

盡管提升機安全監護已取得了一些成果，但仍存在以下幾個問題：

    1．對事故的機理研究未能引起足夠重視，導致有些監測參數選擇不夠合理，如目前國內外的監測均無對制動器參數的全面監測、摩擦提升無滑動保護等。

    2．對誘發故障的初期狀態無有效的監測手段。

3．對已發生事故的過程無記錄，很難找出事故發生的基本因素，這樣不能對事故的原因進行科學的分析，導致某些事故重復出現。

本項目就是針對國內外監護裝置存在的問題、煤礦生產中對提升安全的要求，開展對提升機運行狀態和制動器工作狀態的監護。該項目的研究成功可減少和避免事故發生，使提升機處于安全高效的運行狀態；同時，有助于引導提升司機正確操作、提高維護質量、實施狀態維修，為分析故障和處理故障提供了有效的措施和手段。

按照故障診斷和安全系統工程的理論，事故的發生都是經過故障初期狀態、故障發展和事故發生過程；要對事故進行科學的分析，必須對事故的發生過程有全面的了解；要避免系統事故的發生必須首先解決關鍵部分的故障；要避免操作失誤必須對操作者進行培訓和進行操作提示；狀態監測是避免事故和實現狀態維修制度的基礎。因此，我們對安全監護的思路是：通過現場調查了解提升機運行安全狀況，確定影響安全的因素和故障；通過故障機理分析確定監測的特征參數和特征值；以狀態監測為基礎，以過程記錄、操作提示、預警為手段，以報警和保護為保證；在系統的硬件設計上，充分考慮到今后系統功能的擴展和不同層次的技術要求，保證系統軟硬件功能的升級，最終達到提升機監護系統一體化。

本項目的特點是：

    1．在理論與實驗研究的基礎上，提出了礦井提升機所應監測的內容和監測方法，使監測和保護具有較強的針對性。

2．以工控機為核心的監護裝置對制動器和提升運行狀態進行在線監測，對制動器和運行狀態具有顯示和報警，對司機的操作具有提示作用，采用硬盤記錄具有"黑匣子"功能；采用菜單提示、在線幫助、功能鍵操作，便于現場人員使用。

3．由于對運行速度有關參數采用了光電編碼器、與運行距離有關的參數采用了接觸開關和霍爾元件，使其保護與提升機原系統構成了冗余系統，既避免了監護系統安裝調試的誤動作又提高了系統可靠性。

    4．對與極限值有關的故障實現了故障在線診斷。

應用情況：

     研制的兩套監護裝置均在煤礦現場得到了應用，起到了減少和避免事故的發生、縮短維修時間的作用，具有較好社會、經濟效益。

  1）提升機安全監護裝置的功能和技術指標   

    功能:

    標準速度圖的構成、運行參數的計算及屏幕顯示；

    運行速度圖的實時跟蹤監測和顯示；

    深度指示、運動學參數屏幕顯示；

    對過卷、過速、加減速預警提示、超限報警顯示；

    制動器正壓力的在線監測和顯示；

對各制動閘開合狀態的監測、顯示；

    閘瓦間隙超限報警；

    制動空動時間和二級制動延時時間的監測和顯示；

    對制動器的重要參數、運行速度圖及參數的存儲記憶和查詢；

    對運行故障的存儲記憶和查詢；

    速度和制動控制回路的故障診斷、預測和保護。   

    主要技術指標：

    提升速度顯示0～99.99 m/s；

    深度指示顯示0～999.99 m；

    制動油壓顯示0～9.99 MPa；

    制動正壓力顯示0～9999.99 KN；

    空動時間顯示0～99.99 秒；

    電源電壓220 ±15%；

    2）摩擦提升滑動監護裝置的功能及技術指標

    功能:

       提升過程滑動速度的在線監測，當出現危險滑動時，能顯示滑動速度并具有聲光報警；

出現危險滑動時能斷開提升機安全回路實現提升機制動，并使鋼絲繩制動機構制動鋼絲繩消除滑動，實現滑動保護；

能實現手動和自動控制，通過液壓力解除鋼絲繩制動；鋼絲繩制動力可調

技術參數：

    滑速監測范圍   0~10m/s；

    滑速監測誤差   小于3%；

    鋼絲繩最大制動力  40KN；

    液壓站壓力      6.3MPa；

    環境溫度       0~40C。