矿用提升机闸瓦综合保护系统应用
2023年矿井升提升机安全保护装置及其安全管理
2023年矿井升提升机安全保护装置及其安全管理矿井升提升机是煤矿、金属矿山等地下矿井中常见的设备，用于将矿工和设备从井下运送到地面。
由于矿井升提升机的工况复杂，涉及到高速运输、高温、高湿、高粉尘等各类危险因素，因此对其安全保护装置的设计和安全管理是至关重要的。
一、矿井升提升机安全保护装置的设计矿井升提升机的安全保护装置主要包括以下几个方面：1. 电气安全保护装置：矿井升提升机应装设电气保护装置，包括漏电保护器、过载保护器、过电流保护器、短路保护器等。
这些装置能够监测电气系统的运行状态，一旦出现异常情况，如漏电、过载等，及时切断电源，以防止事故的发生。
2. 机械安全保护装置：矿井升提升机应配备机械保护装置，包括安全刹车、上限止动器、下限止动器、断轴保护装置等。
安全刹车能够在紧急情况下迅速停止机械设备的运转；上限止动器和下限止动器能够控制升降高度，避免超过安全范围；断轴保护装置能够检测到主要传动轴的断裂情况，并立即切断电源。
3. 火灾安全保护装置：矿井升提升机周围应配备火灾安全保护装置，包括烟雾探测器、灭火装置等。
烟雾探测器能够及时检测到矿井中的烟雾，发出警报信号；灭火装置能够在火灾发生时自动喷射灭火剂，控制火势的蔓延。
4. 安全监测装置：矿井升提升机应装备安全监测装置，包括振动传感器、温度传感器、湿度传感器等。
这些传感器能够实时监测升降机的运行状态，一旦发现振动异常、温度过高或湿度过高等情况，及时采取措施，防止事故的发生。
以上是矿井升提升机安全保护装置的设计要点，通过合理的设计和配置，能够有效保护矿井升提升机的安全运行。
二、矿井升提升机安全管理除了安全保护装置的设计，矿井升提升机的安全管理也是十分重要的，以下是几个方面的建议：1. 安全培训：对矿井升提升机的使用人员进行全面的安全培训，包括机械设备的操作规程、安全注意事项、紧急救援措施等内容，提高员工的安全意识和应急能力。
2. 定期检查：定期对矿井升提升机进行安全检查和维护，包括电气系统、机械传动系统、火灾安全装置等的检测，及时发现和处理存在的安全隐患。
林南仓矿提升机闸瓦保护系统研究与应用
林南仓矿提升机闸瓦保护系统的研究与应用摘要：本文就提升机闸瓦系统与工业单片机控制技术相结合，实施提升机的闸瓦综合保护系统进行了研究，介绍了提升机闸瓦综合保护系统故障信息的实时采集和故障报警等功能。
关键词：提升机；故障实时采集；综合保护目前林南仓矿提升机闸瓦系统均为独立的机械系统，无法实现与工业上位机监测与检测系统的通讯连接，每组闸瓦都是孤立地存在着的，并且故障检测仅限于现场就地检测。
由于现场监测往往受系统维护人员技术力量及现场条件的限制，一些故障很难及时查找并处理，严重影响设备运行。
目前计算机网络的发展为煤矿信息化提供了一个前所未有的广阔的平台，使矿井提升机连入网络成为可能。
为此，将闸瓦监测技术与通信技术相结合，实施提升机闸瓦综合保护系统的远程监测、故障诊断和远程服务，进行异地运行信息的采集和故障查询诊断，将极大地提高煤矿提升机自动化水平，并且大大减少提升机故障时间，提高生产效率，产生巨大的经济效益。
一、结构与工作原理系统采用研华工控机、西门子plc、avr系列的工业单片机进行综合控制，采用17寸液晶显示器进行实时显示，在普通提升机后备保护装置功能（过卷保护、等速段超速，减速段过速、断轴保护、2m/s限速等）的基础上，设置了闸瓦位移、闸瓦磨损量、制动压力、空行程时间、闸盘偏摆及历史记录、故障存储等多项功能。
其结构如图：位移传感器的固定测量端固定于刹车装置的支架上，活动测量端固定于刹车装置的闸瓦衬板上。
当该衬板退靠于刹车装置的筒体时，应作为位移传感器的零点。
当油缸泄泻液压油，则碟形弹簧的弹力将衬板与闸瓦推向闸盘而远离筒体时，位移传感器将检测到闸瓦的位移量，传感器就有输出。
当闸瓦压到闸盘时，传感器的输出就是额定位移量。
制动压力测量采用轮幅式电阻应变传感器。
油缸进入液压油，压缩碟形弹簧，使闸瓦脱离闸盘时的油缸产生的压力。
这一压力应保证闸瓦的衬板退回到筒体基准面。
该压力太小，则不足以令闸瓦迅速有效地脱离闸盘，并保证闸瓦的衬板退回到筒体基准面。
提升机闸瓦在线监测系统的应用
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５—２ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ ３ ２
提 升 机 闸 瓦在 线 监 测 系统 的应 用
张 磊
（ 潞安环 能股份公 司 王庄煤矿 ， 山西 长 治 ０ ４ ６ ０ ３ １ ） 摘 要： 矿 井提 升机是煤矿 的重要设备 ， 其 可靠 运行 对煤 矿安全生产起 着很大作用 。制 动系统决定提升机
进 行报警 。当 闸瓦 间隙值 超 过 规 定 值 、 闸 瓦磨 损 过 量、 同组 制 动器 闸瓦 间 隙不 对 称 量超 过 报警 值 时进 行 报警 。数 据处 理系统 包括 ： １ ） 建 立数 据库 ， 存 储历 次 制 动器 制 动 后 的 闸 瓦 间隙值 、 闸 瓦磨 损量 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ４ — １ ８ 作者简介 ： 张 磊（ １ ９ ８ ５一） ， 男， 辽宁喀左 人 ， 助理工程师 ， 从事生产技术工作 。
２ ０ １ ３年 ７月
张 磊 ： 提升机 闸瓦在 线监测系统 的应用
第２ ２卷 第７期
２ ） 对存储数据 进行分析 ， 具 体有 ： ① 将 闸瓦 磨 损与 产煤 量相 关联 ， 形 成 时间对 比 ， 能够 指示 提升 机 的运 行状 况 ； ②能 够 识 别 每 组 闸瓦磨 损 变化 的规 律， 判断闸瓦的质量优劣 ； ③提示工作人员每副制动 器闸瓦 的更换情况 ； ④ 间接反映蝶形弹簧的状态 ， 为 更换蝶形弹簧提供可靠依据。 监 测 系统实 现 了对 闸 瓦 间 隙 的实 时 监 测 ， 为工 作人 员 管理 和维 护 矿 井 提 升 机 制 动 系统 提 供 指 导 ， 大 大方 便 了工作 人 员 的工 作 。 同 时 ， 能 够 为 矿 山 以 后 相关 方 面 的发 展 和革新 提 供有 效 的数据 支持 。
提升机综合后备保护装置的应用
号显示ｌ
ｌ 勾数显示
全回路
障指 示
图１
ｆ ２ ） 提升至 终点时 ，超 过设定 的过卷 距离 ，过卷指示 灯
器实现安 全制动 。安 全 回路采用 并联接 点方式进 行信号 采
样 ，经 光 电 隔 离 后 送 主 机 处 理 ，将 结 果 送 出 显 示 。 通 常 在
亮 ，喇叭报警 ，制动继电器动作 ，实现安全制动 。
（ ３ ） 提 升机 运行 中 ，深度 指示 器失效 ，失 效指 示灯 亮 ， 喇叭报警 ，到达２ ｍ ／ ｓ 限速距离时 ，制动继 电器动作 ，实现安
全制动 。
井底或井 上发 出的打铃 信号 由打铃信号 采样 ，主机控制 继
电器进行 闭锁 。重要 数据等 主要 通过４ Ｘ ４ 的１ ６ 位 键盘输 入 主机 ，送Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ 存储 。该装置原理如图１ 所示 。
（ ６ ） 各水平发出提升信号 ，其指示灯亮。
（ ７ ） 井Ｖ Ｉ 发 出提升信 号 ，信 号显示 窗显 示相 应 的点数 。
打一次 电铃信号 ，继电器不 动作 ；打两次 ，上行及提 物指
２ ０ １ ３ ￣１ １ 月 ｌ中国 设备工程
４ １
改 造 与更新
∞ ∞ ≈ 婶 ｎ × ｔ ； ； ≮ ＊ ｖ ≮ 坩 ≮ ｕ ｕ 。 。 ０
霍 尔传感 器对速度 、深度 、深度 指示器及 深度校 正位置 进 行 采样 ，并将 信号经 光电隔离后 直接送 入主机 ，由主机 进 行处理 ，将结果送给多位七段Ｌ Ｅ Ｄ 管显示。当提升机运行过 程 中 出现超 速 、过卷 、深度指示 失效时 ，由主机 控制继 电
离
离
速度显示ｌ ｌ 深度显示ｌ
磁 钢
矿井提升机的综合自动化控制系统
矿井提升机的综合自动化控制系统摘要：矿井提升机为矿山咽喉设备，除电力传动系统可靠运行外，需对提升机电气设备及机械设备的运行状态进行监视及控制，提高电控系统的可靠性、控制精度和性能。
完善的综合自动化系统对提升机安全运行有着重要的意义。
关键词：提升机；自动化；控制前言提升机电气设备和机械设备比较复杂，运行可靠性要求高，故障检测处理及保护电路比较复杂，随着电力科技技术的发展，提升机电气控制、保护措施自动化系统已发展到第三代多PLC和智能化仪表数字控制以及上位机监控、数据采集及远程故障诊断编程系统。
1提升机操作系统1.1 操作台操作台为分体式结构，由控制台，制动台，仪表指示台组成，中间设有司机座椅。
控制台和制动台上设置有各类操控手柄、开关和按钮等。
仪表台上设置有各类仪表及指示信号等。
司机可操作操作台上的开关及按钮来控制提升机运行，并通过指示灯和显示仪表以及工业控制计算机及时了解提升机的运行状态及运行参数。
1.2上位机监控系统主要实现人机界面及画面显示，人-机通信、监视、控制与操作，各个子系统画面显示。
主要监控功能为提升系统动静态画面生成；故障自检显示、报警；各类报表生成；提供首次报警记录等。
2提升机控制系统2.1主控PLC系统主控PLC是网络控制系统的主站，主要用来实现逻辑联锁控制和安全监视、保护。
完成除闭环控制外的整个提升机电控系统的信号处理，数据运算，通信控制，系统管理等。
2.2 监控PLC系统主要实现安全监视和保护。
主要保护和闭锁功能（1）立即施闸类故障保护：（2）终端施闸类故障保护：（3）电气制动类故障保护（4）系统闭锁功能（5）部分行程参数信号逻辑运算处理，自动产生速度给定信号。
（6）控制提升容器停车精度<1cm。
（7）将信号处理成位置和在线速度显示等2.3 UPS不间断后备电源UPS电源用于控制，监控，等设备的电源后备支持。
当发生电源故障时，给闭环控制，以及PLC的供电将继续维持直到提升机停止且制动闸已经合上。
矿井提升机系统介绍
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调绳离合器可分三种即齿 轮离合器、摩擦离合器、 蜗轮蜗杆离合器。KJ4m 提升机为风动齿轮式离合 器JK型提升机为液动齿 轮离合器
种类
作用
使游动滚筒与主轴连接或脱 开，以便在调节绳长或更换 提升水平时，使游动滚筒与 固定滚筒有相对运动。
按动力源分：风动、液动
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3.减速器、联轴器 主轴转速10-60r／min.电动机转速480-960r／min 减速器：减速和传递动力 联轴器：有齿轮、蛇形弹簧、爪式棒綃、套式棒销 齿轮连轴器齿厚磨损量不超20%、键、螺栓不得松 动。蛇形弹簧联轴器套弹簧不得损坏，厚度磨损不超 10%
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1.类型 •单滚筒：用于产量较小单钩小斜井 •双滚筒:双钩提升效率高、矿山应用最多. 有死滚筒/活滚筒两个滚筒；多水平同时提 升时，不如单钩方便。
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缠绕式提升机是利用钢丝绳在滚筒上的缠绕和放 出，实现容器的提升和下放。钢丝绳的一端固定在滚 筒上，另一端绕过天轮与提升容器连接，当滚筒由电 动机拖动以不同的方向转动时，钢丝绳或在滚筒上缠 绕或放出，以带动提升容器。 缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个卷筒上 固定一根钢丝绳，钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反。
矿井提升系统
运转工区 王庆光 2015年7月30日
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矿井重要环节、是联系地面和井下的咽喉要道 1）提升有用矿物，矿石、煤炭。 2）提升井下生产过程中产生的矸石、煤泥。 3）升降人员、运送设备和下放物料。
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矿井提升系统的组成主要有：矿井提升机、电动机、 电气控制系统、制动系统、驱动系统、安全保护装 置、提升机信号系统、提升钢丝绳、平衡钢丝绳、 提升容器、井架、天轮、井筒设备及装载/卸载附 属、操车设备等组成。
提升机综合后备保护装置的应用
ｅ）松绳保护 装置 ： 缠绕式 提升机应设置松 绳保护装 置 ， 并接入安全 回路和报警 回路 ； ｆ 满仓保护装置 ： ） 箕斗提升的井 口煤仓仓满 时应能报警 ； ｇ）减速功能保护装置 ： 当提升容器 （ 或平衡锤 ） 到达设 计减速位置 时， 能示警并减速 ； 应 ｈ） 深度指示器失效保 护装 置 ： 当深度指示 器失 效时 ， 在 加速 、 等速段应 自动报警 ： 减速段应报警并 自动断电 ； ｉ ）过负荷和欠压保护装置 ： 回路开关柜内过电流继 电 主
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保护 的可靠性就必然得到 提高 ， 提升装置 的安全运行水平也 就相应得到提高 。
２ 国 家对 提 升 机 综合 后 备保 护装 置 的保 护 要求 和 实 际应 用 中存 在 的 问题
《 矿安全 规程 ＞（ ０ ４版 ） ＡＱ ０ ４ ２ ０ 《 矿在 煤 ２０ 和 １１－０５ 煤
器应灵活可靠 ；
我 国矿井 提升装置 的保 护并不完善 ，其表 现是多 方面 的 ，其 中重要 的一个方面就在 于绝大 多数保护是单线 的 。 即 每项 保护 只有 一套保 护装 置 。尤 其是 滚筒直径 在 １ ． ｍ及 ６ １ 以下 的提升绞车 ，一旦某项 保护装置因任何原 因而失 ．ｍ ６ 效， 提升装置 即失 去该项保护 ， 而导致事故 ， 从 若提升机事故 时正好载人 ， 后果 将是非常严重 的。显然 ， 如果每项保护都是 双线 的 ， 即每项 保护都有 两套 相互独立 的保护装 置 ， 一旦一 套保护装置 失效 ，另一套保 护装 置可 以继续发挥保护作 用 ，
维普资讯
２０ ０ ６年第 ２期 （ 总第 ４ 期 ） １
提升机闸瓦间隙监控系统
提升机闸瓦间隙监控系统技术要求
一、主要用途
用于矿井提升机闸瓦和制动盘之间的距离检测及控制、制动油压、贴闸压力、空动时间、卷筒偏摆的检测控制。
二、工作条件
井上井下周围无瓦斯及煤尘爆炸等危险场所。
环境温度 -20℃～40℃
大气压力 80～106KPa
供电电压 110V～260V 50Hz
环境湿度＜90％无凝结
防爆标志 KY
三、主要性能
闸瓦间隙检测范围：0.01mm～10.00mm
一级制动油压检测范围：0.01MPa～10.00MPa
二级制动油压检测范围：0.01MPa～10.00MPa
显示提升机的提升速度、行程、运行状态、提升勾数等
显示提升机的提升方向
贴闸压力监测功能
空动时间监测功能（精度0.001秒)
卷筒偏摆度监测功能(精度0.01mm)
工业以太网联网功能（选配）
中文语言报警
提升机闸瓦间隙保护装置由主机、特制传感器组成
当某一路闸瓦间隙超过《煤矿安全规程》限定的范围时，该路的报警指示灯亮，继电器动作并被记忆，各闸瓦的保护值和显示的值可根据需要随意调整。
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矿用提升机闸瓦综合保护系统的应用【摘要】煤矿企业所用提升机是运输环节重要的运输设施之一，实现自地面到井下的过程运输，其在煤矿企业的生产过程中起着积极的纽带作用，ktz-ⅱ型的闸瓦保护装置，是运用在提升系统的一套安全保护配置，本文就对其特点、工作原理及安装调试、运行过程中的注意环节进行了分析，对今后的使用与维护具有一定的指导意义。
【关键词】煤矿提升机闸瓦保护
煤矿提升机能在较短的距离内，以很高的速度往返运行。
在这种条件下，为了确保煤矿提升机提升容器运行准确、安全、可靠，提升机必须具有性能良好的控制设备和可靠灵敏的安全保护装置。
根据《煤矿安全规程》的要求，提升装置必须装设下列安全装置：防过卷装置（过卷开关）、防过速装置、限速装置、过负荷装置和欠电压保护装置、闸瓦过磨损保护装置、松绳保护装置、满仓保护装置和深度指示器失效保护装置等。
此外，在提升机上还设有制动油过压和欠压继电器、润滑油过压和欠压继电器以及测速发动机。
本文重点论述矿用提升机的闸瓦综合保护系统在煤矿中的应用。
1 闸瓦保护装置简介
在煤矿企业，提升机是位于井下工作环境与地面系统联通的纽带环节，是重要的运输设备，承担着材料、设备、工具乃至下井人员的提升与下放任务，由于距离地面几十米甚至几百米的落差，因此，提升机的提升与下放都需要进行相应的速度控制，不然，由着
提升罐笼的自然下落，其速度将非常之快，所以为了免除这种可能发生的重大事故，就需要配备制动保护设施，利用盘式制动器的制动力矩原理对其进行被动制动，ktz-ⅱ型号的闸瓦综合保护装置就是对制动力的适时检测的装置，是随着不断安全需要而取得很大先进成效的新的型号配备，对提高制动器的安全运行安全行，有着可靠的监护、管理作用。
闸瓦综合保护装置是以《煤矿安全规程》有关规定为前提，以实际的现场生产环境为基础，在原有型号的基础上，所研发出的新型产品，不仅仅拥有原有型号的诸多保护功能（例如减速段超速、等速段超速、过卷保护、断轴保护、限速保护等），还增加了很多新的保护性能，比如贴闸压力功能、提升次数信息记录、速度信息采集、闸瓦间隙、闸盘的偏摆、贴闸的压力以及故障的历史信息存储等，同时还设立监控平台，实现对现场的及时掌控，在遇到故障发生状态时，可以实现故障警示信号发送至管理平台，保证了故障的及时发现和处理，对提升机的安全制动保护，起到了积极的监护作用，在煤矿企业以安全为第一要领的今天，其实际意义彰显无遗。
2 ktz-ⅱ闸瓦综合保护装置的运行原理
2.1 系统构成
对于提升机来说，闸瓦综合保护装置主要是实现提升机的停车功能。
由于闸瓦是最容易磨损的零件，当磨损超过设备的限度时，制动力矩将会下降或者不再产生制动力矩。
为了避免此类情况的发生，规定提升机必须装设闸瓦磨损保护装置，当闸瓦与制动盘的间
隙超过规定值时，能自动报警或自动断电。
ktz-ⅱ型保护系统构成主要包括控制主机，信息采集盒、传感器、开关等，其中采用控制主机包括计算机和plc控制机柜，而传感器是整个监控系统中的重要构成，是信息的发送装置，包括闸瓦压力传感器、速度传感器、偏摆传感器、位移传感器、电流传感器以及单霍尔传感器等。
整个系统的构成就是信息的传送、信息的处理的基本内涵。
2.2 基本原理
该系统是收集现场传感器所收集到的信息数据，配备普遍采用的工业级别的模拟量数据采集模块，对闸瓦的系统实际运行数据进行的采集和整理，然后运用微机的数据分析，对各类传感器所传输数据进行了相关性分析，然后对照设置的各项系统运行参数，来决定其运行情况是否正常，如果出现数据对照参数，有不正常现象，就可以提出警示，并将问题汇总展现出来，系统中还设置了技术帮助和故障处理办法，可以针对简单的，常见的一些故障、系统问题提供帮助。
3 提升机闸瓦综合保护系统功能
3.1 闸瓦间隙检测及保护
该系统能通过位移传感器检测提升机运行时的闸瓦间隙，并实时显示，在闸瓦间隙大于2mm时，显示器上实时显示的位移数据变红，并发出“闸瓦间隙偏大”的声音报警，并通过闸制动继电器动作，实现安全制动。
3.2 闸瓦压力检测及保护
系统能在线测定每副闸瓦的贴闸压力、敞闸压力，在闸瓦贴闸压力小于设定值时，发出“弹簧疲劳”的声音报警，并通过闸制动继电器动作，实现安全制动。
3.3 闸瓦空行程时间检测
在提升机运行出现故障紧急制动时，此系统能够在线测定每副闸瓦的空行程时间。
4 提升机闸瓦综合保护系统的安装、运行注意事项
4.1 安装过程中的注意事项
不可以将该系统安装在布有危险的爆炸性气体的氛围中，禁止在使用地点的周围环境中存在易燃易爆的物品摆放，禁止在提升机正常运行时间段实施有关设施的安装，禁止安装在有剧烈震动和冲击的位置，应该安装在合适的温湿度环境下，在安装过程中，要做好安装的细节工作，不能存留螺丝、垫片等金属物件，要注意保护线路，不能造成线路的损坏。
4.2 正常运行的注意事项
在正常运行过程中，要严格操作规范，认真执行相关规定，针对出现的故障，可以依据有关处理办法进行及时处理，但是在处理过程中，要确保系统停止运行状态下进行操作，不可以盲目为之。
当然由于温湿度和煤尘、粉尘等的影响下，势必会出现一些设施的异常，这就需要管理人员对其进行定期的维护保养，并建立维护保养机制，填制维护保养记录，可以早期发现问题，并在故障发生前进行妥善处理。
5 结语
总之，ktz-ⅱ闸瓦综合保护本着结构简单、安装快捷、操作方面、功能强大的诸多优势，应用在提升系统中，很大程度上提高了提升运行系统的安全可靠性，在对安全日趋关注的今天，相信提升机综合保护控制装置，将带了新的提升，为安全贡献更巨大的技术支持。
参考文献：
[1]国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.北京煤炭工业出版社，2012年.230～231.
[2]ktz-ⅱ型提升机闸瓦综合保护系统说明书.徐州泰荣煤矿设备有限公司.
[3]万佳萍.矿山固定机械使用与维护[m].北京：冶金工业出版社，2011.
[4]曾令琴.plc原理及应用技术[m].北京：人民邮电出版社，20l2.
[5]马潮.avr单片机嵌入式系统原理与应用实践[m].北京：北京航空航天大学出版社，2011.。