王长久
小文件存储【摘 要】为保证矿井立井提升机在提升人员时的安全性,针对红庆河煤矿交通罐提升机运行中存在的隐患,通过对现场安装环境的调研论证,设计出一套安全门电磁锁闭锁装置,即将交通罐上、下井口安全门原插销闭锁改造为电磁锁闭锁装置,利用PLC控制程序实现罐笼到位的相应电磁锁的打开,电磁锁关闭时才能发出开车信号,以完善安全门与提升机联锁功能.该装置经改造后,运行效果良好,安全门电磁锁闭锁装置灵敏可靠,故障率低,可有效防止因罐笼不到位,误操作打开安全门的事故,为矿井安全、高效生产消除了隐患. 【期刊名称】《煤矿机电》
加法器电路【年(卷),期】2018(000)005
【总页数】3页(P77-79)
【关键词】闭锁装置;安全门;插销闭锁;控制程序
【作 者】王长久
【作者单位】北京天地华泰矿业管理股份有限公司,北京100013
【正文语种】中 文
【中图分类】TD534
0 引言
矿井提升设备的运行性能影响着整个煤矿的正常生产，更涉及到人员的生命安全和财产安全。同时，煤矿生产要求其提升设备必须能长期连续地可靠运转，能最大限度地减小事故的发生率，缩短检修时间，保护员工生命财产安全，更好地促进企业的发展[1-2]。矿用安全门是保障煤矿立井人员、物料提升和运输安全作业的关键防护设备。目前，我国矿用安全门主要分为左右平移开闭式和上下开闭式两种。根据动力源，可以分为3种类型：人工操作式、罐笼带动垂直升降式、动力驱动式。动力驱动式又可分为液压马达链式驱动、液压油缸驱动和气缸驱动的滑移式、折叠式、铰链门扇式、电液推杆式等。其中液压缸和气压缸驱动应用较为广泛[3-6]。
1 红庆河煤矿副井提升机主要存在的问题
红庆河煤矿副井井筒净直径10.5 m，装备两套提升设备：一套特制“双层大罐笼+平衡锤”和一对特制交通罐笼。其中“大罐笼+平衡锤”提升系统担负矿井交接班升降人员、整体升降液压支架、无轨胶轮车运送材料等提升任务。另一套特制交通罐笼提升系统担负矿井零散人员提升任务。两套提升设备均采用塔式多绳摩擦式提升机。 交通罐提升系统装备一台SIEMAG公司生产的JKM2.25×4塔式多绳摩擦轮提升机，配SIMENS公司生产的交流异步电动机(375 kW、690 V、743 r/min)加减速器的传动方式，最大提升速度为7.58 m/s。传动系统选用德国SIMENS公司生产的S120型交-直-交变频器，制动系统采用德国SIEMAG公司生产的两套ST3-F型恒减速液压站，正常工作时，一台运行，一台备用。一对特制交通罐笼外形尺寸2 050 mm×1 200 mm×5 800 mm，自重8 t，最大载重量3 t，交通罐双层乘人，可同时上、下，单层可乘10人。
红庆河煤矿交通罐提升机担负人员的上下井任务，每日运行时间长，单日提升人数2 400人左右，在矿井安全生产中占重要的地位，必须安全可靠、稳定运行。交通罐提升机上、下井口安全门采用不锈钢条焊接而成，折叠推拉式，打开方式为人为手动推拉，关闭时插销
式机械闭锁。此机械闭锁方式在罐笼未到位的情况下，人为外力可打开安全门，给矿井生产带来极大的安全隐患。
2 闭锁装置的改造设计方案
根据交通罐提升机安全门闭锁装置缺陷进行改造，设计出一套安全门电磁锁闭锁装置，将交通罐上、下井口安全门原插销闭锁改造为电磁锁闭锁装置，实现罐笼到位相应电磁锁打开，电磁锁关闭才能发出开车信号，完善安全门与提升机联锁功能。提高矿井提升系统的可靠性，保证高效生产和人员的生命安全。
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2.1 系统组成
系统由SIMATIC S7-300 PLC、电源模块6ES7 307-1BA00-0AA0、16位数字量输入输出模块6ES7 323-1BL00-0AA0、施耐德RXM2AB2BD DC24V、矿用防爆电磁锁等部件组成，如图1所示。
图1 闭锁装置系统组成原理图
2.2 安装布置
安全门固定在井筒钢梁，安全门关闭位置上方安装矿用防爆电磁锁，安全门上焊接锁定装置如图2所示。
1-井筒梁; 2-电磁锁; 3-固定底座; 4-电磁锁锁头;5-锁定机构; 6-安全门图2 闭锁装置安装布置图
2.3 控制原理
控制程序以上井口南侧安全门为例，下井口及上井口北侧安全门控制程序同时进行，如图3所示。主要控制原理是利用提升机停车抱闸、罐笼到位信号和安全门闭锁完成信号控制电磁锁关阀继电器导通，3个条件同时具备时，电磁锁闭锁安全门，通过电磁锁锁头伸出并锁住安全门，有锁到位反馈信号时，允许发出辅层信号，所有闭锁完成后信号工方可发出开车信号。
图3 电磁锁闭锁装置程序控制原理图
3 闭锁装置的优点
1) 安全门电磁锁利用提升机信号程序自动控制打开和关闭，与提升机信号系统联锁，无需人员手动操作，减少系统操作繁琐性。
2) 依靠锁钩锁住安全门，外力无法打开。
3) 电磁锁锁不到位发不出信号，既使发出开车信号，控制电磁锁仍处于断电状态，无法打开安全门，安全性高。
4) 通过调研考察其他矿井安全门，发现采用油缸、气缸控制较为普遍，由于液压系统本身的特性,油缸驱动式安全门门体到位后油缸具有闭锁功能；这就使安全门处于关闭状态时,具有可靠的机械闭锁,防止被人为拉开,有利于安全提升；但液压系统受油质、温度影响，安装维护成本相对较高。气缸驱动系统受矿井条件影响，气压系统中含水和其他杂质，对气缸、气动电磁阀造成损害，故障率较高，安装维护成本较高。电磁锁闭锁装置不受安装环境限制，系统稳定，安装维护成本低。
5) 油缸控制、气缸控制系统在设备出现故障后，需拆卸机械部件或故障处理完毕恢复正常后，才可打开安全门，处理时间较长。而电磁锁闭锁装置出现故障后，应急处置措施简单，
继电器带有强制开关，使电磁锁通电打开安全门；当电磁锁出现故障，强制复位电磁锁锁头打开安全门，将罐内人员放出，避免乘罐人员滞留罐内。
4 结论
电磁锁闭锁装置在矿井提升实际应用中，闭锁装置灵敏可靠，故障率低，有效防止因罐笼不到位，误操作打开安全门而出现的人员坠入井筒事故，为矿井安全高效生产消除了隐患。安全门与罐位和提升信号实现电气联动闭锁,满足了《煤矿安全规程》的要求,确保了罐笼提升的作业安全。
参考文献：
六分量传感器【相关文献】
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[4] 陈志顺.安全门电磁锁的改造[J].水力采煤与管道运输,2008(3):47-48.
[5] 朱凯,高峰,刘大领,等. ABB矿井提升机系统安全保护功能分析[J]. 工矿自动化,2013,39(5):95-97.
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