时间：2022-04-10 10:25:51
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【摘 要】 在煤矿井下的采区斜巷上运输一般都使用调度绞车，调度绞车运输时需要投入大量的人力、物力，并且中间的环节较多，安全系数相对较低，运输的效率也比较低。而无极绳绞车运输就能解决这些运输环节复杂、运输距离长、巷道变坡多、运输效率和安全系数低的问题，在运输条件复杂的回风槽等地方应用无极绳绞车，就能实现煤矿的安全、高效、经济的斜巷运输，确保煤矿的安全生产。
【关键词】 无极绳绞车 煤矿 应用
0 引言
随着煤矿机械化水平的提高，对煤矿采区内部斜巷运输的安全性、快速性、经济性、高效性提出了更高的要求。推广使用先进的运输装备，提高运输管理水平是当前煤矿斜巷运输管理的重点和难点。无极绳绞车是一种实用的新型辅助运输装备，具有结构紧凑、操作方便、可靠性高等优点，适用于长距离、多变坡、大吨位工况条件的普通轨道运输，主要用于煤矿井下工作面顺槽和掘进后配套运送生产所需材料、设备，无极绳运输设备简单，使用范围广泛，是当前调度小绞车的替代产品。
1 无极绳绞车结构原理
无极绳绞车由传动装置、主轴装置和制动操纵机构等组成。
1.1 传动装置
传动装置包括电动机、液力耦合器、减速器、齿轮联轴器和一级开式齿轮传动。
（1）减速器。减速器采用ZHQ-85型标准两级圆弧齿轮减速器。机壳为水平剖分结构，机盖和机座用铸铁铸成，并以螺栓连接。机座一端设有油位尺，其下面设有放油用的螺塞。盖板用于遮盖视孔，其上有排气帽。主动轴、中间轴和被动轴均以单列向心圆锥滚子轴承支承。各轴轴端有调节轴承间隙的垫片和端盖。
（2）液力耦合器。液力耦合器用于连接电动机和减速器，其作用和工作原理与输送机上用的相同。泵轮和壳体用螺栓连接。涡轮位于壳体内但无连接关系，它通过平键与减速器主动轴联结。壳体内设有注油孔和保险器。当液力耦合器长期过负荷工作使油温超过91.5度时，保险器内的易熔金属熔化，其中的销子在油压作用下被推出，并触动保险装置的拐臂，而后通过小轴、销子、套和凸轮臂，使电气开关动作而切断电路，起到保护作用。
1.2 主轴装置
主轴装置由卷筒、主轴、齿轮和滑动轴承等组成。卷筒有夹钳式和抛物线型两种。夹钳式卷筒有驱动力大、钢丝绳使用寿命长和无滑动现象等优点，其结构是在轮体上装有12块扇形压板，扇形压板内装有左、右卡钳和弹簧、销轴组成的夹钳，钢丝绳则卡在夹钳内。抛物线型卷筒是由轮体和开有抛物线形绳槽的轮圈组成，它们用螺栓连接。这种卷筒的优点是制造简单和可以正反转。
1.3 制动操纵机构
制动操纵机构包括工作制动器和安全制动器。
（1）工作制动器。它采用电动液压推动器自动操纵，推动器的电动机与主电动机联动。主电动机起动后，电动液压推动器使其外部的框架升起，进而通过连杆、长轴和连杆使重锤升起，于是杠杆抬起，工作制动闸松开。主电动机停转时，电动液压推动器随之停止工作，制动闸在重锤的作用下将卷筒闸住。此外，工作制动闸还可以通过手把拉动连杆进行操作。电动液压推动器的结构原理为，动作状态时，电动机带动涡轮旋转，油室内的油液输送到活塞的下腔。这一过程是逐步实现的，从涡轮排出的油液先使缓冲装置下部的活动套升起。当该活动套上升到使开口露出时，油液才进入活塞的下腔。随着套的继续上升，开口逐渐增大，直到套的上端顶到涡轮外罩时，开口达到最大。这时，活塞在油液压力的作用下上升，带动框架升起，使工作制动闸松开。制动状态时，电动机停止运转，涡轮也随之停止运转，油液不再具有压力，于是活塞在重锤的作用下迫使油液从开口返回油室，并且随着套在弹簧的作用下下降，开口越来越小，回油速度越来越慢，因而使制动过程进行的比较平稳。
（2）安全制动器。安全制动器由电动液压推动器、重锤、制动杠杆和带形闸等组成。主电路有电时，液压推动器动作，使重锤提起，使带形闸处于松闸状态。当发生故障，总电路被切断时，液压推动器停止工作，重锤立即下降，通过制动杠杆使带形闸将卷筒制动，起到安全保护作用。安全制动使用的电动液压推动器与工作制动用的基本相同，只是没有弹簧缓冲装置，因而动作较快，适合安全保护的要求。
1.4 逆止装置
逆止装置的作用是当工作制动器失灵时，防止绞车在货载的作用下反转而造成事故。它由固定在主轴一端的单向离合器、固定在离合器上的模板、中间传动机构和按钮开关组成。绞车正常工作时，离合器不转，模板位置不变。一旦工作制动器失灵，绞车在货载的作用下刚一反转时，离合器便立即动作，其上的模板便触动按钮开关而切断液压推动器的电源，使安全制动器立即动作，防止了绞车的反转；同时，安全制动器上的闭锁装置切断主电动机的电路而使之停止转动。
2 无极绳绞车在煤矿运输中的应用
（1）简化运输系统。无极绳绞车减少了线路上的工作人员和矿车摘挂钩次数，摘挂钩工人劳动强度大，轨道附属件多，倾斜运输中容易发生跑车事故，应用无极绳绞车无形中提高了提升效率和安全性能，为综采工作面安全、快速的安装奠定了基础。
（2）减少了摘挂钩和倒车接替次数，避免了因跑车、脱钩、断绳等引发的事故；简化了运输程序，减少了事故隐患环节，降低了运输事故发生率。
（3）液压张紧系统张紧便捷。钢丝绳张力可随着牵引工况的变化而变化，延长了钢丝绳的使用寿命，减少了窜绳张紧的次数。
（4）泄漏通讯装置使用方便，实现了手持电台之问、手持电台与基地电台之间的多方通话，还具有打点、急停控制功能，为长距离安全运输提供了技术保证。
（5）无极绳绞车采用机械传动方式，结构紧凑，操作方便，可靠性高。
（6）在顺槽中实现连续运输，无需转载，提高了安全可靠性，避免了掉道对煤矿采取设备安装、生产的影响。
（7）尾轮固定简单，可方便快捷地移动，实现运输距离变化。
3 结语
无极绳绞车运输是煤矿生产过程中重要的运输方式之一，随着社会的发展和科技的进步，在无极绳绞车在设计制造方面将更加完善，将能更好地为矿井的生产建设服务，为煤矿企业创造更多的效益，确保矿井安全稳定生产。
【摘 要】 传统的矿用提升绞车测速装置因结构较为复杂，带有的电刷和换向器，其产生的干扰信号会对绞车上PLC或者变频器等电控装置造成影响。本文重点介绍了基于霍尔传感器的绞车测速装置在仙亭煤矿中的使用情况，对今后该装置的推广使用具有一定的指导意义。
【关键词】 煤矿 霍尔传感器 提升绞车 测速
目前矿井提升绞车已基本实现了对其进行PLC或者变频控制的改造。但是很多提升绞车上仍然使用的是利用测速发电机这种传统测速方式，该种测速装置结构较为复杂，带有的电刷和换向器，其产生的干扰信号会使改造后的提升绞车电控装置造成不良影响。以仙亭煤矿使用的重庆GKT型绞车为例，该种绞车配备的是直流测速发电机，经过多年的运行，大部分测速装置已经不能正常使用，因此寻找一种廉价、易维护的测速方法对于绞车安全运行有很大价值。本文详细讲述霍尔传感器测速系统在矿山提升绞车上的应用情况。
1 霍尔传感器的原理
1.1 霍尔效应
在一块半导体薄片上，其长度为L，宽度为b，厚度为d，当它被置于磁感应强度为B的磁场中，如果在它相对的两边通以控制电流T，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两边将产生一个大小与控制电流I和磁感应强度B乘积成正比的电势u ，即UH=KHIB，其中KH为霍尔元件的灵敏度。该电势称为霍尔电势，半导体薄片就是霍尔元件。
1.2 工作原理
霍尔开关集成电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅值随磁场强度变化的霍尔电压UH放大后再经信号变换器、驱动器进行整形、放大后输出幅值相等、频率变化的方波信号。
2 霍尔传感器在仙亭矿绞车上的应用
2.1 霍尔开关概述
霍尔开关是一种磁感应电子器件，其原理是感应电势根据磁场强度的变化而变化——即霍尔效应。霍尔开关可以作为接近开关使用，主要用于转速及位移检测，其分类有开关型霍尔传感器和线性霍尔传感器两种，开关型霍尔传感器输出为0和1两种信号，是一种数字信号，可以直接连接PLC或者单片机的I/O引脚，而线性传感器则需要AD转换器。霍尔开关价格便宜，稳定性较好，是一种理想的非高精度测速原件，现以仙亭矿201采区GKT1.6绞车为例，探讨使用霍尔传感器对绞车测速。
2.2 测速方法介绍
仙亭矿201采区绞车的电控系统现为PLC电控，结合变频器使用，使用的PLC型号为欧姆龙CPM2AE-60CDR-A，扩展模块为CPM1A-20EDR，扩展模拟模块为CPM1A-AD401，其测速装置使用测速发电机输出220V电压后，进入型号为DP（I）4-PDV500C的数字式直流电压表（DVP）作为采集装置，信号发送到CPM1A-AD401（如图1所示）。PLC模拟模块编程后，可设置输入电流信号上下限，起到限速保护作用（数字式电压表DP（I）4-PDV500C自身带有上下限设定功能，本文不做讨论）。此时测速发电机如果损坏，可考虑使用使用线性霍尔传感器替代，线性霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成输出的是模拟型号，根据外加磁场强度变化，输出电流也在变化，将霍尔传感器的输出端直接连接DP（I）4-PDV500C即可，PLC程序无需修改，选择适当型号的霍尔传感器即可。
2.3 硬件实现
2.3.1安装
使用霍尔接近传感器测速时，采用旋转式接近，将配套磁钢片以同一极性按一定的角度贴在电机转轴上，传感器正面对准磁钢片固定，工作距离大概在2～10mm之间（如图2所示）。当电机旋转时，传感器霍尔电势随磁钢片磁场强度变化而变化，对于线性霍尔传感器来说，是电流电压的线性变化。
2.3.2 接线方式
一般的霍尔接近开关有三条线，棕色接电源正极，蓝色接电源负极，黑色为输出线，输出线接负载，负载可以是继电器线圈、信号灯，对于PLC则是数字输入模块。需要注意的是，不同PLC需要选择不同的接近开关，公共输入端为0V的 PLC要选用NPN型接近开关，公共输入端为24V的PLC则需选用PNP型，欧姆龙等日系PLC公共输入端一般为0V。
2.4 软件实现
限速保护实现流程图：
利用PLC编程软件设定上限值，并在安全回路设置过速保护开关，可实现限速保护，如果利用多位数码显示管，还可显示速度。具体的软件设置和梯形图需根据现场及PLC的型号而定。
3 其他测速方式
除线性霍尔传感器，还可使用开关型霍尔传感器，需要设置转速公式，编程较为复杂，但不需要PLC模拟模块；另外还可以使用旋转编码器，其优点是精度较高，接触式旋转编码器安装十分不便，而非接触式旋转编码器对环境要求高。
接近开关可以组合使用，对于牌坊式深度指示器的提升绞车，在深度指示器安装和电机等部位各安装若干个传感器，进入PLC后进行数据对比，设置差值上限，可作为深度指示失效保护。霍尔传感器在工控领域应用已十分成熟，价格在几十至几百元不等，价格低廉，对于矿井设备控制也能有十分广阔的应用。
4 结语
本霍尔传感器适用于矿山提升绞车的速度测量，从根本上解决了传统的利用测速发电机这种电磁式转速传感器输出信号的幅值不稳定，响应频率不高，以及抗电磁波干扰能力差的缺陷。能够更好的保障矿井的安全生产，值得在煤炭行业广泛推广。
【摘 要】本文介绍提升绞车的工作原理及性能，并对绞车故障诊断技术和设备保养进行了论述。
【关键词】煤矿机械；提升绞车；故障诊断；设备保养
1 提升绞车的工作原理及性能
1.1 工作原理
（1）动力传动系统：其传递路线为：电机联轴器中心轮1（太阳轮）行星轮中心轮2（内齿轮）调整装置行星架斜齿轮卷筒。
（2）调速系统：因系行星差动轮系，自由度有2个。通过对内齿轮的速度调整，可实现对行星架输出转速的无级调速，使卷筒达到理想的工作转速。
（3）辅助装置：包括紧急制动装置、工作制动器、调速操纵器、深度指示器与卷扬系统等。紧急制动装置用于突然停电或遇紧急情况时，起紧急刹车作用。主要由电力液压制动器和带制动轮的柱销联轴器组成；工作制动器用于停车前或工作中制动减速。该制动器为连杆带式制动器：主要由制动带、杠杆系统和操作手柄组成。制动带有内衬，用螺栓或铆钉固定于钢带上；调速操作器由块式制动器，制动闸轮，杠杆系统，操作手柄组成。向前推动操作手柄，位于调速器外侧的块式制动器打开，调速轮空转，调速器输出速度为零。向后拉动操作手柄拉紧制动时，调速轮固定不动，调速器输出速度最大；卷扬系统装置包括卷筒、主轴与轴承座。卷筒由大齿轮、制动轮和钢板卷筒组成，并通过平键联接在主轴上，外带绳槽的衬垫或木衬、以减少钢丝绳的磨损。
1.2 性能要求
（1）满足负载时变：绞车用于海洋拖曳、电梯轿厢提升、矿山调度等场合时，由于外界环境因素影响，例如海浪、海流、货物质量等的不断变化，其负载也在不断变化。这就对绞车的稳定运行造了很大干扰。因此，要采取有效的控制手段来控制绞车的收放速度。
（2）驱动力矩范围大：这是由绞车的工作环境决定，其驱动力范围从几公斤到上百吨不等。
（3）调速方便，高低速运行稳定：由于收放工作的需要，现在许多绞车都需要能够方便连续地调整收放速度。高速运行时，不能出现飞车情况；低速运行时，不能出现爬行现象，而且要保持一定的输出力矩。
（4）要求较高安全可靠性：由于绞车一旦出现事故，就有可能对人的生命或财产造成很大的伤害，加上绞车的工作环境大多较恶劣，要求绞车具有很高的可靠性。因此，在设计绞车时，应考虑到绞车的最大负载能力、绞车的防爆性与元件的可靠性等因素。
（5）较好的可操作性：一些先进的电子控制技术、通讯技术的运用，使得绞车有很好的人机接口和远程通信能力，极大提高了绞车的操作性能。
2 绞车故障诊断方法
2.1 传统诊断方法
绞车的故障现象是各种各样。实际检修过程中，要充分利用手、眼、耳等器官，判断时，先要搞清楚故障的基本现象或特征，深入仔细思考和具体分析有可能产生故障的部位，以及可能的原因，然后遵循“从简到繁、由表及里、由易到难”的原则。
首先，进入现场直接观察机械设备，并查阅机器运行技术档案资料，结合故障诊断设备。
2.2 运用现代诊断技术
现代测试仪器主要有便携式振动仪，温度计和油样分析仪等。
对绞车运用震动诊断，是运用外在设备对绞车的运行状态做出判断，进而对有故障部位、故障程度、故障原因做出准确判断。绞车常见的机械故障一般出在轴承和齿轮。齿轮的正常运转，关系到整台设备的正常工作。齿轮是一种较为复杂的成型零件，保证其制造和装配质量较为困难，特别是在井下高速重载下运行的齿轮，工作条件更为恶劣。振动分析是非常先进的技术手段。因此，要求设备故障诊断人员有较高的理论水平和较强的实际操作能力。
对绞车采用油样分析，通过润滑油液分析来达到故障诊断的目的。通过对工作油液（脂）的合理采样与分析处理后，就能取得关于该机械设备各摩擦副的磨损状况：包括磨损部位、磨损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对设备所处工况作出科学判断。磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的3种主要形式和原因，而其中磨损失效约占60%左右。由于油样分析方法对磨损监测的灵敏性和有效性，因此，这种方法在机械故障诊断中日益显示其重要地位。
油样分析通常指油样的铁谱分析和光谱分析以及磁塞分析，都是对铁磁性物质颗粒的收集和分析。通过油样分析，能获取绞车以下信息：
（1）磨屑的浓度和颗粒大小反映出绞车磨损的严重程度；
（2）磨屑大小和形貌反映磨屑产生的原因，即磨损发生的机理；
（3）磨屑的成分反映磨屑产生的部位，亦即零件的磨损部位。
温度检测是绞车诊断的重要特征参量。温度升高反映出是否润滑不良、选用材质是否合格，许多轴承的损坏都与轴承的温升息息相关。温度检查是检修绞车的重要依据，是引发机械故障的重要因素。绞车故障检修时选用非接触式温度计就可以收到效果。
3 绞车日常管理维护
（1）要保持设备清洁，设备停止运转后才可进行维修、保养和加油等；经常检查油管、气管、接头处是否有渗漏现象，保证所有的电、气、液管线不与坚硬物发生摩擦；车上变速器等设备摩擦连接处应按照技术要求加足润滑油，防止锈蚀等；设备每运行250 h，应更换滤油器芯。
（2）由专业维修人员进行液压系统的维护工作，确保系统清洁度是液压系统维护的重要问题之一。每次系统运转或维修后，都应检查油箱油面，油量不足时，应及时添加相同牌号的液压油。
（3）滚筒轴承应保持良好的润滑，每月注入一次锂基润滑脂，加注量为贮油量；不定期检查润滑油液位及油液质量，杜绝添加劣质润滑油，尽可能使用同一牌号的润滑油。
（4）精心维护管理降低测井绞车操作过程中出现故障的概率，使绞车保持正常的工作状态，增加绞车使用寿命。当测井绞车长期停止使用时，应存放在干燥、通风良好、无腐蚀性介质，且避风雪、防暴晒，有消防设施的场所。
4 结语
煤矿建设和生产单位要重视对绞车的维护、维修和保养工作，大力提高维修、维护人员的职业水平尤为重要。及时总结经验，逐步提高判断故障的技术水平。
【摘 要】煤矿双速多用绞车用于煤矿井下综采工作面设备及各类机电设备的搬迁等辅助运输工作，也可用于煤矿井下采掘工作面、井底车场、上下山、地面等处的物料运输，矿车调度等工作及回采工作面的回柱放顶，还可用于其他矿山和建筑等行业。本文主要探讨煤矿双速多用绞车存在的问题与维护。
【关键词】煤矿；双速多用绞车；维护
现有生产采区运输系统已经形成，不适用新型辅助运输设备，在联络巷和顺槽宜推广使用双速多用绞车，解决安撤工作面支架运送问题。绞车操作工必须熟悉所操作绞车各部的结构、性能及机械电气、液压系统，熟悉绞车工作原理及操作方法，熟悉信号联系方法，会一般性的检查、维修、润滑和保养，会处理一般性的常见故障。
1 煤矿双速多用绞车的特点
（1）具有快、慢两种速度，慢速平均为8～9m/min左右，与目前煤矿井下使用的回柱绞车等慢速绞车的速度相似；快速平均为55～65m/min左右，与目前煤矿井下使用的调度绞车等快绞车的速度相似；通过离合内齿方式实现速比差异较大的两档快慢速度，使用灵活方便。
（2）该系列绞车的慢速牵引力分别为80kN、140kN、220kN，分别与相应规格的回柱绞车等慢速绞车的牵引力相同；快速牵引力分别为13kN、21kN、29.1kN。分别与相应规格的调度绞车等快速绞车的牵引力相同。
（3）一机多用，可代替现有同规格的回柱绞车、调度绞车、慢速绞车、运输绞车，实现一机四体。
（4）传动系统采用圆锥一圆柱齿传动，传动效率高，整机传动效率在75%以上。能耗低；油箱内油的温升低，绞车设计寿命长（5000h），是现有回柱绞车寿命的3.8倍。
（5）结构紧凑，外形尺寸小，呈长条形对称结构，底座呈船形结构，可整体下井，在井下可自移，且平稳，不摆动，不翻倒，很适应在煤矿井下采掘工作面、顺槽等狭小条件下工作。
（6）系列产品的设计参数适合煤矿井下使用条件。
2 煤矿双速多用绞车存在的问题
煤矿双速多用绞车用于井下采煤工作面综采设备及各类机电设备的搬迁等辅助运输工作，也可用于煤矿井下采掘工作面、井底车场、上山下山、煤矿地面等处的矿车调度、物料运输等工作，还可用于回采工作面的回柱放顶。该绞车具有快速和慢速两档速度，可根据现场的需要变换速度和牵引力进行不同条件下的工作。这就要求绞车操作工熟练地掌握绞车理论知识、实际操作和维护技术，具有高度的职业责任感，为煤矿安全生产做出贡献。
2.1 轴承过热
（1）缺油，油中含杂质，油孔堵塞；（2）接触不良或轴线不同心；（3）间隙过小；（4）油圈转动不灵或卡住。
2.2 滚筒有异声
（1）连接杆件松动或断裂，产生相对位移和振动；（2）焊缝开裂；（3）筒壳强度不够，产生变形；（4）衬套与轴径磨损，间隙过大；（5）联轴器松动。
2.3 滚筒轮毂松动
（1）各支承轴承不同心，水平度偏差大，使轴局部受力过大，反复疲劳折断；（2）经常超载运行和重载冲击，使轴局部受力过大，产生弯曲；（3）材质不符合要求和轴颈变径处结构不合理；（5）带负荷静置太久，产生变形。
2.4 抱闸或松闸不灵活，速度缓慢
（1）传动杠杆销轴不灵活或过于松旷；（2）缓冲器油缸卡顶；（3）油压不足；（4）碟形弹簧失效；（5）制动器操作手把给不到位，或移动角度不合适。
2.5 闸瓦局部过热或裂纹
（1）制动杠杆力不均匀；（2）局部接触，使单位面积压力过大；（3）闸块与闸轮（或闸盘间隙不均匀）。
3 煤矿双速多用绞车的维护与管理
3.1 绞车的维护
（1）绞车的操作人员必须严格遵守操作规程。
（2）绞车必须按规定及时加注润滑油。
（3）绞车若长时间搁置不用，必须选择干燥的地方存放，防止电器受潮，绞车的裸露部分应涂保护油，各摩擦部分涂上润滑油。
3.2 绞车的润滑与密封
机器的润滑不仅关系着机器的正常工作，而且直接影响机器的寿命，因此必须及时的更换和补充润滑油。润滑油的油质必须符合要求，不得混入灰尘、污物、铁屑及水等杂质。闭式齿轮传动润滑采用工业齿轮油250号（SY1172-77S）。减速箱内最高油面不超过大锥齿轮直径的三分之一，最低不低于大锥齿轮齿宽方向的三分之一。闭式减速箱内的轴承均为溅油润滑。
开式齿轮传动及支撑其的滚动轴承均采用钙钠基脂润滑脂（SY1403-77），各滚动轴承内加入的润滑脂加入量不得超过容量的三分之二，每隔3～6个月应加油或更换一次。
对于新的或大修后的绞车，在运行半个月后必须更换减速箱内的润滑脂并进行清洗，以除去传动零件磨损的金属细屑。
减速箱剖封面及各密封面，密封后均不允许漏油。拆卸后，重新安装时应在各密封面涂密封胶或水玻璃。
3.3 认真学习安全生产的方针、政策、法律法规，参加矿、区队组织的安全业务培训及安全技术措施、绞车知识、质量标准、煤矿工人安全知识50条和企业安全文化学习，不断提高自身素质和技能。
3.4 绞车司机必须持有《岗位资格证书》和《特种作业人员操作资格证书》方能上岗，否则，严禁操作绞车。上岗人员应熟悉本职业务，钻研技术，做到“三知四会”（知设备结构原理、知技术性能、知安全装置的作用；会操作、会维护、会保养、会排除一些故障）。
4 结论
正确地操作与维护绞车，保证其安全可靠经济地运行，提高工作效率，延长设备的使用寿命，具有极为重要的意义。所以，要求绞车操作工熟练地掌握绞车理论知识、实际操作和维护技术，具有高度的职业责任感，为煤矿安全生产做出贡献。
摘 要 分析斜巷小绞车运输事故发生的原因，采取有针对性的措施，对促进煤矿安全生产具有重要的意义。
关键词 煤矿；斜巷小绞车；事故原因；预防措施
矿井运输是煤矿安全生产的重要环节。由于矿井运输具有工作范围广、战线长、设备设施流动性大、涉及人员多等客观因素，矿井运输事故在煤矿各类事故中一直占有很大的比例。特别是分析斜巷小绞车运输事故发生的原因，采取有针对性的措施，对促进煤矿安全生产具有重要的意义。
在运输事故中斜巷小绞车运输占很大的比例，而且斜巷小绞车运输事故的危害也远远大于其他运输事故，下面将最常见的导致斜巷小绞车运输事故发生的原因进行分析并找出相对应的预防措施。
1 分析斜巷小绞车运输事故发生的原因
1）斜巷小绞车的选择、钢丝绳的型号、斜巷的长度坡度以及在该区域设备最大重量四者之间的关系。以上四者之间在各个环节选择不当都可能出现该区域整个运输系统瘫痪。
2）无证人员操作绞车。由于当班班组长安排工作不细致，将无证人员安排在绞车司机工作岗位上，而作业人员没有拒绝班组长的违章指挥行为，而是盲目听从班组长的安排进行违章作业。此类违章行为可能会产生严重后果，由于无证人员对绞车各项性能不熟悉，遇见紧急情况，不能正确处理，斜巷运输作业现场在拉运过程中随时可能出现这样或那样的隐患，而司机处理不当就很有可能发生事故。
3）斜巷违章停车装料或其他作业。当班班组长安排工作不细，不认真，没有交代作业过程中的安全注意事项。作业人员为了作业省力，蛮干违章。
4）斜巷安全设备不齐全或闭合不到位，倒置在运行过程中起不到安全保护作用，从而造成斜巷跑车事故或安全设施闭合不到位，在下车场有作业人员时，上车场的车辆进入斜巷造成跑车，出现伤亡事故。
5）绞车维护不到位长期带病运行，钢丝绳出现断丝、硬弯、打结或磨损超限不及时更换，等都有可能出现斜巷跑车事故发生。
6）连接装置不合格如出现裂纹、破损、磨损超限等如果没有及时进行更换，在拉运过程中可能出现连接装置断裂造成跑车事故。
7）运输车辆本身缺陷造成事故。装材料或机械车辆由于使用时间较长，车辆底盘、碰头、闭锁装置等由于长时间碰撞或锈蚀等没有及时进行检修修复，在运输过程中在薄弱环节可能出现断裂，造成事故。
8）在斜巷正常拉运过程中，由于轨道质量不合格造成在车辆掉道，在处理掉道车辆时，由于使用处理方法不当（如用绞车硬拉处理、在松绳状态下使车辆复轨等）导致事故发生。
除了以上原因以外，区队干部对斜巷运输的不重视也是一个主要原因，特别是一些采掘一线的管理人员，他们认为采掘一线主要任务就是生产，每班只安排几个职工进行材料运输，对现场的运输管理全部由当天拉运人员中临时安排人员进行负责，造成在运输过程中得不到有效的监管，任由现场作业人员进行违章蛮干，最后导致事故发生。
2 斜巷事故发生的预防措施
由以上斜巷小绞车运输事故的发生原因分析可知，运输事故的发生主要表现在“人、物、环境”（人是指作业人员，物是指设备、材料、工具等，环境是指工作现场的作业环境）在三者之间是没有轻重主次之分，只要任何一个出现问题都有可能造成运输事故的发生。要减少或控制运输事故，应采取以下措施。
1）在斜巷运输的设计开始必须经过严密的设备选型以及验算，以该区域设计巷道的参数（斜巷的长度、坡度）为基础，以最大设备重量为承载量，合理的选择小绞车的型号和钢丝绳的型号，必须保证绞车的牵引了和钢丝绳的破断拉力是斜巷小绞车安全运行的首要保证。
2）在小绞车拉运时，绞车司机必须熟知绞车的性能，尤其掌握提升的最大静张力，估算出所拉设备的重量。特别是对于不经常拉运的材料，决不能盲目进行拉运，必须向管理人员问清楚，采取谨慎态度，宁可少挂车辆或不拉运（严禁超挂车辆）。如超载超重运料，很有可能引起制动力矩不够，造成断绳或跑车事故。
3）绞车司机必须持证上岗，在工作期间职工必须清楚本人操作证的工种，在班组长安排工作是，首先要考虑是否有该工种的操作证，如果没有必须果断的拒绝班组长的安排，并说明原因，再由班组长合理安排其他符合该岗位的作业人员。
4）在斜巷绞车运行过程中，上下口的把钩工应负责把口严禁人员进入斜巷，在发现有人进入时把钩工应及时制止此类违章行为，发现后立即向绞车司机打信号，停车并制止，坚决做到斜巷“行人不行车，行车不行人”。
5）在斜巷作业过程中必须严格按照相关的作业规程和《煤矿安全规程》中的相关规定进行作业，在从事特殊作业时必须编制专门的安全技术措施，根据措施进行作业。
6）对斜巷所使用的设备和安全设施、工具特别是连接装置在拉运前必须由专人进行专项检查，对存在的不安全隐患和不合格工具必须坚决进行处理更换，必须保证设备和安全设施始终处于完好状态。
7）要强化安全宣传教育和培训，提高员工的运输安全意识和安全技能。各单位的领导干部必须利用每班班前会的学习时间对职工在现场操作中可能出现的一些违章现象和不规范行为以及一些隐患进行强调，并给出出现相应问题的处理和解决方案。对全矿实行的“手指口述”和“岗位描述”必须给职工详细讲解并剖析，使职工熟练掌握。要切记让职工对一些规定进行死记硬背，干部应根据规定结合现场实际对职工说明制定各条款的原因，使其对规定有进一步的理解，从而便于现场实际操作。通过学习和培训让职工掌握矿井运输安全的重要性，必须给职工树立“安全第一”的思想，增强遵章守纪、按章操作的自觉性，要做到只要不安全，坚决进行作业的思想意识。
8）加强现场的安全监督检查，严格落实各项规章制度。要通过单位自查和管理科室的抽查来加强矿井运输的监督和管理，是有效遏制运输事故的重要手段。特别是矿井专门成立的督导组检查人员必须具备丰富的运输管理工作经验，且工作积极、责任心强，并熟悉斜巷运输中各工种的《操作规程》和作业程序，掌握《煤矿安全规程》和一些相关的管理规定，对全矿的斜巷小绞车安全运行填卡制度的执行情况进行监督检查，对使用中的小绞车安全运行进行现场随机监督和卡片签字认可的复查工作，对存在的问题必须及时安排人员进行处理，对一些问题得不到解决的必须严格落实相关人员的责任，进行从严、从重处罚。
除了以上的预防措施外我们还可以给职工创造一个安全的工作环境。如斜巷要有足够的光线照明，一坡三挡设置齐全。在一些特殊地点制作安全提示小标语。班前会上安排工作任务要细致认真，要强调在作业过程中可能出现的隐患和问题并给出相应的处理办法。再就是安全监督检查人员应加强斜巷作业监督检查，帮扶作业人员遵章作业。
摘 要：浅析斜井跑车事故的危害，斜井跑车事故的发生原因及其主要特点，绞车联动挡车器的结构与工作原理，斜井绞车联动挡车器的主要功能与特点，以及应注意的两个关键问题。
关键词：煤矿斜井；绞车联动；挡车器；原理；特性
一、引言
煤矿斜井串车提升，一直是常用的提升方式。该提升作业程序比较复杂，需要的操作人员多，劳动强度大，对作业人员间的协调配合要求还比较高，且提升过程中极易发生跑车事故。事故一旦发生，将给人身安全和财产安全都造成极大的危害。因此，斜井提升也是煤矿安全防范的重点之一，必须采取行之有效的措施，预防和制止跑车事故的发生。
斜井串车提升发生的跑车事故，因能量积蓄很大，破坏性极强。采用高强度耐冲击的挡车器，会造成挡车器体积过大、对控制机构的功率和强度要求高，存在响应时间长等诸多弊端。通过挡车器和绞车的联动，就可以降低挡车器的强度，提高灵敏度，从而有效防止跑车事故的发生。
二、斜井跑车事故的发生原因及其主要特点
煤矿斜井跑车，实质上就是被牵引的车辆失去控制后，在重力的作用下沿斜坡方向加速下滑的现象。一旦失控的车辆自由下滑到斜坡的底端，巨大的冲击力就会给周围设施造成损毁。斜井跑车发生的区间还难以确定，事故的破坏性极强。
斜井跑车事故发生的原因与主要特点，可归纳为以下几点（类）：
1）断绳造成的跑车。有时因载荷超过了钢丝绳的破断力，或者受外力冲击，以致造成钢丝绳破断，而使得被牵引的车辆失去控制。特点：跑车发生在车辆运行区段，车辆具有一定的初速度，不易发现和控制。破坏性随事故发生的位置而不同。
2）断销造成的跑车。车辆运行过程中因连接销断裂或滑脱，以致造成了被牵引车辆失去控制。特点与断绳跑车截然相同。
3）未连挂车辆的跑车。因作业操作失误或井口挡车装置失效，使未连挂的车辆滑人斜巷造成的跑车事故。特点：发生在上井口车场，车辆初始运行速度较小或为零，易发现，并在井口车场内极易控制或制止事故扩大。如果不能及时制止，则失控的车辆将在整个斜巷内自由下滑，积聚的动能最大，破坏性也最强。
三、绞车联动挡车器的结构与工作原理
1）绞车联动挡车器结构。绞车联动挡车器主要由电源开关、行程开关组件、信号开关、执行元件、挡车器，以及信号传输线路等组成。在此以电控式绞车联动挡车器为例说明之。电源控制开关选用DW83-80N型可逆磁力起动器，执行元件选用电动推杆，挡车器选用型钢与转轴组合而成的自复位型挡车器，按照分段距离确定其强度。
挡车器及形成开关组件设置，见图1（a）。由图中示意可以看出，两档挡车器将整个斜井划为AB、BC、CD三段。其对应于图1（b），行程开关组件I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ将整个圆盘分为三段圆弧。
2）绞车联动挡车器工作原理。①当下放车辆时，提升绞车起动，车辆2由上车场被推向变坡点A，安装于限速圆盘上的控制凸轮板也由起点开始转动。当车辆2到达A点时，控制凸轮板到达Aˊ点。②车辆通过A点后，沿斜坡向B点运行，控制凸轮板也由Aˊ转向Bˊ。当车辆2接近B点时，控制凸轮板到达行程开关组件I的位置，并将行程开关4压下。行程开关串接在电源开关正向控制线圈电路中的常开点闭合；正向控制线圈有电；接触器动作；电动推杆收缩，通过连接钢丝绳牵引第一档挡车器3转动；挡车器伏在基础坑上，低于轨面，同时触发设置于基础坑内的信号开关，向绞车房发送允许通过的灯光信号。车辆2可顺利通过。③当车辆2全部通过B点后，控制凸轮板转至行程开关组件Ⅱ处，并压下行程开关2。行程开关2串接于电源开关反向控制线圈电路中的常断接点闭合；电源开关反向控制线圈有电；反向接触器动作；电动推杆伸出；挡车器在自重力的作用下抬起复位，并释放信号开关。AB段恢复封闭状态，车辆不能通过。④第二档挡车器的动作由行程开关Ⅲ、Ⅳ控制，对BC段进行封闭，阻挡该区段发生跑车事故的车辆继续下滑（其控制原理与第一档挡车器相同）。⑤当车辆上提时，车辆撞击挡车器，使挡车器伏在基础坑上。车辆通过后，挡车器自行复位。控制凸轮板随限速圆盘反向旋转，将行程开关压杆抬起，行程开关不动作。⑥通过调整行程开关组件I、Ⅱ的相对位置，可调整A、B、C、D问的距离，实现根据挡车器的强度对斜井巷道适当分区，以确保挡车器工作的可靠性。⑦通过调整行程开关组件I、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ之间的相对位置，就可控制挡车器的开闭时间，从而限制车辆通过的个数，并实现防止超挂车辆现象的发生。
四、斜井绞车联动挡车器的主要功能与特点
在斜巷中运输，为防止跑车事故或阻止跑车事故的扩大，必须在斜井设置能将跑车车辆阻挡住的具有极高强度和灵敏度的挡车器，但是这个问题难以解决。高强度势必造成挡车器体积大、功率大、响应时间长、灵敏度又低。而绞车联动挡车器，则可综合以上特点，并能有效地解决这一矛盾。
斜井绞车联动挡车器主要特点：①该系统可通过深度指示器圆盘定位，方便准确，易于调整，且不发生误动作。②系统具有可靠的控制功能，可根据提升机钩头的位置，准确地控制挡车器的开闭，便于将整个提升区间进行分段和分段地设置挡车器，同时全部与绞车联动。它能限制发生跑车车辆的自由下滑距离，从而使车辆未积聚较大动能时就能被挡车器及时阻住，这样也降低了对挡车器强度、体积和机构功率的要求，并缩短挡车器的响应时间，有效提高挡车器的动作灵活性。③系统可通过相应的信号及时通知操作人员，使其迅速判断是否发生了事故，从而选择可靠的操作方法。④系统的执行机构与挡车器之间，通过钢丝绳柔性连接，从而消除了车辆撞击挡车器时对执行机构的破坏性，也使系统易于恢复和降低运行费用。⑤本系统结构简单，易于安装，便于维护和使用。
五、应注意的关键问题
安装使用应注意的两点：①系统使用控制凸轮板时，应不影响提升绞车限速装置和自动减速装置的正常工作。使用非接触元件(如红外线传感器)替代控制凸轮板和行程开关组件为好。②系统可以使用风动、液压等执行机构，但其缺点是动作响应时间较长，在考虑挡车器强度或对斜井分段时，应将响应时间内车辆积蓄的能量和运行距离考虑进去，以保障挡车强度。
六、结语
本绞车联动挡车器，由于采用了分段式控制，在满足挡车强度的基础上，有效第缩小了体积，提高了响应效果，阻车也有了保障。这样也能降低运行成本。系统操作简单，维护方便，可靠性高。
摘要：本文简要介绍了变频绞车的特点,重点讲述了变频绞车电控系统在煤矿生产中的使用情况。
关键词：煤矿 变频绞车 电控系统 应用
矿用绞车是通过缠绕钢丝绳带动提升容器沿井筒或倾斜井巷运行的提升机械,是煤矿生产系统矿中用不可少的重要运输设备,常用于采区、工作面顺槽及掘进工作面等地点。为了进一步提升绞车运行中的安全性、经济性与可靠性,从而达到节能与增效的目标,必须对绞车的电气控制措施进行改造,其中探讨变频绞车电控系统的技术的应用对煤矿生产来说是至关重要的。本文主要论述变频绞车电控系统的组成及应用。
1、变频绞车的特点
(1)结构紧凑、体积小、移动方便、用于矿井可节省大量的开拓费用。
(2)安全防爆,适用于煤矿井下等含有煤尘、瓦斯或其它易燃易爆气体的场所。
(3)变频绞车是以全数字变频调速为基础,以矢量控制技术为核心,使异步电机的调速性能可以与直流电机相媲美。表现在低频转矩大、调速平滑、调速范围广、精度高、节能明显等。
(4)采用双PLC控制系统,使斜井绞车的控制性能和安全性能更加完善。
(5)操作简单、运行安全稳定、故障率低、基本上免维护。
变频绞车控制系统是完成绞车按一定的控制要求,安全可靠运行的一种过程控制系统。该系统主要包括绞车的提升控制;行程测量、控制与指示;故障检测、报警与保护;安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。以PLC为控制核心的绞车控制系统,极大地提高了控制系统本身的安全可靠性,使绞车控制性能和保护性能更加完善;使控制系统的硬件组成和线路更加简化;操作和维护更加容易。
2、变频绞车电控系统适用的范围
变频绞车电控系统,适用于交流异步电动机(绕线型或鼠笼型)驱动的单滚筒或双滚筒缠绕式绞车。既可以与新安装的绞车配套使用,也适合于对老绞车电控系统的技术改造。变频绞车电控设备适用于以下场所:
(1)海拔高度不超过1000米,如超过这个海拔高度,元器件在功率、容量方面应按海拔高度的增加,适当降容使用。
(2)周围环境温度不高于+40℃,不低于-20℃。
(3)相对湿度不超过95±3％。
(4)没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体。
(5)在无淋水、滴水、无剧烈振动和颠簸的地点使用。
(6)没有强磁场作用。
(7)防爆设备适用于煤矿井下等含有煤尘,瓦斯或其它易燃易爆气体的场所。
3、变频绞车电控系统的技术参数
(1)电机型式及调速方式:
电机:交流异步电动机,推荐采用鼠笼电机;
单机最大容量:660V,355kW;1140V,500kW;
电机电压等级:380V,660V,1140V;电压波动范围:±10％;
调速方式:交流异步电动机变频调速;
主回路:交-直-交电压型;
功率器件:IGBT或SKiiP。
(2)控制方式是PLC双线制控制。
(3)适用范围:井下暗斜井、暗立井;地面斜井、立井;单水平、多水平;单滚筒、双滚筒。
4、变频绞车电控系统
变频绞车电控系统可简单地划分为:变频调速系统(由输入电抗器箱+VFD1、变频器箱+VFD2组成);PLC控制系统(由PLC控制箱+DS、司机台+PA组成);信号系统(+LM)。
变频调速系统是根据PLC控制系统发出的控制指令,通过对绞车交流拖动电动机的转矩和频率控制,来完成对绞车的启动、加速、稳速、减速、停止等运行过程的控制。交流异步电动机采用了矢量控制技术后,使异步电机的调速性能可以与直流电机相媲美。表现在低频转矩大、调速平滑、调速范围广、精度高、节能明显等。
PLC控制系统主要完成绞车从启动、加速、等速、减速、爬行到停车的整个过程的逻辑控制;行程测量、控制与指示;故障检测、报警与保护;安全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。PLC控制系统极大地提高了控制系统本身的安全可靠性,使绞车控制性能和保护性能更加完善;使控制系统的硬件组成和线路更加简化;操作和维护更加容易。PLC控制系统受信号系统的控制与闭锁。
信号系统是根据上下井口或各个中段的生产情况,在具备开车条件后,由各水平信号工以打点的形式,通知司机按要求开车,同时与PLC控制系统之间有各种信号闭锁,可避免因司机误操作造成安全故障。信号系统内部有严格的逻辑闭锁,并有语音对讲和报警功能。
5、煤矿变频绞车电控系统的应用
5.1 调速精度高,调速范围广
调速精度不低于0.5%,调速范围为0.3～额定转速。
5.2 双线制保护
由于采用一条硬件安全电路和两条软件安全电路相互冗余,使得系统更加安全可靠。
5.3 双线制控制
正常提升时,采用双PLC系统相互监视,相互冗余。当其中一个PLC系统发生故障时,另一个PLC系统仍可投入进行应急开车,最大程度的给用户减少损失。
5.4 操作简便
绞车司机操作简单,系统安全性大大提高。
5.5 节能效果明显
系统将再生能量通过四象限变频调速装置回馈电网,采用AFE自换向技术保持回馈电流与电网电压的反相位,真正实现回馈制动。
5.6 延长绞车寿命
煤矿变频绞车的电气控制中可以对设备的启动、加速时间进行合理的调节,进而减少了在绞车启动时对电器部件或机械部件的冲击,并且增强了电气系统的可靠性,有利于延长绞车的寿命。
6、结语
总之,在变频绞车电控系统中,以防爆四象限变频器为主要拖动设备,通过双PLC数字控制技术,实现了《煤矿安全规程》中规定的绞车双线制保护及控制。从而促进了我国煤矿工业的全面发展。
摘要：在叙述煤矿绞车盘形闸的组成的基础上，阐述了盘形闸工作间隙的监测与调整方法。
0 前言
绞车提升系统中盘形闸与制动盘的工作间隙是一个重要参数。煤矿安全规程明确规定：“绞车提升装置必须装有闸间隙保护装置，当闸间隙超过规定值(一般为2mm)时能自动报警或自动断电”。为此，设计了具有声光报警功能的盘形闸工作间隙动态监测报警仪。
1 仪器结构及工作原理
盘形闸工作间隙动态监测报警仪有两种结构,可根据现场条件选择使用：(1)就地安装，即主机安装在盘形闸附近；(2)远地安装，即在盘形闸附近安装一台数据检测仪，显示主机放在绞车房或其它1．5km范围以内的任何地方。
仪器工作原理：仪器主机由单片机控制，未安装传感器前，仪器各点显示的间隙距离为无穷大(实际显示为4mm左右，由传感器性质决定)，当固定好传感器后，各点显示为盘形闸间隙的零点初始值。为让传感器工作在最佳区域范围内，要求传感器离制动盘1．5mm左右，通过仪器面板上的调零按钮将各点调零，则在各点显示为“0．O”时，单片机已将各点的初始距离保存在一只掉电不丢失数据的存储器里，并且仪器一直显示当前检测的盘形闸间隙与初始值之差，即盘形闸的工作间隙。
2 硬件
2．1 主机
2．1．1 显示电路
仪器显示分辨率为0．1mm，在现场已足够使用，所以每个测点显示的数据为2位有效数字，即最大9．9mm，最小非零数字0．1mm。仪器有8个测点共16位LED数码管，为节约硬件电路资源，选用了2片高性能串行接口、8位LED数据管显示驱动器MAX7219芯片，它的主要特点为：供电电压5V，管脚为24脚，外部只需要一只普通的限流电阻，输入的显示数据为BCD码，只需三根输入数据线，内部动态扫描，编程控制LED亮度、小数点和显示的位数。
2．1．2 通信电路
设计通信电路是为了实现该仪器与其他单片机或计算机之间数据通信。如电路板不接显示器，可当作就地数据采集分机。通过通信电路与另一台远距离主机或计算机相连，或功能相同的两台报警仪，一台就地安装，一台远地安装，实现数据共享，使观察、操作、维护都很方便。电路设计采用光耦隔离、RS485接口芯片，同时加有滤
波、抗干扰措施，传输距离达数公里，并可与计算机联网。
2．1．3 传感器测试电路
传感器输出为电压信号，所以必须经过A／D转换后才能由单片机检测，仪器选用了高性能串行接口TLC2543集成电路，它具有11路模拟输入，输入电压范围0-VREF，VREF最大可达芯片的电源电压5V，它的分辨率为12位，具有内部时钟，功耗12．5mW，工作方式可编程，外围电路不需其他任何元器件，且在使用中性能稳定、可靠，数据准确，软件编程也较简单。需要注意的是，单片机每次读出的转换数据是上一次选通的模拟通道数据而非本次操作输出的通道数据。该芯片不允许输入电压超过其电源电压，而一般的标有0―5V输出的传感器都可能超过5V(如输入超限时)，为防止损坏TLC2543，设计时在传感器与TLC2543之间增加了一只电压跟随、限幅输出电路，它的功能是当传感器输出电压小于5V时，其输出为线性跟随，当传感器输出电压大于5V时，则输出限幅为5V，确保TLC2543在安全范围内工作。为了使转换数据准确、稳定、可靠，须在位移传感器的输出或A／D转换器的输入端对地跨接一只滤波电容，这是很必要的，否则，单片机读出的转换数据不稳定，有波动。
2．1．4 自动复位电路
自动复位电路由二极管、振荡器和单片机复位电路组成。振荡器正常工作时每隔一定的时间(可调整)输出一个正脉冲给复位电路，让单片机复位。然而单片机在正常工作时并不需要复位信号，只有在单片机死机时才需要它输出一个正脉冲，这就要求单片机不能允许振荡器正常工作。可利用振荡器的清零引脚，在单片机正常工作中不断的输出一个清零脉冲给振荡器，使振荡器输出全为低电平。
2．1．5 存储电路与调零电路
其功能是保存数据在仪器掉电的情况下不丢失，主要保存零点的数字。所谓零点数字，就是指在仪器安装好后，位移传感器与制动盘的初始距离。在离铁质物质0一lmm范围内是传感器的盲区。仪器要求传感器的初始距离在1―5mm范围内，在此基础上，通过按键调零按钮，即将当前的初始距离值保存起来，此后显示器显示的数字即为盘形闸与制动盘的间隙距离。调零电路设有8只按钮，分别对应8只位移传感器，按不同的按钮会得到不同的初始距离，存储电路将一一对应地把不同点的初始值放在不同的存储空间。存储器选用了EE．PROM，易编程控制，价格低廉，工作稳定可靠。
2．1．6 声光报警电路
在8个测点中，其中任一个间隙超限(大于2mm)时都能发出声光报警。在正常情况下，指示灯为绿色，报警时，对应的指示灯变成红色。声光报警指示直到超限间隙回复到安全距离以内(小于2mm)时才解除。为现场使用方便，仪器还设有一组无源接点输出备用，有报警时接点闭合，正常时接点断开。
2．2 位移传感器设计
位移传感器为电感式微位移传感器。工作范围为1～5nun，精度可达0．01mm。传感器为铁磁感应式传感器，当感应线圈附近没有铁磁物体时，流过感应线圈的电流为恒定初始电流，当有铁质物体靠近时，根据电磁感应原理，铁质物体处在传感器线圈电磁场中，内部被磁化并产生涡流，吸收了传感器线圈中的电磁场能量,使得流过线圈中的电流减小，铁质物体离传感器越近，传感器线圈中通过的电流越小，通过适当增加电路补偿，基本上可使线圈中的电流与线圈离铁质物体的间隙成正比关系，再通过转换电路，将电流信号转换成0～5V的电压信号。
3 软件
3．1 主程序
图1 是主程序流程图。在主程序中，报警的设置是利用单片机内部的一个寄存器字节(8位，可寻址)，放8个测点的报警值，若超限报警，该位置1；不超限，该位清零。对灯光指示，该位直接输出到单片机的控制输出线上；对声音，则判断整个字节是否全为零，否则，只要有一个位为1，则声报输出，只有当整个字节全为零时，声报才解除。
3．2 通信程序
设计通信程序工作于全中断方式，当接收到外来计算机通信指令时，单片机才作出相应的操作，不同的指令，执行不同的操作，操作完毕，退出中断，返回主程序。
4 安装调试
对位移传感器，可通过一只“Z”型铁板将其固定在盘形闸上面的一颗螺钉上，传感器长度160mm，用两个螺母(传感器自带)固夹在“Z”字型铁板上。用一只厚度为1．5mm的塑料片作衬垫，使传感器头与制动盘保持i．5mm左右的初始工作间隙，仪器送电后，分别将各测点调零，调完后所有测点均显示“0．0”，此时仪器安装调试完毕。使用一段时间后，由于某些点安装不牢或因振动造成某些点的初始值不为零，或为负零点几，或为正零点几，表明初始间隙有微变，这时再一次调零即可。
作者简介：
梁修龙，男，安徽六安人，助理工程师，现在淮浙煤电公司顾北煤矿分公司机电修配中心从事机电技术管理工作。
摘要：为深入贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，进一步加强调度管理，促进安全可靠生产。现对煤矿井下斜巷调度绞车的安全设施、安全管理做一浅谈。
关键词：煤矿井；绞车；安全
一、安全管理：新安装调度绞车必须由矿专业人员进行设计，调度绞车的安装、回撤要有专人负责。安装设计中，要明确标注绞车硐室尺寸、绞车型号、控制设备型号、绞车安装地点、安装尺寸、照明和信号的安装位置、钢丝绳型号、长度、最大载荷量、绳头的连接方式，以及下山安全设施（车档、保险门、地滚的安装尺寸和具体要求等）。 所有调度绞车的安装质量应符合设计和安装质量标准要求，安装竣工后应验收合格方可投入使用。 调绞牵引斜长超过15m时，都必须安装声光信号，信号线应采用橡套电缆，并且不准有鸡爪子、羊尾巴、明接头。调度绞车电源开关必须采用远控按钮操作。 调绞管理要专人包机，谁使用谁管理，保持完好，绞车离合、制动系统、护绳板等安全装置必须齐全可靠。否则，不准使用。提升车辆的钢丝绳、钩头、连接装置，必须符合要求，挂车要用保险钩头，倾角大于12°时要用保险绳。 调度绞车在使用中必须实行班检查原则，班检查由司机负责。 对调绞要实行定期维修，禁止在井下倒换使用或超周期使用。井上大修后的绞车应有专人负责质量检验，不合格不准使用。绞车司机要固定专人，经过技术培训并考核合格后方可持证上岗，不准无证开车，司机必须严格执行岗位责任制和《操作规程》，严禁超载提运，严禁不送电放车。 调度绞车提升的钢丝绳和保险绳必须严格执行日检查制度。
二、斜巷绞车安全设施：调度绞车主要安全设施有阻车器、保险门。作为下山绞车第一道安全设施必须由绞车司机控制，当矿车提升到上部时，由司机控制关上保险门（或阻车器），当矿车再次下方时，由司机控制打开保险门（或阻车器）。当然由司机自动控制这道设施是有一定难度的，如果设阻车器必须用机械控制，但是由于绞车距阻车器超过20米时，操作起来不灵敏。所以调度绞车下方第一道安全设施应该用保险门(此保险设施上方安设一盏防爆行车红灯)，最适合操作，保险门可以设计电动控制。那么电动保险门是怎样实现的呢？此保险门必须特殊加工，在保险门的转轴上，安装旋转电机，此电机由真空磁力起动器开关控制电机正反旋转。在矿车提升到距绞车5米处的轨道上或绞车前巷道变平坡点适当处安设一台行程式控制开关，从而实现控制和起动保险门开与关。这一电动保险设施对运输安全是一种保障，免去以往人为忘记关保险门在变坡点处忘记挂钩头、提前摘钩头或断绳等造成跑车，而造成的危险。安全设施必须安全灵活可靠，信号系统必须通畅灵敏，下面说一下信号系统。调度绞车信号系统包括联络信号、行车红灯和照明灯。联络信号，从过去的防爆打点机和防爆电铃传输点的个数，从而发出拉放车信号，而现在的声光信号器，不光是信号声传输还灯光提示和语音传输双方的对话。可照明灯和行车红灯在斜巷调度绞车运输中还有待普遍使用和技术改进。下面重点说一下，斜巷调度绞车运输道照明灯和行车红灯的设计和使用，现在斜巷调度绞车道照明灯的使用是很有必要的，煤矿《安全规程》规定“斜巷提升时严禁蹬车、行人”，在车运行当中把钩工更不能蹬车。当运输巷道设置照明时，上面司机和下面把钩工都能观察到一定距离的车运行情况。在运输巷道里设置50米一盏照明灯，还可以随时观察到巷道的支护情况和人员行走方便。
综上所述调度绞车巷道是有必要安设照明灯的，那么在实际操作时行车红灯是必须有的安全设施。因为在煤矿《安全操作规程》中有“行车不行人，行人不行车” 特殊规定。因此在车运行当中，尤其车行至巷道上部时，人在下部很难发现车是否在运行，人在向巷道上山行走过程中，如果这时运行车辆发生断绳、断链、断销等造成跑车事故时，人员是很难躲闪不开的，会造成严重后果。所以行车红灯是行车信号灯，在调度绞车斜巷中每100米一盏红灯是必须安设的安全设施。那么在斜巷调度绞车运输中怎样来实现行车时红灯亮呢？在这里先说一下调度绞车现在使用的QBZ-80N防爆开关的工作原理。
先将起动器隔离开关Q闭合，隔离开关Q闭合后电源变压器T获电源。保护器JDB的执行继电器J吸合，串接于中间继电器K3和K4吸合线圈回路中的常开触点3、4闭合。为起动器正常工作做好准备。按下外控正转起动按钮S2，中间继电器K3吸合，常开触点K31闭合，真空接触器K1吸合线圈接通，主触头K1接通，电动机正向起动；同时真空接触器辅助触头的一组常闭触头K12打开，将漏电闭锁回路断开，使漏电闭锁保护解除。当中间继电器K3和真空接触器K1闭合时，另一组中间继电器K3的常闭触点K32与K34打开，使之外控反转起动器按钮S3不能再起动，实现电气联锁。按下起动器停止按钮S1或外控停止按钮S4，中间继电器K3吸合线圈释放，常开触点K31打开真空接触器K1吸合线圈释放，主触头K1断开，电动机停止，同时真空接触器辅助触点的一组常闭触点K12闭合漏电闭锁回路接通，漏电闭锁保护投入。起动器反向起动与正向起动工作原理相同。
要想最终实现行车红灯亮，QBZ-80N防爆开关需改进：为什么要对开关改进呢？由于QBZ-80N防爆开关现有三个大接线嘴，两个小接线嘴，接线室内有5个控制用小接线端子。因此需改进开关如图，把接线室内增加两个小接线端子，开关本身增加一个接线小嘴。这样才能保证实现行车时红灯亮。
为能实现对斜巷调度绞车行车红灯的控制，在外接照明综保开关借一相127V电源（另一相127V电源直接接入红灯），接到中间继电器任意一对常开触点上（必须把正、反向起动器两个中间继电器的两对常开触点串在一起），形成一个行车红灯的电源开关，当起动器起动时中间继电器吸合，常开触点闭合，从而实现行车时红灯亮。
随着科技的发展和实践的证明，一切煤矿井下使用的电器设备会愈来愈标准和完善，投入的设施会灵活可靠更能保证安全生产。
摘要：通过对煤矿提升绞车电控系统技术革新的回顾，阐述了我国科学技术日新月异的发展和科技在推动企业发展中的巨大作用。
关键词：绞车电控；技术革新；系统
0 概述
绞车是煤矿的大型只要设备，也是煤矿所有设备中唯一需要调速运行的设备，它担负着煤矿人员与设备材料的提升。早期的煤矿提升绞车电控系统都是采用KKX或TKD电控系统，由于它在当时的技术条件下能够满足提升绞车的调速要求，因此，在煤矿中得到了广泛的应用，很多煤矿至今仍沿用这种控制系统。
九十年代中期，随着自动化控制等技术的成熟和发展，以PLC代替继电器以及外围电路、可控硅无触点调速装置代替交流接触器的新一代提升绞车电控设备在焦作华飞公司诞生，它的问世大大简化了原提升绞车的电控系统，使提升绞车的控制操作简单化和智能化迈进了一大步。目前，随着控制技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术的飞速发展，好多厂家（如洛阳源创电气有限公司、唐山开诚电控设备集团有限责任公司）已经研制出高低压变频调速装置并将其成功应用于煤矿提升绞车电控系统。下面就煤矿提升绞车电控系统的技术改进过程作一综述。
1 PLC技术的成功应用
1．1 PLC概述
可编程控制器是专门为工业控制应用而设计的一种通用控制器，是一种以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、通信技术和传统的继电器控制技术而发展起来的新型工业控制装置，具有结构简单、编程容易、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性高等一系列优点。近年来在工业生产的许多领域，如冶金、机械、电力、石油、煤炭、化工、轻纺、交通、食品、环保、轻工、建材等工业部门得到了广泛的应用，已经成为工业自动化控制的三大支柱之一。
1．2 绞车电控采用PLC的优势
(1)简化了系统。PLC与传感器等器件配合后，完全代替了原TKD控制系统中的时间继电器、磁放大器、自整角机、测速度发电机等部件，因此，减化了控制系统，减少了故障点，使维护变得简单易行。
(2)可靠性高，抗干扰能力强。可编程控制器是专为工业控制而设计的，在硬件和软件电路设计方面都采用了屏蔽、滤波、隔离、故障诊断和自动恢复等措施，使可编程控制器具有很强的抗干扰能力，其平均无故障时间达到(3―5)×l04h以上。
(3)编程直观、简单。可编程控制器是面向用户、面向现场，考虑到大多数电气技术人员熟悉电气控制线路的特点，其编程所用的梯形图语言与继电器原理图相类似，形象直观，易学易懂。
(4)适应性好。可编程控制器是通过程序实现控制的，当控制要求发生改变时，只要修改程序配置，组成规模不同、功能不同的控制系统即可，适应能力非常强。
(5)增加了控制的科技含量。目前的可编程控制器具有数字量和模拟量的输入输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、通信、人机对话、自检、记录和显示等等功能，使设备控制水平大大提高。
2 可控硅无触点加速接触器及真空接触器的应用
TKD电控系统的高压换向器、线路接触器、加速接触器等全采用的是大功率的空气式交流接触器，用于线路及电阻切换，这些元件存在一个共同缺点，就是电磁及机械噪声大、结构复杂、易损坏不可靠。经过多年的研究和探索，焦作华飞等公司终于研制出高压真空换向器和可控硅调速装置，很好地解决了这一问题。
(1)高压真空接触器的使用。用高压真空接触器代替原空气式高压换向器、线路接触器，并采用现场总线方式接收主控台PLC发出的操作指令，实现提升机的正反向切换和正常运行控制。该接触器以真空作为灭弧介质，因此具有主电路电弧不外露、分断能力大、体积小、重量轻、寿命长、低噪声和安全可靠等优点。
(2)可控硅调速装置的研制应用。该装置利用了可控硅(SCR)的开关特性，巧妙地替代了原系统的空气式交流接触器，同时采用现场总线方式接收主控台PLC发出的操作指令，实现主电机转子回路外接电阻的切换，其切换原理如图1所示。该装置有以下优点： ’
①无触点控制，运行可靠，无噪音；
②优良的动、静特性；
③结构简单，使用维护方便。
图1 可控硅调速装置原理图
3 高压变频调速装置的应用
矿山提升绞车通过对控制电路的改造，减化了系统，降低了噪声，维护方便，同时增加了系统的科技含量。但其机械特性及调速的经济性等性能指标并没有改变。随着控制技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术的飞速发展，一种数字、节能、智能化的绞车调速控制系统应运而生，那就是高压变频调速系统。
3．1 高压变频原理
随着通用变频器技术的日新月异和快速发展，高压大功率变频调速装置也不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来也随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展得到了很好的解决。
高压变频器类型和拓扑结构比较多，但原理和功能大同小异。根据有无直流环节将高压变频器分为两大类：无直流环节的变频器，即交一交变频器和有直流环节的变频器称为交一直一交变频器，其中直流环节采用大电感以平抑电流脉动的变频器称为电流源型变频器；直流环节采用大电容以抑制电压波动的变频器则称为电压源型变频器，煤矿提升绞车一般多采用IGBT单元串联型变频器。由于受功率器件(IGBT或GTo)耐压的限制，高压变频器运用了电压叠加技术，输出电压由若干个低压单元串联而成，每个单元相当于一个常压变频器，完全利用了通用变频器的成熟技术和功率器件。各个功率单元由隔离变压器的二次线圈分别供电(如图3所示)，可以很方便地得到不同电压等级的输出，而不受功率器件耐压的限制。其功率单元及系统原理如图2所示。
图2IGBT功率单元原理图
3．2 变频调速提升机的控制优势
(1)真正实现了绞车的无机调速，可以实现大范围内的高效连续调速控制，使绞车在加、减速阶段运行非常平稳，具有良好的机械性能。
(2)软启动软停车，减小了机械冲击，在启动、加速换档及减速阶段不会对电网造成冲击，可以进行高频度的起动运转。
(3)模块化、智能化设计，维护简单，排除故障容易。
(4)系统简化，占用空间小。绞车变频控制系统取消了原老系统的加速接触器、电阻箱、高压换向器、低频电源装置、动力制动装置、测速装置、继电器屏等设备，系统仅由高压开关柜、高压变频器、主控台(PLC、数字式主令控制器等)等几部分组成，且只需要普通鼠笼型异步电机即可。
图3 6 000 V变频器系统原理图
(5)全中文界面，显示操作直观，交互性好。
(6)变频器四象限运行，在绞车下放阶段向电网回馈能量，实现电气制动，提高了运行的可靠性。
(7)由于使用了普通的鼠笼式电机，因此节省了原系统电阻部分的转差功率消耗。同时在绞车下放阶段向电网回馈能量，节能效果非常明显。据测算，绞车实现变频调速后，其节能效果提高30％ ～40％ 。
(8)容易实现电动机的正反转切换，无需任何换向装置。
(9)适用范围广。目前，高压防爆变频调速绞车已成功应用于煤矿井下。
(10)直接转矩控制，实现电动机速度和转矩的精确控制。
4 结论
高压变频控制系统的出现，使绞车的机械性能发生了质的飞跃，是绞车控制理论的一个重大突破。但是由于受功率器件耐压的限制，目前必须采用均压叠加技术才得以实现，而且在软件控制方面的技术并不十分成熟，因此它的发展和改进尚有一定的空间。随着现代电力电子技术及计算机控制技术的日益成熟，高压变频器将朝着大功率、小型化、轻型化和无传感器控制等方向发展。届时，煤矿提升绞车的控制将会变得更加完美。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【摘 要】绞车是现代工业生产当中较为常见的一种起重设备。绞车的出现于发展已经经历了一个较长时间的发展过程。随着现代工业技术的不断发展，绞车的生产技术也在不断的提升当中，通过在设计上和生产工艺、材料上的提升和优化，提升绞车在工作性能和操作安全方面都都得到了长足的发展。本文就现代煤矿生产中针对提升绞车进行的设计补充和优化进行了详细的分析。
【关键词】煤矿；提升绞车；设计；优化
绞车作为现代工业中施工现场主要的起重机械。在煤矿开采、港口运算、工厂建设的过程中应用广泛。其中，提升绞车主要被应用于煤矿开采过程中竖井和斜井的物品和人员调运工作。提升绞车的牵引性能十分优秀，作为煤矿开采过程中设备和人员的运输工具，为煤矿的正常运行提供了更为可靠的安全保障。
绞车正被广泛地运用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。
一、提升绞车的性能和设计要求
提升绞车主要应用在现代工业生产中的设备牵引当中。煤矿开采和生产过程中，由于矿洞本身的封闭性和狭窄特点。所以良好的人员和设备的牵引机械，是保证煤矿生产基础要求。为此，针对煤矿生产工作的需要，提升绞车的设计需要满足一下几点设计要求：
1、良好的牵引能力
对于提升绞车的牵引能力又可以细分为绞车的负载能力和驱动能力。由于煤矿开采的过程中，矿井的纵向深度和横向距离是处在不断的增加过程中的。因此，为了满足开采工作的需要。提升绞车的牵引功能被严格要求。煤矿生产的过程中，随着生产的进行，提升绞车的工作包含矿石运输，人员和生产设备的调度几个方面，货物、人员、设备的重量对于提升绞车的负载能力造成了很大的考验。如果牵引过程中提升绞车的负载能力不能够满足实际的需求，绞车的收放工作就将难以进行。
同时，在保证提升绞车负载能力的基础上，提升绞车还需要具备出色的驱动能力。在这里，要额外强调的是，绞车的驱动能力并不仅仅是指绞车对于牵引重量上的负荷能力，还包括提升过程中绞车的稳定性和加速过程中的安全性。
牵引能力是提升绞车的主要性能之一，特别是在煤矿开采过程中。提升设备的牵引能力被特别强调。
2、提升绞车的调速能力和可靠性
提升绞车在煤矿开采工作的过程中，针对不同开采现场的特点，提升绞车的运行速度的要求也是个不相同的。随着自动化技术的不断发展，实现提升绞车的调速运行也已经不再停留在设计范围。为了实现煤矿生产的高速运转，在进行设计的时候，要针对提升绞车在动作时的现场调速能力进行优化和补充。确保高速运行过程中的稳定性和低速运行中的匀速效果。
再有，煤矿开采和生产过程中，矿洞的开采是不断向下进行的。同时为了保证矿洞的稳定性，煤矿矿井的横截面积都不是很阔约。一旦提升绞车出现故障或者事故，财产的损失是小，井下员工的安全和矿井的安全是大。为此，针对煤矿矿井下恶劣的生产条件。要对提升绞车的安全性能进行强调。设计时根据实际的应用范围和性能需要，针对绞车的最大负载能力、设备元件的维修、故障时的应急措施，都要进行全面的考虑并进行优化。
3、提升绞车的易操作性和自动化
随着现代工业的不断发展，对于生产中普遍应用的各种设备的操作性能和自动化要求越来越高。绞车易操作性的提升也就代表由于操作失误导致的生产事故的概率降低。同时自动化技术和理念的应用，代表了提升绞车自愈性和可控性的增加。
对于提升绞车自动化的设计，不仅要满足易操作的设计要求。同时也要满足绞车自身安全运作的要求。
二、提升绞车的设计优化
煤炭作为我国的主要传统能源，在我国人民生活生产的过程中应用广泛。随着我国经济和现代工业的不断发展。对于煤炭的需求量和煤炭产业的生产量都在不断的提升中，这使得用于煤矿开采过程中的生产设备的性能需要进一步的补充和优化。同时考虑到设备的生产和运行成本，如何在优化设备性能的同时，减少设备损耗，降低设备生产运行成本也是进行优化的一个方面。
1、从提升绞车的工作原理出发
对于提升绞车，从事煤矿开采工作的人员并不陌生。提升绞车的工作原理也相对简单，及时通过设备内部的电机产生驱动力，通过驱动器、太阳轮、行星轮、内齿轮以及调整装置实现提升绞车对于设备的提升和牵引功能。
由此，提升绞车的最大驱动能力和负载能力主要和牵引设备使用的材料和电机的性能相关联，通过设计可优化的范围不大。而绞车的稳定性和可靠性就成为设计优化当中的主要内容。
2、辅助装置的使用
对于提升绞车的设计优化，绞车的安全性是其中关键之一。为此，在进行设计的过程中，要增加用于保障设备安全的辅助装置，例如：紧急制动器、调速装置、深度指示器等等。其中紧急制动装置对于设备故障起到紧急刹车作用。，当绞车发生故障时，电力液压制动器会自动咬合绞车制动齿轮，实现设备的紧急制动。
3、行星差动传动装置在提升绞车设计中的应用
行星差动传动装置是通过调节和控制设备运行过程中元件的稳定性，对设备的安全运作提供了保障。采用行星差动技术调节提升绞车刹车带的松紧和齿轮的倒换，不论在提升绞车运作过程中的调速能力还是可靠性，都有着出色的作用。
对于行星差动技术在绞车设计中的应用，要在深入了解行星传动技术和提升绞车平面结构设计技术的基础上，对无级调速系统的零件进行设计和检验，涉及到参数的选取和零件的安装。通过对零件的校正获得了合理的结构参数。
总 结
本文通过分析煤矿生产当中，提升绞车的设计理念和要求，对现代工业发展过程中提升绞车设计的优化提出了建议和看法。对于煤矿作业当中的提升绞车而言，在保证设备性能的情况下，降低设备生产运行当中的成本也是提高设备设计质量和市场竞争力的主要优化内容。如何结合现代工业生产技术对提升绞车的设计进一步优化，还需要结合实际生产中的经验不断的摸索。
摘要：本文对煤矿回柱绞车的发展与应用进行了简要论述。
关键词：回柱绞车
0 引言
当今社会煤炭是的一项重要能源，是国民经济保持高速增长的重要物质基础和保障。由于资源条件和能源科技发展水平决定，在未来的30-50年内，世界范围内新能源、可再生能源及核电的发展尚不能普遍取代矿物燃料。因此，在相当时期内矿物燃料仍将是人类的主要能源。随着现代科学技术的快速发展，尤其是世界经济对能源的旺盛需求，世界煤炭开采技术也得到迅猛地发展。20世纪末期以来，先进采煤国家积极应用机电一体化和自动化技术，实现了采掘机械化和自动化控制，做到了矿井的高产高效生产。
机械化是煤炭工业增加产量、提高劳动效率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术手段，也是煤炭生产过程中节约能源、人力和减少原材料消耗的有效技术措施。矿井辅助运输作为矿井运输的重要组成部分之一，在矿山生产中也占有重要地位，尤其是现代化矿井对此更应高度重视。
煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运搬、提升的机械化。其中运搬包括运搬和辅助运搬。绞车就是辅助运搬的其中一种。我国绞车的发展大致分为三个阶段。20世纪50年代主要是仿制设计阶段；60年代，自行设计阶段；70年代以后，我国进入标准化、系列化设计阶段。
1 概述
JHB-8型回柱绞车是一种有效的矿山辅助设备。该型绞车主要应用于回柱放顶，同时也可用于上山、下山、平巷等综采工作面设备的搬迁，比如液压支架、溜槽等。此外，拉紧皮带机机头、运料、调度车辆等工作都可以用这种绞车来完成。在港口、码头、建筑工地、工厂企业，这种回柱绞车也可以发挥作用。可见，回柱绞车在煤炭行业、机械行业，包括部分其他行业都有着不可忽视的地位。
1.1 回柱绞车在回采工作面的布置方式
①安装在回风巷内，距回采工作面约20-30m。这种布置方式适用条件广，尤其是煤层倾角较大，顶板破碎，压力较大的工作面。但这种布置方式会影响回风巷的运料工作。每一次回柱需移动导向轮，钢丝绳绕过导向轮，多了一个拐弯，摩擦阻力增大，钢丝绳容易损坏。按这种方式布置的回柱绞车，必须沿钢丝绳牵引方向长条式布置，绞车宽度不应超过900mm，过宽则会堵塞巷道。
②安设在回采工作面上端，紧靠回风巷上部和密集支柱之间。这种布置方式在顶板较好、煤层倾角较小的条件下采用。但每进行一个循环都须移动绞车，且需移开柱子，因而不够方便。在工作面上方顶板压力较大时，机座受力容易变形，可能引起齿轮啮合不良，甚至回柱绞车有被压埋的危险。
③安设在工作面上，工作面上有数台绞车同时回柱，加快回柱速度。这种布置方式对浅截深的机采工作面尤为需要。
1.2 回柱绞车结构的一般分析
1.2.1 按驱动机构分
①手摇式回柱绞车
手摇式回柱绞车用于人工回柱，体积小，重量轻，移动方便，结构简单。但人工回柱效率低，安全性差，一般只用作辅助作业，或在回收金属支柱时使用。
②风动回柱绞车
风动回柱绞车拉力大，重量轻，适用于我国西南地区的超级瓦斯矿，但是风动回柱绞车成本较高，使用范围受到限制。
③电动回柱绞车
电动回柱绞车使用范围最广，目前各制造厂生产的多为电动回柱绞车。
1.2.2 按滚筒结构分
①缠绕式滚筒
缠绕式滚筒具有一定的容绳量，操作简单，使用范围广，但体积和重量都比较大，现在生产的回柱绞车以采用缠绕式滚筒的为最多。
②摩擦式滚筒
摩擦式滚筒多制成双曲线型，靠滚筒上的几圈钢丝绳与滚筒的摩擦力带动钢丝绳进行工作，滚筒量不受限制，也不存在排绳子问题，解决了咬绳现象，这种绞车尚在试验中。
③链条滚筒
链条滚筒即用缠绕链条来进行回柱工作。因链条较重，不宜太长，如某厂生产的三吨轻便回柱绞车，链条仅有6米，因此，使用这种回柱绞车的极少。
1.2.3 按传动机构分
①普通蜗杆蜗轮传动
普通蜗杆蜗轮回柱绞车，第一级为普通蜗杆蜗轮传动，再经过二级圆柱齿轮带动滚筒。采用蜗杆蜗轮传动机械效率低，虽具有结构结实耐用的优点，但体积重量都很大，搬运困难，不适于井下狭窄环境和经常移动的特点，故此类回柱绞车已不再生产。
②圆弧面蜗杆传动
现在生产的各种回柱绞车均采用圆弧面蜗杆传动，机械效率提高到约为0.8-0.85机器体积和重量都相应减少。
2 国内外绞车的发展
近40年我国的煤炭行业发生了巨大变化，综采机械化水平达到国际先进水平，综采单采原煤产量早已突破了百万吨，然而煤炭工业机械化离不开运输，运输又离不了辅助运输设备，绞车就是辅助运输设备的一种。
我国绞车诞生于20世纪50年代，初期主要仿制日本和苏联的；60年代进入了自行设计阶段；到了70年代，随着技术的慢慢成熟，绞车的设计也进入了标准化和系列化的发展阶段。但与国外水平相比，我国的绞车在品种、型式、结构、产品性能，三化水平（参数化、标准化、通用化）和技术经济方面还存在一定的差距。
2.1 国外矿用绞车的特点
①标准化系列化；
②体积小、重量轻、结构紧凑；
③高效节能；
④寿命长、低噪音；
⑤一机多能、功率大；
⑥外形简单、平滑、美观、大方。
2.2 针对国外的情况我们应采取以下措施
①制定完善标准，进行产品更新改造和提高产品性能；
②完善测试手段，重点放在产品性能检测；
③技术引进和更新换代相结合；
④组织专业化生产，争取在较短时间内达到先进国家的水平。
2.3 JHB-8型回柱绞车的技术特点
①速度变化不大，回柱效率高
JHB-8型回柱绞车工作时的牵引速度为5.9-8.1m/min，平均速度7m/min，最大牵引力为50KN，容绳量为100m，工作效率大大提高。
②结构简单，布置合理
JHB-8型回柱绞车的传动系统采用两级传动，圆弧蜗轮蜗杆齿轮传动和圆柱齿轮传动，而且采用了开式齿轮传动，大大简化了机械部分的传动系统，便于安装和拆卸，结构布置紧凑、合理。
③操作简单，安全可靠
JHB-8型回柱绞车采用锥面实现了工作状态和制动状态的互锁。绞车起动时动载小，钢丝绳受到的冲击小。只需轻轻点动电机控制按钮，就可起动电机，然后操作制动的手把，便可实现绞车的动作。
【摘 要】:本文主要对自动化系统构成的硬件配置、装载自动化控制系统工作原理以及改造后系统的优势进行了分析。
煤矿;立井;绞车;自动化;装载系统;设计;改造
1、前言
煤矿随着生产水平的不断延伸,其水平煤矿产量也随之上升,在煤矿生产中绞车起着非常重要的作用。其装载电控系统自投产以来一直采用手动控制,长期以来,有一些问题不能够得到解决。首先,工人劳动强度大。一般情况下,该系统每天分两班倒班制进行井下作业,随着水平煤炭产量的增加,工人因疲劳而导致操作有误的事件很多,即造成装重罐和煤炭装入井底的事故。其次,必备的保护装置比较缺乏。在手工操作下,无法把各种保护装置投入进去,除了经常发生的上述事件外,溜子、给煤机偷停,过载故障缺乏报警监控手段,不但延长事故处理时间,常常引起电机烧毁和运输溜子故障,严重影响正常生产秩序。为了解决上述问题,对此系统进行自动化改造。
2、自动化系统构成的硬件配置
主井装载系统是有2台往复式给煤机、2台刮板运输机、2台装煤定量斗及弧型闸门组成。井上、下煤仓设有煤位信号传感器,定量斗弧型闸门设有位置传感器(防爆磁开关),定量斗下有压磁测力装置检测煤量,刮板运输机、给煤机由真空开关控制作为电源控制启动和停止。
电气控制系统采用计算机集中控制,输入、输出信号分为开关量信号和模拟量信号。刮板运输机、给煤机的启动或停止属于开关量信号,定量斗内的煤量属于模拟量信号,外界开关量输出信号通过24V直流继电器隔离,可以有效防止外界电气干扰和高电压进人PLC。对继电器供电的24V电源,采用直流24V开关电源作为独立工作电源,有效的保证了计算机系统的稳定性和安全性。定量斗煤量传感器采用KJD-7型定重装置,该装置可提供2套计量传感控制,设置2套“空”、“满”、“过满”参数,提供2套“空”、“满”、“过满”继电器接点,分别用于A,B定量斗的煤量检测。
3、装载自动化控制系统工作原理
图1 PLC控制原理与接线
FX2一80MR型PLC的输人、输出为继电器型PLC,输入信号有40个接点,地址分别为XO~X7、X10~X17、X20~X27、X30~X37、X40~X47,其中X0连接打点按钮,在检修或手动控制方式下操作人员通过该按钮向绞车司机发出信号;X3,X4连接工作方式按钮控制,系统启动后默认为手动控制方式,按一次工作方式按钮,X4产生一个“1”脉冲,系统转为自动控制方式;再按一次工作方式按钮,X4再产生一个“l”脉冲,系统转为自动控制方式。检修控制方式由检修旋钮控制,当旋钮闭合时,X3为1,系统强行转到检修控制方式;X7连接装载急停按钮,当该按钮按下后装载系统全部设备停止工作,并报警。X10~X13连接给煤机启、停按钮,在手动控制方式和检修控制方式时,分别为B给煤机启、停按钮和A给煤机启、停按钮;X14~X17在手动控制方式和检修控制方式时,分别为B刮板运输机启、停按钮和A刮板运输机启、停按钮;X20~Xl7分别连接B定量斗弧型闸门开、关按钮和A定量斗弧型闸门开、关按钮;X32,X33,X47和X34,X35,X6分别连接定量斗煤量状态信号,来自KJD-7型定重装置输出继电器,当B定量斗煤量分别为“满”、“过满”、“空”状态时,X32,x33或x47为“l”,当A定量斗煤量分别为“满”、“过满”、“空”状态时,X34,X35,X6为“1”。X43,X44真空开关反馈信号,来自B,A给煤机真空开关。当B或A给煤机真空开关闭合时,向PLC柜发送指示信号,X43或X44为“l”,表示真空开关已经闭合;X45,X46分别连接B,A刮板运输机真空开关信号,当B或A刮板运输机真空开关闭合时,向PLC柜发送指示信号,X43或X44为“1”,表示真空开关已经闭合;X25,X42连接A,B箕斗到位信号,来自绞车电控系统接点,当A或B箕斗到达装载位置时,接点闭合,X25或X42为“1”。X27,X36连接绞车上、下行信号,来自绞车电控系统接点,当绞车上、下行时,接点闭合,X27或X36为“1”;X30,X31连接B,A箕斗进入曲轨信号,来自井筒防爆磁开关,当箕斗进入曲轨时,接点闭合,X3O或X31为“1”;X40,X41连接B,A定量斗弧型闸门关到位信号,来自B,A定量斗弧型闸门防爆磁开关,当定量斗弧型闸门关到位时,接点闭合,X40或X41为“1”。
4、改造后系统的优势
4.1降低工人劳动强度
在提煤期间,装载系统采用自动的工作方式,以下工作均由设备来完成:两个罐的给煤机启停、溜子启停、计量斗的开关以及开车信号的发出等全部操作。而操作工人只是完成以下工作:巡视和检查设备运转状态,必要的清洁工作。
4.2提高了生产效率
自动化工作方式中的各个工序是要严格按照计算机的运算指令进行,时间准确度超过0.15,因此,它在保证安全的前提下提高了工作效率,同时也对于因人为因素而造成的工作拖延这种情况也得到了避免。
4.3提高了安全性、可靠性,转变了工人违章环境
由于工人误操作装重罐的事故,由于装重罐保护装置投人使用,也得到了抑制。对于箕斗不到位而将煤装人井下的事故,由于箕斗――计量斗连锁保护,其事故的发生率也得到了抑制。上仓满、下仓空保护使井上下流水线作业信息沟通完善,使得走空溜子现象得到了避免。
5、结语
通过对煤矿立井绞车自动化装载系统设计与改造,使得立井绞车实现了自动化装载,创造了良好的作业环境,解决了安全问题。总之,立井绞车自动化装载系统改造成功,为煤矿工作带来了极大的益处。
摘 要：JTDK-ZN-01S型交流提升机电控系统采用性能优越的进口PLC可编程控制器作为主要控制器件，两套PLC相互冗余，构成安全回路双线制，且冗余量不低于20%。运用软件化的设计思想，能用软件实现的功能，决不用硬件，提高了系统的稳定性，大大减少了系统的硬件故障。采用了RS485 串行通讯的现场总线技术，仅用一根屏蔽线即可完成通讯功能，实现了控制的智能化。在提高系统可靠性的同时，省去了大量的控制接线，具有安装调试简单，使用维护方便等一系列优点。
关键词：副井绞车 电控改造
本矿副井提升绞车电控装置原采用天津电气控制设备厂生产的JKMK―PC型绞车电控装置，自2000年5月安装并投入正式运行，至今已有六年多的运行时间，一是电控部分大量的元器件已到使用期限，部分元件已损坏；二是原来的电控系统生产厂家已倒闭，配件供应不及时；三是PLC内部控制程序多次出现丢失现象，程序丢失后只能临时采用高压开车，给副井绞车的安全运行带来很多问题，因此经矿多方面调研论证，确定采用JTDK-ZN-01S型交流提升机电控系统，对副井绞车电控进行改造。
1. 电控系统技术特点
（1）现场总线技术
系统采用了RS485 串行通讯的现场总线技术，仅用一根屏蔽线即可完成通讯功能，实现了控制的智能化。在提高系统可靠性的同时，省去了大量的控制接线，具有安装调试简单，使用维护方便等一系列优点。
（2）全数字化设计
该系统将轴编码器应用于绞车电控，实现数字化的行程、速度、给定、油压等，其中数字化的主令控制器和手闸控制器具有控制准确、操作方便、故障率低等特点。
（3）软件化的设计
本系统运用软件化的设计思想，能用软件实现的功能，决不用硬件，提高了系统的稳定性，大大减少了系统的硬件故障。
（4）模块化设计
本系统运用模块化的设计思想，将系统多个功能集成为不同的电路模块，如语言报警模块、可调闸模块、电流检测模块、功率检测模块、电源模块等，缩短了故障的处理时间。
（5）冗余化设计
采用性能优越的进口可编程控制器作为主要控制器件，两套PLC相互冗余，构成安全回路双线制，且冗余量不低于20%。
（6）抗干扰设计
按照抗干扰的设计原则，在输入、输出、电源等方面有针对性地实施了抗干扰措施，完全符合GB/T13926电磁兼容性要求，整套系统独家通过电兼容性试验，使得系统安全可靠。
（7）完善的防雷系统
主控台内设置有完善的防雷系统，采用德国OBO公司设计生产的防雷器，有效地提高了系统抵抗自然灾害的能力。
（8）工业控制人机界面
该系统将工业显示屏应用于电控系统，显示绞车的各种静、动态参数，如速度、行程、油压、速度图、力图、打点次数及各种开关量的状态。此外显示屏中设置了故障记忆和故障态，以便查寻提升机的故障状态和故障原因，方便简洁。
（9）UPS电源
采用具有正弦波特性、功率容量充分大的不间断电源为控制回路供电，①保证了系统电磁兼容性指标的实现；②当发生突然停电，保证了二级制动的有效性。
（10）语言报警
本系统设计了安全回路控制接点动作记忆电路，一旦安全回路动作，引起动作的各种故障被记忆下来，并连续不断地用语言播放故障位置，大大缩短了故障的查找时间。
（11）多种运行方式
提升系统能完成提升机手动、自动、检修、故障开车等各种运行方式的控制要求。
2. 系统配置
本电控系统按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化进行产品设计，对于提高矿井自动化、安全保障能力，以及矿井现代化管理水平具有十分重要的现实意义。此外对于减少设备维修费用，减轻工人劳动强度，降低能源消耗和噪音污染，提高矿井生产效率等方面，将会产生很大的社会经济效益。系统设备特性如下：
（1）智能型全数字交流主控台（JTDK-ZN-ZKT）
（2）智能型高压低频换向柜（JTDK-ZN-GHP）
（3）全数字无环流低频电源柜（JTDK-PC-DPY）
（4）智能型可控硅调速柜（JTDK-ZN-SCR）
（5）高压馈电开关柜（KGS1）
（6）低压电源柜（JTDK-ZN-DYG）
3. 系统的主要技术性能
（1）提升机的运行方式
提升系统能完成提升机自动、常规、手动、故障开车等各种运行方式的控制要求。
（2）数字行程监控器
数字行程监控器由PLC、轴编码器构成。轴编码器将脉冲信号送入PLC中，经PLC逻辑运算处理转换成提升机钢丝绳线速度和容器行程位置，形成各种操作信号、保护信号和按行程给定的速度给定曲线。
主控PLC与监控PLC之间相互保护、相互监督，并能完成如下功能：
1）实现PLC故障状态下的低速开车功能；
2）实现数字行程给定功能，定位精度≤1cm，并实现数字行程罐位显示；
3）具有对编码器进行同步校正的功能；
4）PLC行程监控器可以很容易地进行参数的整定以适应变化的工况（如变化了的速度、深度等）。
（3）提升控制
系统核心控制部分采用两套模块化工业微机―FX2N可编程控制器，该型可编程控制器具有指令众多，功能强大，配置灵活，使用简单，工作可靠，可以和管理计算机联网，并能完全满足矿井提升工艺过程要求。
1）选用日本三菱公司的FX2N 型PLC；
2）主控PLC应用软件能完成提升机手动、自动、常规等运行方式的控制要求；
3）完成提升机运行工艺要求的控制功能；
4）实现对调速系统按速度给定的控制；
5）实现完善的保护功能，对于等速段超速、减速段过速、过卷等安全保护具有多重保护；
6）保护功能按下列三类设置：立即施闸的紧急停车、完成本次提升后不允许再次开车的功能，即一次提升、自动减速后施闸停车。
7）可在线或离线修改用户程序；
8）采用全数字工作闸和主令控制器，采用脉冲编码器来实现，使得控制准确度高、操作轻便、故障率低；
9）留有与矿井生产管理系统联网的接口。
（4）安全保护
系统的安全回路有两套，一套由主控机PLC，另一套为监控机PLC，实现PLC的相互冗余。系统的主要保护有：
立即施闸类保护，发生下列各类故障时，系统能立即进行完全制动停车，并发生声报警：提升容器过卷、减速段过速保护、等速段超速保护、提升容器接近井口速度超过2m/s、错向保护、给定方向记忆、深指失效保护、通讯错误、高压失压跳闸保护、制动油过压、轴编码器失效。
终端施闸类保护，完成本次提升后不允许再次开车的保护，即一次提升：润滑油欠压、润滑油超温、制动油超温。
自动减速后施闸类保护，发生下列各类故障时，系统自动降低速度，然后再施闸停车，并发出声报警：信号电源欠压、制动油故障、主电机超温、闸瓦磨损、闸盘偏摆、弹簧疲劳等。
（5）制动控制系统
提升机制动控制系统由PLC、安全继电器、脚踏动力制动和可调闸模块组成，其主要功能是：
1）当系统发生故障导致安全回路断开时，PLC利用采集来的速度信号和油压信号，对液压站制动电液阀进行PID闭环控制，以实现液压站的减速制动功能。
2）当减速制动发生故障时，若提升机在井中，PLC直接控制安全阀和二级制动阀动作，实施二级制动控制；若提升机接近井口，则实施一级紧急制动。
4. 应用情况和效益
副井绞车电控系统自改造以来，运行效果良好，未出现任何问题，2006年11月经山东省机电设备检测中心性能测试，各项指标均满足相关标准要求，极大地提高了副井安全运行的可靠性。该系统改造对于提高矿井自动化、安全保障能力，以及矿井现代化管理水平具有十分重要的现实意义。
