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煤矿绞车论文:煤矿有极绳绞车安全技术管理研究
摘要:
结合煤矿矿井运输专业管理实践，研究探讨了对煤矿有极绳绞车的安全技术管理，介绍了有极绳小绞车的安装要求和技术管理要求，认为小绞车作为轨道运输调度作业的必需装备，还将长久存在，研究探讨对小绞车的技术管理，还将是煤矿运输安全工作中持久的课题。
关键词:
煤矿;有极绳绞车;安全管理;技术管理
矿用绞车一般可分为提升绞车和运搬绞车，提升绞车是指滚筒直径1．2m(通常为1．6m)以上的大型双滚筒绞车，其具有滚筒直径大、电机功率大的特点，主要用于立井重型货载提升和斜井重型货载或者串车货载的提升运输。运搬绞车俗称小绞车，通常是指在井上下轨道线路上牵引车辆用于物料和设备运输的各种内齿轮绞车，这类绞车的滚筒直径一般为1．2m及以下。长期以来，煤矿井上下的物料运输，主要是依靠小绞车牵引运输，近30年来，尤其是随着近10年来煤矿的兼并重组，矿井的规模和生产能力得到了很大的提高，用于煤矿井下物料运输的小绞车，逐渐为现代化的、高效率的新型辅助运输装备单轨吊、卡轨车、无轨胶轮车等所替代，使得矿井运输装备得到了跨越式的发展。煤矿辅助运输装备的发展，使得采煤、掘进、运输同步进入先进技术行列，不仅提高了煤矿的生产效率，同时也使过去煤矿井下脏、乱、差的形象，得到了很大的改观。但是，小绞车在煤矿生产中仍然具有不可替代的作用，短距离的材料运输和车场及交叉点的车辆调运，仍然离开不了小绞车。这使得对小绞车的安全技术管理还须加强，按照小绞车应用实践，还需加强小绞车安装和技术管理，才能适应煤矿现代化发展条件下对小绞车安全管理的要求。
1有极绳小绞车安装固定的要求
小绞车又有有极绳小绞车和无极绳小绞车两种，在煤矿井下现场使用中，有极绳小绞车应用较多。按照安装固定的方式不同，有极绳小绞车(以下统称为小绞车)又分为固定小绞车和临时小绞车两种。通常大多数煤矿把使用期在6个月及以上的小绞车称为“固定绞车”，而将使用期在6个月以下与其它经常移动的小绞车确定为“临时绞车”。为了确保小绞车运输过程中的安全，根据行业安全技术规定，煤矿通常会结合本矿实际情况，对小绞车的安装要求做出具体严格规定。虽然各矿有关规定内容稍有不同，但是大体管理原则是一致的。
1．1小绞车硐室或壁龛化安装要求
对煤矿采区上山和下山安装的固定小绞车，一般均要求实行硐室或壁龛化管理。要求在进行采区上山和下山的设计时，在设计中要将用于安装固定小绞车的硐室或壁龛同步设计好;施工时也应该按设计规定的参数，同时施工好小绞车的安装固定的硐室或壁龛。此外，安装固定小绞车的硐室或壁龛，还应该符合以下几项规定:1)安装在采区上山和下山巷道中进行运输作业的小绞车时，安装小绞车的壁龛的长、深、高等参数，应在设计中明确确定。一般要保障绞车挡绳板后方留有0．7m以上的操作空间，安装在壁龛内的小绞车只允许单向牵引车辆，壁龛出绳端应有可旋转的拨绳器具。2)在井下各个巷道的交叉口安装需向绞车前左右两个方向，分别变向进行牵引作业的小绞车，其硐室的宽、高、深等参数应在设计中明确确定。如果安装绞车的峒室深度超过6m时，还要有独立的通风系统。为了方便操作和检修作业，绞车挡绳板后方和不安装电机的一侧，要求留有不小于7cm宽度的操作空间或通路，电机与同侧巷道壁之间的间距，应在2cm及以上。需要在巷道中变向牵引运输物料车辆的小绞车，为了方便变向拨绳，应在前方车辆运行一侧的轨道中心合适位置安装变向拨绳轮，以控制钢丝绳的牵引方向。3)在煤矿井底大巷及车场巷道的一侧安装小绞车时，要保障小绞车(包括压车柱)最突出的部分，与最近一侧的轨道必须保持不小于5cm的间距。
1．2小绞车固定安装的技术要求
小绞车有固定安装和临时安装两种安装方式，使用期限在6个月及以上时，一般规定必须采用固定方式安装。小绞车固定安装时，通常要求遵守下列有关规定:1)小绞车安装固定时，应该根据安装地点的底板条件，决定安装固定的方式，安装固定方式通常有地锚固定或打混凝土底座固定两种方式。小绞车在岩巷和岩石等地板比较坚硬的巷道中安装时，可采用地锚方式固定，在地板相对比较软的煤巷或半煤岩巷中安装固定时，应采用打混凝土底座的方式固定小绞车。2)在岩巷和岩石等地板比较坚硬的巷道中，用地锚固定小绞车时，电机功率小于25kW时，要求所使用的锚杆的杆体直径，不应小于1．6cm;电机功率在25kW以上时，要求所使用的锚杆的杆体直径，不得小于1．8cm。同时，要求锚固锚杆的深度不能小于14cm，锚杆与机座垂直，所使用的螺母、垫圈要齐全有效，螺杆在螺母紧固后还应留有不少于三个螺距。3)在地板相对比较软的煤巷或半煤岩巷中安装固定小绞车时，要求采用浇注钢筋混凝土底座方式固定小绞车，其基础坑的深度要大于14cm，基础坑应呈现下口大、上口小形状，螺杆的下部要求呈倒楔型，以满足绞车牵引货载重量的要求。机座紧固时螺母、垫圈应齐全、有效，螺杆在螺母紧固后应留有不少于三个螺距。4)使用期限在两年以上的固定小绞车，为了加强小绞车的稳固性，还应该护绳板侧再各打两根压柱，以保障钢筋混凝土底座的牢固性。
1．3小绞车临时安装的技术要求
对于使用期限在6个月以下，临时使用的小绞车的安装，可以根据使用地点巷道坡度的不同，选择采用“4压2戗”(4根压柱，2根戗柱)式或“2压2戗”(2根压柱，2根戗柱)式固定。当绞车牵引区间的巷道坡度在5°以下时，允许采用“2压2戗”方式固定。即:在绞车机座后部两边各打一根压车柱，绞车前部机座的两边各打一根戗柱来稳固绞车。当绞车牵引区间巷道坡度为5°及以上时，为了很好地稳固绞车，必须采用在绞车前部、后部两边各打一根压车柱，在绞车前部两边再各增打一根戗柱的“4压2戗”固定方式。此外，对于小绞车打设的戗柱和压柱的强度，也有严格的要求:1)绞车的戗柱和压柱，必须使用品质坑木，其柱径应不小于14cm。2)戗柱、压柱下方均应支承在绞车底盘上，底盘上应该设置有牢固的柱窝。3)戗柱应前倾与底板成(80±5)°，柱顶应设置有不小于10cm深的柱窝或柱坎。4)压车柱要垂直绞车底座打设。5)所有戗柱、压柱均不得影响司机的视线和操作。
2有极绳小绞车的技术管理要求
2．1有极绳小绞车的管理要求
大多数煤矿都将小绞车的管理，视为矿井运输技术管理工作的重点。根据相关资料统计，在煤矿发生的矿井运输事故中，1/3以上是因为小绞车操作不当而引发的。因此，加强煤矿小绞车的管理，在现代化的、高效率的新型辅助运输装备尚未广泛应用时，仍然是煤矿矿井运输管理工作的重点，只能加强不能削弱，通常矿井运输专业对在用小绞车的管理有以下要求:1)矿主管运输的技术部门，应配备专人负责小绞车的技术管理业务工作，负责组织对管辖范围内小绞车设置、安装、固定质量等，进行定期检查和专业技术指导。2)小绞车管理权责要明晰，是做好技术管理的关键环节，为了消灭小绞车技术管理上的死角，普遍的共识是实行“谁主管、谁负责，技术业务归口统一管理”的原则。3)下井安装或进行轨道运输作业的各种类型小绞车，首先应该经过检查验收，符合《煤矿矿井机电设备完好标准》的技术要求。否则，一律不得投入运输作业。4)要建立在用小绞车技术档案，凡从事轨道运输的小绞车，投入使用前应由矿运输主管部门及机电、安全、生产等有关部门共同组织验收，在确认绞车装设地点和设备配置符合安全运输和操作要求，固定合格、挡绳板合格有效，信号、各种按扭设置符合有关规定后，方可批准投入使用。5)验收资料经参加验收部门负责人和参加人签字后，由矿运输主管部门和使用单位分别存档保管致该绞车停止使用之日。
2．2有极绳小绞车的技术要求
小绞车是矿井运输工作离不开的运输工具，按照技术操作规定认真进行操作作业，是保障小绞车运输安全的关键，同时，小绞车的技术状况也应满足安全作业要求:1)在用小绞车的信号装置，必须声光兼备，能实现双打对打。2)小绞车安装地点采用支架支护时，支护必须合格。安装小绞车硐室的前后5m范围内，支架必须保障硐室或作业地点不片帮、不漏矸，无“积水、淤泥、杂物”，巷道要通畅。3)各个涉及运输作业的队组，应建立小绞车日常检查、维护和定期检查、检修制度。4)同一巷道多部绞车进行接力牵引运输作业时，每个绞车都应有独立的信号系统，不得串联。5)两部及以上小绞车，不得同时在同一轨道线路区间进行运输作业。
3结语
随着煤矿现代化的、高效率的新型辅助运输装备单轨吊、卡轨车、无轨胶轮车的逐步应用，矿井运输装备必将得到跨越式的发展，但是，小绞车作为轨道运输调度作业的必需装备，还将长久存在。因此，研究探讨对小绞车的技术管理，还将是煤矿运输技术管理部门持久的课题。
作者:韩志远 单位:大同煤矿集团
煤矿绞车论文:煤矿绞车电气控制变频技术探讨
摘要：主要从目前传统煤矿绞车电气控制方式存在的问题出发，详细地分析了煤矿绞车电气控制中变频技术的优势和应用。这种应用变频技术的煤矿绞车电气控制系统可以有效地提升绞车调速范围，具有控制精度高、系统体积小、节约能源等多种优势。
关键词：煤矿绞车；电气控制；变频技术；应用
引言
煤矿绞车电气控制系统是绞车安全稳定运行的重要保障，随着煤矿生产工作的不断深入，传统的绞车电气控制技术在实际的应用中逐渐不能满足生产的需求，其中存在着的问题也逐渐显现出来，而变频技术的应用不仅可以有效提升电气控制系统的调节能力，还可以进一步提升绞车运行过程中的性、安全性以及经济性。
1传统煤矿绞车电气控制方式的弊端
1.1运行成本过高
传统的煤矿绞车调节方式运行成本高主要提现在两个方面：及时，绞车的运行需要消耗大量的能源。由于绞车的调速是通过串联电阻进行，不仅不利于提高能源的利用率，而且还会造成电能的浪费，据统计，这样的绞车调速方式所消耗的电量占据了绞车全部成本的80%以上。第二，维护和保养成本过高。通常情况下，煤矿绞车的保养与维护都需要3到5个人进行，在一定的程度上加大了人力资源的投入成本，与煤矿工业“绿色”发展的基础理念相违背。
1.2安全性低
调速电阻是传统煤矿绞车电气控制系统的主要工作原理，由于受到操作者的经验影响煤矿绞车运行过程中的安全性与稳定性变得难以操控。在实际的使用中也经常出现由人为因素所引起的安全事故，例如：翻矸斗过卷或拉翻、绞车缆绳被拉断等。不仅如此，传统的煤矿绞车调速方式还存在着电路接点过多的缺点，这也与引起动作失误或不动作等问题，这也在很大的程度上加大了绞车运行过程中安全问题的不可控制性[1]。
2变频煤矿绞车电气控制的优势
在近些年中，我国的煤矿事业迅速发展，许多新设备、新技术都运用到了煤矿生产工作中，例如：电子计算机技术、自动化控制技术等。在煤矿企业的不断发展过程中，煤矿绞车电气控制的方式也有了一定的改变，以往的电气控制技术已经逐渐被变频技术所取代，并且在实际的应用中有着良好的成绩。
2.1延长绞车使用寿命，降低实际运行成本
变频技术的应用可以有效地避免煤矿绞车实际运行过程中的冲击情况，不仅降低了机械设备启动和停止过程中所造成的损伤，更好地保障设备的安全和完整，不仅起到了延长绞车使用寿命的效果，还大大地降低了煤矿绞车的保养维护成本。煤矿绞车的控制运营成本在绞车的全部投入资金中占有很高的比例，而变频技术的应用则可以有效地降低能源的损害，根据实际应用中得到的统计信息，变频技术的应用可以使绞车能源损耗量下降35%。除此之外，变频技术还起到了一定的设备保护效果，使得在其检查维修成本上也有着较为明显的下降[2]。
2.2提高电气控制精度，保障生产工作安全
在煤矿绞车的实际使用过程中，如果保障其精准度也是一个重点研究的内容。而变频技术的应用不仅可以加大电机转速的控制范围，还可以在很大的程度上提示绞车工作的精度，使绞车的输出量符合负载基本量，有效地提升煤矿生产的效率。不仅如此，在提升绞车电气控制精准度的同时，还可以为煤矿的生产运行过程带来安全保障，避免绞车运行过程中安全事故的发生，为企业的发展带来更大的经济效益。
3变频技术在煤矿绞车电气控制中的应用
3.1变频调速系统
变频调速系统主要是利用改变电动机定子的供电频率去实现设备转速的改变，以便更好地实现煤矿绞车的调速效果。在目前的煤矿绞车电气控制变频调速系统中，主要采用的是交直交变频技术，交直交变频技术主要包括了以下两个部分：及时，正常逆变。正常逆变的过程包括了整流、滤波以及逆变三个内容，其中逆变是整个过程中核心工作，通过有效地进行电动机定子供电频率的改变进而改变绞车输出电压，从而起到良好的调速效果。第二，能量回馈逆变。能量回馈逆变包含了整流、回馈逆变以及输出滤波三个内容。其中整流主要是由IGBT来进行，而回馈逆变则是依靠电解电容来提供电压源，更好地保障了绞车的运行稳定。输出滤波的使用可以减少逆变过程中调制波对电网的干扰，让整个电气控制系统变得更好安全[3]。
3.2绞车电气控制系统的改造
传统的煤矿绞车电气控制系统都是采用工频调速系统，而变频调速系统的应用可以在不影响原本调速系统的基础上进行更新和改进，这样煤矿绞车可以同时拥有两套调控系统，在其中一套出现问题时，另一套可以带来来良好的备用功效，从而更好地保障煤矿绞车电气控制工作的稳定性。为了可以让两套系统的共同存在变得更加和谐，还必须做出进一步的完善与改造，其改造工作可以适当的增加工频—变频转换功能，同时还可以在控制系统启动前，把主回路和控制回路都更换到变频位置。通过这样的改造与应用，煤矿绞车就可以同时拥有自动与手动两种控制方式。自动控制主要是通过PLC进行实现的，可以有效地提升绞车的运行效率。一般情况下，只有绞车的启停需要人工操作，其他皆为自动控制，优势在突发情况中也需要人工进行操作[4]。
4绞车电气控制变频技术的应用实例
较为老旧的煤矿绞车控制系统不仅需要消耗大量的能源，而且安全稳定性也无法保障。通过都煤矿绞车控制的分析和研究，决定对该绞车控制系统进一步地升级和改造，将变频调速控制系统应用在原来的工频控制系统中。初步估算，在进行控制系统的改造与升级之后，至少到达以下几点效果：及时，在绞车提升过程中，实际使用的能量至少节约16.4%。第二，在绞车下降过程中，假设原有控制系统是采用三档进行下降，其下降速度大约为1.5m/s，部分能量会回馈回电网，再加上摩擦等问题上所消耗的能量，难以对其实际消耗情况进行估算，但使用变频技术的煤矿绞车控制系统，在进行绞车下降工作时，会将80%以上的重力势能回馈给电网，所以至少可以节约80%的电能。
5结语
煤矿绞车电气控制系统中变频技术的应用是煤矿企业发展的必然趋势，不仅提升了煤矿企业的生产效率，还有着节约能源、保护设备安全和工作人员生命安全的效果，为企业的长期稳定发展带来非常大的促进作用，所以必须加大对煤矿绞车电气控制变频技术的应用研究，使煤矿生产更加安全稳定。
作者：马志强 单位：西山煤电集团公司设备租赁分公司
煤矿绞车论文:煤矿有极绳绞车安全技术管理研究
摘要:结合煤矿矿井运输专业管理实践，研究探讨了对煤矿有极绳绞车的安全技术管理，介绍了有极绳小绞车的安装要求和技术管理要求，认为小绞车作为轨道运输调度作业的必需装备，还将长久存在，研究探讨对小绞车的技术管理，还将是煤矿运输安全工作中持久的课题。
关键词:煤矿;有极绳绞车;安全管理;技术管理
矿用绞车一般可分为提升绞车和运搬绞车，提升绞车是指滚筒直径1．2m(通常为1．6m)以上的大型双滚筒绞车，其具有滚筒直径大、电机功率大的特点，主要用于立井重型货载提升和斜井重型货载或者串车货载的提升运输。运搬绞车俗称小绞车，通常是指在井上下轨道线路上牵引车辆用于物料和设备运输的各种内齿轮绞车，这类绞车的滚筒直径一般为1．2m及以下。长期以来，煤矿井上下的物料运输，主要是依靠小绞车牵引运输，近30年来，尤其是随着近10年来煤矿的兼并重组，矿井的规模和生产能力得到了很大的提高，用于煤矿井下物料运输的小绞车，逐渐为现代化的、高效率的新型辅助运输装备单轨吊、卡轨车、无轨胶轮车等所替代，使得矿井运输装备得到了跨越式的发展。煤矿辅助运输装备的发展，使得采煤、掘进、运输同步进入先进技术行列，不仅提高了煤矿的生产效率，同时也使过去煤矿井下脏、乱、差的形象，得到了很大的改观。但是，小绞车在煤矿生产中仍然具有不可替代的作用，短距离的材料运输和车场及交叉点的车辆调运，仍然离开不了小绞车。这使得对小绞车的安全技术管理还须加强，按照小绞车应用实践，还需加强小绞车安装和技术管理，才能适应煤矿现代化发展条件下对小绞车安全管理的要求。
1有极绳小绞车安装固定的要求
小绞车又有有极绳小绞车和无极绳小绞车两种，在煤矿井下现场使用中，有极绳小绞车应用较多。按照安装固定的方式不同，有极绳小绞车(以下统称为小绞车)又分为固定小绞车和临时小绞车两种。通常大多数煤矿把使用期在6个月及以上的小绞车称为“固定绞车”，而将使用期在6个月以下与其它经常移动的小绞车确定为“临时绞车”。为了确保小绞车运输过程中的安全，根据行业安全技术规定，煤矿通常会结合本矿实际情况，对小绞车的安装要求做出具体严格规定。虽然各矿有关规定内容稍有不同，但是大体管理原则是一致的。
1．1小绞车硐室或壁龛化安装要求
对煤矿采区上山和下山安装的固定小绞车，一般均要求实行硐室或壁龛化管理。要求在进行采区上山和下山的设计时，在设计中要将用于安装固定小绞车的硐室或壁龛同步设计好;施工时也应该按设计规定的参数，同时施工好小绞车的安装固定的硐室或壁龛。此外，安装固定小绞车的硐室或壁龛，还应该符合以下几项规定:1)安装在采区上山和下山巷道中进行运输作业的小绞车时，安装小绞车的壁龛的长、深、高等参数，应在设计中明确确定。一般要保障绞车挡绳板后方留有0．7m以上的操作空间，安装在壁龛内的小绞车只允许单向牵引车辆，壁龛出绳端应有可旋转的拨绳器具。2)在井下各个巷道的交叉口安装需向绞车前左右两个方向，分别变向进行牵引作业的小绞车，其硐室的宽、高、深等参数应在设计中明确确定。如果安装绞车的峒室深度超过6m时，还要有独立的通风系统。为了方便操作和检修作业，绞车挡绳板后方和不安装电机的一侧，要求留有不小于7cm宽度的操作空间或通路，电机与同侧巷道壁之间的间距，应在2cm及以上。需要在巷道中变向牵引运输物料车辆的小绞车，为了方便变向拨绳，应在前方车辆运行一侧的轨道中心合适位置安装变向拨绳轮，以控制钢丝绳的牵引方向。3)在煤矿井底大巷及车场巷道的一侧安装小绞车时，要保障小绞车(包括压车柱)最突出的部分，与最近一侧的轨道必须保持不小于5cm的间距。
1．2小绞车固定安装的技术要求
小绞车有固定安装和临时安装两种安装方式，使用期限在6个月及以上时，一般规定必须采用固定方式安装。小绞车固定安装时，通常要求遵守下列有关规定:1)小绞车安装固定时，应该根据安装地点的底板条件，决定安装固定的方式，安装固定方式通常有地锚固定或打混凝土底座固定两种方式。小绞车在岩巷和岩石等地板比较坚硬的巷道中安装时，可采用地锚方式固定，在地板相对比较软的煤巷或半煤岩巷中安装固定时，应采用打混凝土底座的方式固定小绞车。2)在岩巷和岩石等地板比较坚硬的巷道中，用地锚固定小绞车时，电机功率小于25kW时，要求所使用的锚杆的杆体直径，不应小于1．6cm;电机功率在25kW以上时，要求所使用的锚杆的杆体直径，不得小于1．8cm。同时，要求锚固锚杆的深度不能小于14cm，锚杆与机座垂直，所使用的螺母、垫圈要齐全有效，螺杆在螺母紧固后还应留有不少于三个螺距。3)在地板相对比较软的煤巷或半煤岩巷中安装固定小绞车时，要求采用浇注钢筋混凝土底座方式固定小绞车，其基础坑的深度要大于14cm，基础坑应呈现下口大、上口小形状，螺杆的下部要求呈倒楔型，以满足绞车牵引货载重量的要求。机座紧固时螺母、垫圈应齐全、有效，螺杆在螺母紧固后应留有不少于三个螺距。4)使用期限在两年以上的固定小绞车，为了加强小绞车的稳固性，还应该护绳板侧再各打两根压柱，以保障钢筋混凝土底座的牢固性。
1．3小绞车临时安装的技术要求
对于使用期限在6个月以下，临时使用的小绞车的安装，可以根据使用地点巷道坡度的不同，选择采用“4压2戗”(4根压柱，2根戗柱)式或“2压2戗”(2根压柱，2根戗柱)式固定。当绞车牵引区间的巷道坡度在5°以下时，允许采用“2压2戗”方式固定。即:在绞车机座后部两边各打一根压车柱，绞车前部机座的两边各打一根戗柱来稳固绞车。当绞车牵引区间巷道坡度为5°及以上时，为了很好地稳固绞车，必须采用在绞车前部、后部两边各打一根压车柱，在绞车前部两边再各增打一根戗柱的“4压2戗”固定方式。此外，对于小绞车打设的戗柱和压柱的强度，也有严格的要求:1)绞车的戗柱和压柱，必须使用品质坑木，其柱径应不小于14cm。2)戗柱、压柱下方均应支承在绞车底盘上，底盘上应该设置有牢固的柱窝。3)戗柱应前倾与底板成(80±5)°，柱顶应设置有不小于10cm深的柱窝或柱坎。4)压车柱要垂直绞车底座打设。5)所有戗柱、压柱均不得影响司机的视线和操作。
2有极绳小绞车的技术管理要求
2．1有极绳小绞车的管理要求
大多数煤矿都将小绞车的管理，视为矿井运输技术管理工作的重点。根据相关资料统计，在煤矿发生的矿井运输事故中，1/3以上是因为小绞车操作不当而引发的。因此，加强煤矿小绞车的管理，在现代化的、高效率的新型辅助运输装备尚未广泛应用时，仍然是煤矿矿井运输管理工作的重点，只能加强不能削弱，通常矿井运输专业对在用小绞车的管理有以下要求:1)矿主管运输的技术部门，应配备专人负责小绞车的技术管理业务工作，负责组织对管辖范围内小绞车设置、安装、固定质量等，进行定期检查和专业技术指导。2)小绞车管理权责要明晰，是做好技术管理的关键环节，为了消灭小绞车技术管理上的死角，普遍的共识是实行“谁主管、谁负责，技术业务归口统一管理”的原则。3)下井安装或进行轨道运输作业的各种类型小绞车，首先应该经过检查验收，符合《煤矿矿井机电设备完好标准》的技术要求。否则，一律不得投入运输作业。4)要建立在用小绞车技术档案，凡从事轨道运输的小绞车，投入使用前应由矿运输主管部门及机电、安全、生产等有关部门共同组织验收，在确认绞车装设地点和设备配置符合安全运输和操作要求，固定合格、挡绳板合格有效，信号、各种按扭设置符合有关规定后，方可批准投入使用。5)验收资料经参加验收部门负责人和参加人签字后，由矿运输主管部门和使用单位分别存档保管致该绞车停止使用之日。
2．2有极绳小绞车的技术要求
小绞车是矿井运输工作离不开的运输工具，按照技术操作规定认真进行操作作业，是保障小绞车运输安全的关键，同时，小绞车的技术状况也应满足安全作业要求:1)在用小绞车的信号装置，必须声光兼备，能实现双打对打。2)小绞车安装地点采用支架支护时，支护必须合格。安装小绞车硐室的前后5m范围内，支架必须保障硐室或作业地点不片帮、不漏矸，无“积水、淤泥、杂物”，巷道要通畅。3)各个涉及运输作业的队组，应建立小绞车日常检查、维护和定期检查、检修制度。4)同一巷道多部绞车进行接力牵引运输作业时，每个绞车都应有独立的信号系统，不得串联。5)两部及以上小绞车，不得同时在同一轨道线路区间进行运输作业。
3结语
随着煤矿现代化的、高效率的新型辅助运输装备单轨吊、卡轨车、无轨胶轮车的逐步应用，矿井运输装备必将得到跨越式的发展，但是，小绞车作为轨道运输调度作业的必需装备，还将长久存在。因此，研究探讨对小绞车的技术管理，还将是煤矿运输技术管理部门持久的课题。
作者：韩志远 单位：大同煤矿集团煤峪口矿
煤矿绞车论文:煤矿绞车电气控制变频技术研究
摘要：文章首先简要介绍了变频技术，在此基础上对变频技术在煤矿绞车电气控制系统中的运用实践进行论述。期望通过研究能够对绞车安全性的提升以及能耗的降低有所帮助。
关键词：煤矿；绞车；电气控制；变频技术
1变频技术简介
所谓的变频技术是一种能够将直流电转变成不同频率的交流电的技术，在转换的过程中，电能本身并不会出现任何变化，只有频率会发生改变。变频技术作为一种应用型技术，其主要有以下几种类型：及时种是交流电-直流电变频，这种类型的变频技术也被称之为整流技术；第二种是直流电-直流电变频，即斩波技术；第三种是直流电-交流电变频，电子振荡和电力逆变均属于该类型的范畴；第四种是交流电-交流电变频，也就是我们常说的移相技术。变频器简称VFD，它是一种以变频技术为核心的电力控制设备，该设备能够通过改变电动机工作电源的频率对交流电动机进行控制，三相交流异步与同步电动机是变频器的主要控制对象。变频器的出现及其在工业控制领域中的应用，使电气传动发生了一场技术革命，由此使得交流调速正式取代了直流调速。下面重点对该技术在煤矿绞车电气控制系统中的运用进行论述。
2变频技术在煤矿绞车电气控制系统中的运用实践
2.1变频调速系统
变频调速系统能够通过改变电动机定子的供电频率来改变其转速，由此便可实现煤矿绞车调速的目的。文章采用的是交-直-交变频系统，大体上可将该系统的运行分为以下两个过程：①正常逆变。该过程是由整流、滤波和逆变三个部分组成，逆变是核心，它能够对电动机定子的供电频率进行改变，从而达到改变输出电压的目的，这样便能够起到调速的作用；②能量回馈逆变。该过程则是由整流、回馈逆变与输出滤波三个部分组成，整流由IGBT来完成，电解电容则是为回馈逆变提供电压源，以此来确保其运行稳定、。输出滤波的加入能够减少逆变输出过程中调制波对电网的污染，由此可以使整个系统的运行性获得大幅度提升。为了确保变频调速系统中核心部件变频器的安全性，在系统设计时，加入了刹车机构，该机构能够吸收一部分能量，这样一来母线电压便会随之降低，变频器的运行安全也就得到了有效保障。
2.2系统的控制原理
在转子磁场定位坐标已知的前提条件下，电动机的电子电流可以分解成以下两个部分，一部分是励磁电流，另一部分是转矩电流。通常在保持前者不变的情况下，对后者进行控制，便可以实现对电动机转矩的控制。由实际运行可以得知实际转速与给定转速之间的差值，利用PID调节便可生成转矩电流，再经由矢量控制后，可将转矩电流变换为电动机三相给定电流，这三相电流与电动机实际运行电流比较之后，可以生成三相驱动信号，借助该信号便可实现对电动机的变频调速控制。
2.3绞车电气控制系统改造方法
绞车原本的电气控制系统为工频调速系统，可以用变频调速系统替代原本的系统，并将原本的系统保留下来，这样可以使两套系统互为备用，由此能够提升系统的运行性。为实现这一目标，在改造的过程中，应增加工频、变频转换功能，并在启动控制系统前，将主回路与控制回路分别转换至变频位置。图1为系统连接示意图。经过改造之后，绞车可以采用两种方式进行控制，一种是自动控制，另一种是手动控制，前者是借助PLC的控制能力来实现的，由此使得绞车的运行效率获得了大幅度提升。绞车运行时，只有启停需要人为操作，其余操作，如加减速等全都可以自动完成。后者是由操作者来完成的，主要是为了应对各种突发情况，这样能够保障绞车的运行安全。
2.4应用实例
某煤矿井下提升绞车的控制系统比较老旧，运行过程中经常会出现各种故障问题，并且能耗也比较高，这不但在一定程度上影响了煤矿的生产效率，而且还增大了生产成本。为有效解决这一问题，经过研究之后，决定对该绞车的控制系统进行升级改造，在原有工频控制系统的基础上增加变频调速控制系统，下面对改造之后的节能效果进行估算。（1）绞车提升过程中的节能估算。在原有工频控制系统下，绞车提升消耗的能量经过计算为10982kJ，改为变频调速控制系统后，绞车提升过程中消耗的能量为9182kJ，平均节电约为16.4%。（2）绞车下放过程中的节能估算。在原有工频系统下，假定绞车以三档进行下放，其速度为每秒1.5m，由于下放时会有部分能量回馈给电网，加之摩擦与电动机本身的功率消耗，很难估算出实际消耗的能量。采用变频系统后，绞车下放时，会有80%左右的重力势能回馈给电网，假定工频消防时所消耗的能量为1，则可节能80%左右。改造后，绞车提升与下放的综合节电率能够达到35%左右。
3结束语
综上所述，煤矿绞车应用变频技术后，不但可以使绞车的运行性获得大幅度提升，而且还能降低故障发生几率，从而减少维护工作量。更为重要的是，绞车的运行能耗显著降低，给煤矿企业带来了巨大的经济效益。由此可见，该技术在煤矿绞车电气控制中具有良好的应用前景。
作者：王守恒 单位：凯盛重工有限公司
煤矿绞车论文:变频技术在煤矿绞车电控系统中的应用
1绞车调速电控系统的硬件设计分析
1.1主控制电路设计
绞车调速电控系统的硬件设计中主控制电路设计是一项非常重要的部分，其中包括了很多不同的组成部分，可以分为感应型电动机、电路保护器、变频器等等。其中主控制电路中的每个部分都是不可缺少的重要部分，而控制器的外部电路需要接受来自PLC的控制信号部分、声光报警电路、制动控制等几种电路，不同电路之间的结合也要相互协调。
1.1.1系统变频器容量理论计算
系统变频器容量理论计算需要按照具体的标准来进行，绞车在运行过程中，对速度的控制是以实际操作需求为基本标准的，因此在进行变频器的容量设计时，就需要考虑到各种因素的影响。而系统变频器容量理论的计算通常也有几种不同的计算方法，一般情况下变频器容量大小对于系统的影响会直观的体现出来，并且通过不同的方式来进行计算才能够保障科学性。变频器的容量大小对系统的影响较为直接，有必要计算出系统所需变频器的容量大小。以某煤矿上山绞车为例，目前采用的电控系统是交流绕线式电机串电阻调速系统。详细的系统参数如下：绞车为徐工重型机械公司制造的绞车控制提升机，绞车卷筒直径为1.8m，电动机转速为790r/min，比速接近1：28；绞车的实验场所在该矿的西翼09采区上山处，该上山斜坡道长度900m，坡度约为17°，电机功率455kW，供电电压660V。系统设计是在原有的绞车系统上改造，从节约设计成本的角度出发，原有的绕线电机继续利用。在变频器容量选择上取容量系数为1.4，根据相关理论计算得到变频器容量最小值为455×1.3=590kW。SAP500G系列变频器采用电流矢量控制技术，能够输出200%的额定转矩，并具备内置PLC程序控制运行功能，能够实现复杂的相关操作和电路自保护的电气功能，在矿井绞车电机的驱动应用十分广泛。根据变频器所需容量，查赛普变频器手册:选择赛普的SAP500G-450-T6-AA通用变频器，其标称参数为：三相660V，450kW。
1.1.2声、光报警电路设计
声、光报警部分，由故障报警灯JD、故障报警铃JL、报警自锁继电器BJ线圈及其常开触点和自锁解除按钮A6组成。由SAP500G变频器内部检测电路及来自PLC的故障继电器K3共同控制变频器内部故障继电器输出端子TC与TA的闭合与断开来实现声光报警。
1.1.3外接制动控制
外接制动控制设计需要在声、光报警电路设计之后进行，其中设计的主要思路也要按照之前的内容来加以承接和完善，并且保障设计的科学性和合理性。外接制动控制主要用于吸收变频器中拖动的电动机在制动时回馈至变频器直流母线上的能量，以防止变频器过压保护停机；另外，帮助电动机快速制动，以免大负载时蠕动现象造成危险后果。根据手册选择制动单元型号：SAP5U-500-AA6。
1.2绞车PLC调速控制电路设计
对于绞车PLC调速控制电路设计是一项非常重要的步骤，其设计质量的好坏也决定着变频技术在煤矿绞车电控系统中的应用质量，因此本文对于PLC控制电路的设计也进行了针对性的论述。PLC控制部分电路是矿井绞车电控系统的核心，主要控制部分电路也可以参考相应的标准。主要由可编程逻辑控制器、继电电路、操作台、电压电流检测、旋转编码器和各种输入控制按钮组成。其功能是对绞车的工作状态进行实时监控，控制绞车按照预定的力图和速度图，根据运行方式对变频器实现S形速度曲线给定控制，完成绞车的启动、减速、爬行、停车的自动运行，保障绞车的安全、经济、运行。考虑到煤矿井下的环境复杂多变，主控制器PLC选择目前市场主流的S7-300系列的产品，S7-300由导轨、电源模块、处理器模块、信号接法收模块和扩展槽等等模块组成，不同模块的选择和结合能够实现现场的各种控制需求。模块化结构设计，让现场技术人员，能够快速的选择自己所需要的控制命令，编制出自己需要的控制代码。绞车PLC控制电路通过控制电源的频率输出控制，从而实现绞车在提升时，整个系统的启动、加速、停止等绞车变频调速动作。
2绞车调速电控系统软件设计
软件设计主要是对PLC进行编程，以实现不同工况下的频率输出控制，控制程序流程要以具体的规范标准为准。当系统上电后，首先进行系统初始化，然后系统自检，自检通过后对开机信号进行检测，接收到启动信号后，进行运行方向判断，系统开始加速段运行,到达工频运行点后转入工频运行，到达减速点后减速运行，当到达停车点时抱闸停车，等待下一个运行指令的下达。运行过程中如出现异常工作状态，则进行系统保护并报警。在绞车调速电控系统软件设计中不仅要对PLC进行编程，还要重视具体的执行标准，其中系统自检的方法要以实际的要求为基本前提，并且在绞车实际运行时还要进行相应的测试，保障能够达到标准使用要求后，才能够对设计软件的使用性能进行确定。结束语变频技术在煤矿绞车电机中的推广使用，将变频技术的调速范围广、精度高、启动电流低、体积小、节能等技术优势整体嫁接到运输绞车中来，使得绞车电气控制得到了质的飞越，是绞车控制理论创新的重要突破。目前影响变频技术的应用，主要是由于功率器件耐压的限制，在变频技术中的应用并不是十分的精准。在未来的一段时间内，大功率、小型化的相关器件的成功研发，变频技术的应用前景将会是十分的广泛，现代化煤矿的建设也将有完善的技术支撑。
作者：王开玉 单位：鸡西市煤炭生产安全管理局
煤矿绞车论文:绞车在煤矿井下的实用性
1防爆液压绞车技术特点
1.1其防爆性能极佳，控制系统简单，从而可以将调速电气省略。使用防爆笼式电机是最为适应煤矿井的运行环境，隔爆电器是操作电气中性能最为优良的型号，在煤矿井的易燃易爆环境下，能够有极好的适应能力。
1.2无级调速性能极其稳定，也有很好的低速运转性能。液压无级的调速技术使用之后，可以在额定范围内，随意选择其提升速度。普通绞车无法达到长时间在较大力矩的情况下稳定运行，而防爆液压绞车却可以做到。
1.3工作效率高，使用液压马达，可以直接驱动运转，减少传统工作运转中所存在的电阻箱，能够将整机的效率较大幅度提升。
1.4机械的参数可以灵活变化，得以合理匹配，根据实际使用情况，可以有更多的选择空间。例如，液压机械绞车的减速器参数能够根据其速度、载荷等因素来选择最适合的型号，可以让全液压、液压机械绞车，都可以自由选择液压马达和液压泵，从而达到的匹配效果，符合生产中重载低速、轻载高速的各种要求，将设备发挥好的效果。防爆液压绞车与传统绞车不同，它可以在功率相同的状态下，速度和拉力都有效提升，在拉力较大、速度较大的情况下，装机功率能够得以减小。
1.5体积小，结构紧密，能够节约开拓成本。马达与卷筒之间采用直联的方式，主机的轴向尺寸较短，液压系统紧凑布置，从而让整机体积缩小，减少控制接触器和电阻器的成本支出，较大限度节约了煤矿井生产的成本投入。
1.6有极好的节能效果，在煤矿井下使用的绞车为单滚筒。液压绞车使用液压的回路传动方式，在工况下放之时，系统为发电制动的状态，可以有效帮助重力势能，得以转换成电能，从而回馈给电网，以这样的方式进行操作，解决液压系统的发热情况，也可以节约电能的使用，一举多得。
1.7操作简单，且灵敏，只需要用一个手柄就可以将整个绞车的操作完成。可以选择远方操作、手动操作两种，能够让绞车的操作简单、，并且操作反应灵敏。
1.8极佳的安全保护装置，使得绞车安全。在防爆液压绞车中，安全装置有：超速、欠电压、超负荷、过卷、闸瓦间隙等，与国家相关安全规定符合。
2使用注意事项
2.1防爆液压绞车对部件的精准度要求极高，因此，在使用过程中，一定要对部件和安装情况进行检查。
2.2液压油必须要保持清洁，存放之时需要进行良好的密封，以免在使用中出现堵塞阀件，对工作运转造成影响。
2.3绞车必须有良好的冷却条件，一旦油温升高，系统泄漏会加大，导致运作异常。
2.4必须要对绞车进行每日检查，对于安全部件和其他系统组成部分都必须要确保是正常状态。定期进行保养，将所有设备组成部分都保持在运行状态。
3结语
煤矿井是一个极度危险的环境，为了避免出现电力机械爆炸事故，使用防爆液压绞车是最为明智的选择。其优良的操作性能和安全性能，必将是我国未来煤矿井生产设备的发展方向。
作者：周成远 王志强 单位：河南能源焦煤集团冯营公司
煤矿绞车论文:煤矿小绞车技术管理研究
摘要:结合煤矿矿井运输专业现场管理实践，指出了煤矿机电、运输专业，在践行“质量标准化标准”的现场管理中，对小绞车的技术管理存在要求不统一之处，急待统一规范，并同时就此提出了商榷意见。
关键词:煤矿;有极绳绞车;技术管理;商榷
随着煤矿科技进步和经济的快速发展，煤矿生产机械化程度越来越高。高性能煤矿机电装备的应用，对于煤炭企业安全生产和经济效益的提高，起到了越来越大的作用。煤矿的机电装备管理，必须以其安全技术为中心，从基础工作做起扎实地搞，才能保障矿井机电设备、高效、安全地运行。尤其是随着近10年来煤矿的兼并重组，矿井的规模和生产能力得到了很大的提升，煤矿采煤、掘进装备水平得到了很大的提高。但是，从矿井运输专业来讲，除了部分大型煤矿逐渐采用现代化的、高效率的新型辅助运输装备单轨吊、卡轨车、无轨胶轮车等装备外，大多数中小型煤矿井下的物料运输还是离不开小绞车，使得矿井运输装备水平与采煤、掘进装备总体水平相比，机械化水平的差距反而越来越大。矿井运输事故在全国煤矿生产事故中，所占比例仅次于顶板事故处于第二位。煤矿采煤、掘进装备机械化得到大力发展的矿井，矿井运输事故在生产事故中所占的比例显得非常突出。因此，搞好矿井运输安全工作必须两条腿走路:一方面要提高搞好矿井安全工作的认识，对矿井运输加大装备投入力度，强化矿井运输装备的应用，提高矿井整体安全装备和管理水平，促进煤矿安全生产工作的健康发展;另一方面，要加强对现有小绞车的安全技术管理，确保实现安全、品质、高效运输。
1煤矿机电、运输管理要求的异同
煤矿生产的高水平，集中体现在煤矿机电装备管理与维护的高水平上。《煤矿工业企业设备管理规程》规定，煤矿工业设备管理担负的主要任务，就是对设备要进行综合管理，应该做到规划，合理选购，安装及时，正确使用，精心维护，科学检修，适时改造和更新，要不断改善和提高企业的装备素质，充分发挥设备的效能和投资效益［1］。矿井运输装备，说到底也是机电装备，机电运输是一对孪生兄弟，运输装备水平的提高，反映的是机电装备水平的提高，在技术管理上，机电运输也是分不开的，但由于两个专业对现场管理的视觉不同，提出的管理要求有所不同。比如在对待小绞车按扭、打点器的管理问题上，机电与运输两个部门要求就不一致。机电部门要求井下按扭、打点器、电铃、三通、四通等五小电器应上板管理［1］;运输部门要求，操作小绞车时，必须一手握住制动闸，另一手手臂伸开便能触动控制按扭、信号按扭。这个不太统一的规定，给现场管理工作带来一定的困难，结合现场管理实际思考，认为从操作和安全管理方面都存在可商榷的空间。
2五小电器上板管理的专业规定与要求
煤矿使用的小型电器，通常是指插销、按扭、打点器、接线盒、电话机、照明与信号、电铃、电笛、发爆器等低值易耗品。由于小型电器用量大，管理力度往往不够，加之小型电器因其用途不同，除了接受机电部门的技术管理外，还应该符合使用单位主管部门的管理要求。从矿井运输专业来看，无论是装备了现代化的、高效率的单轨吊、卡轨车、无轨胶轮车等新型辅助运输装备的大型矿井，还是仍然采用小绞车接力运输的小型矿井，对在用小绞车的技术管理，一定时期内仍将是个研究的课题。大型矿在井下一定范围调度牵引车辆时，仍然离不开小绞车;甚至某些辅助运输装备在坡度大的特殊地点，也还需要小绞车辅助牵引。因此，小绞车还是煤矿矿井运输工作的重要设备，加强小绞车的安全技术管理，是机电、运输两个专业现场管理的重点之一。两个专业针对小绞车现场管理的要求，统一管理视觉取得管理要求的一致，不仅有利于小绞车的现场管理，更有利于机电、运输的整体规范化安全管理。按照现行“煤矿机电安全质量标准化标准”，机电部门要求井下按扭、打点器、电铃、三通、四通等五小电器应上板［1］，而上板通常是将五小电器固定在专门牌板上，并且要整齐标准地悬挂在巷道壁上才能符合要求。小绞车是一种安装在井下巷道中，牵引车辆的动力设备，由于实际应用中牵引钢丝绳应该与被牵引车辆运行方向保持一定角度，所以有些情况下小绞车安装固定位置距离巷道壁会有一段距离。为了保障运输作业安全，通常运输部门要求小绞车牵引作业时，必须用手握住制动闸，准备随时采取制动措施。巷道壁与小绞车之间间隔距离，如果大于成年人手臂伸开的长度，将不便于小绞车司机安全操作。如果按照机电部门要求，将小绞车的按扭、打点器上板、上壁管理，司机操作起来既不方便、又不安全。实践中，执行运输部门规定的安全操作要求时，在遇到上级部门检查时，上级机电部门只认可上板、上壁的要求，不符合此标准要求就要扣分。有鉴于此，企业机电、运输主管部门应该结合现场实际，做出符合小绞车安全操作要求的管理规定。
3统一五小电器管理的规定与要求
笔者多年从事矿井运输技术工作，对这个问题早有思考。笔者认为机电、运输部门的要求，如果与现场实际情况结合一下，即可取得双赢的效果。两个技术管理部门，应该从安全管理的责职要求和安全生产的宗旨出发，实事求是地将上述规定辩证统一起来，合情合理地制定相关管理规定，才能便于现场正确执行。譬如可规定:为既完善小绞车附属五小电器中的按扭、打点器集中上板管理，又保障小绞车司机正常安全操作，轨道运输小绞车所用的控制按纽、信号按扭集中上板应该符合如下要求:1)小绞车的控制按扭、信号按扭，必须严格执行机电专业的质量标准化要求，实现上板管理，不得不加固定地随处放置。2)小绞车的控制按扭、信号按扭上板后，牌板必须固定在距绞车较近的巷壁或绞车附近设置的固定架及其它适当的地方。固定要稳固，按动按扭时牌板不得晃动，其悬挂高度及距离要适当，应符合小绞车司机正常操作时，伸手即可触到按扭的要求。3)小绞车的控制按扭和信号按扭，无论采用何种方式固定，牌板固定位置应处于小绞车挡绳板侧基座线前部位置，以便于司机操作。这样规定，便可将机电、运输两个部门关于五小电器的管理要求辩证统一起来，既实现了机电部门五小电器上板、上壁要求，又保障了小绞车的控制按扭、信号按扭的合理设置，符合安全操作和运输部门的技术管理要求。
4结语
煤矿的前途是实现采、掘、运各个专业的现代化，随着煤矿现代化的、高效率的新型辅助运输装备卡轨车、单轨吊、无轨胶轮车在煤矿的不断应用，矿井运输装备水平将会发生跨越式的发展，煤矿井下在用的各种有极绳、无极绳小绞车将会逐渐减少。但是，小绞车作为轨道运输调度作业的必备装备和小型煤矿的主要运输手段，还将会长久存在。因此，研究探讨对小绞车的技术管理，规范矿井运输涉及机电运输的管理要求，保障矿井运输工作实现安全高效运行，还将是个持久的课题。
作者:郝树俊 单位:山西大平煤业有限公司
煤矿绞车论文:煤矿绞车电控系统的PLC变频改造设计路径剖析
摘 要：本文针对以往高耗能的矿山绞车电控系统，运用变频器与PLC，对其开展系统化改造，不仅详细的设计了电控系统与主控程序软件的流程图，而且还设计了控制电路、主电路的流程图，并有目的性的开展了PLC与变频器的选型，最终制定出了一种变频器与OLC相结合能够实现S形速度曲线的方法，此改造的实践操作，有助于达成矿山节能降耗目标。
关键词：电控系统；煤矿绞车；PLC；变频器
当前， 煤矿绞车在整个矿山中有着较大的用电量，同时在耗能方面也比较突出。针对以往的电机阻电控系统而言，其在实际运行中，尤其是在加速或者是减速过程中，在由转子串接相应电阻上，通常会有比^大的电能浪费，即20%～30，至此，本文针对此状况，以副井绞车为研究对象，对其开展了细致化的PLC变频改造，以期更好的达成此方面的节能减排目标。
1 硬件设计
1.1 变频器电控系统外部电路、主电路的设计
电控系统主电路由电磁接触器MCl、MC2、MC3，无熔丝断路器MCCB，变频器及感应电动机等所构成；对于变频器的外部电路而言，其有多个电路构成，即声光报警电路、接收来自PLC的控制信号等。（1）计算变频器容量。比如某煤矿的副井绞车，其所选用的系统类型即为较为常见的交流绕线式电机串电阻调速系统，此系统的主要参数为：电机功率354kW，电流418A，电压660V；绞车道坡度为16°，长度为1200m；减速机为XL-30，速比30，输入转速980r/min；卷筒宽度为2m，直径为2.5m；绞车为K-2.5×2/30型单绳缠绕矿井提升机，由中信重型机械公司生产。在实施改造时，为了使各项成本能够较大化的降低，经协商，最终决定仍然采用原先的绕线电机。因此，此系统存在比较陈旧的电机设备，此外，对于此矿绞车而言，在负载方面也比较的恒定，在变频器相应容量进行选择过程中，设定容量系数为1.2，所以需最小变频容量值为355×1.2=426kW。（2）选择变频器型号。由赛普产的SAPSOOG系列通用变频器，其所选用的是电流矢量控制技术，其低俗转矩能够实现200%的额定转矩输出，并且还内置有PLC程序，能够对运行实施控制，此外，还具有多种操作与控制方式，保护功能比较齐全，对于那些矿井绞车电机驱动比较适用。结合系统实况，另通过查阅相关规范手册，最终选择的变频器为时下较为通用的SAPS00G-450-T6-AA（赛普），其标准的参数为三相660V。（3）声、光报警电路的合理设计。对于声、光报警而言，其电路由多部分构成，主要由自锁解除按钮A6、报警自锁继电器BJ线圈及其常开触点、故障报警铃JL与故障报警灯JD构成。因来自PLC的故障继电器K3及APl500G变频器内部检测电路，对变频器内部故障，即继电器相应输出端子TC，呈现出与TA闭合状况，并且还共同控制着断开工序，通常以此种方式来进行声、光报警。
1.2 PLC控制部分的电路设计
针对PLC控制的电路来讲，其在整个矿井绞车电控系统当中，往往发挥着核心性作用，构成多样，即旋转编码器、操作台、可编程逻辑控制器、电压电流检测、继电电路及各种输入控制按钮。对于其所持有的功能而言，即实时监控绞车的工作状态，依据预定的速度图及力图，对绞车进行控制，结合运行方式，给定控制变频器，使其能够实现S形速度曲线，使其能够多方面的自动运行，如停车、爬行、减速及启动等，为绞车的、经济及安全运行提供保障。选择由西门子公司生产的S7-300系列PLC。运用主控为PLC的主要原因在于，其具有较好的环境适应性，能够在一些比较恶劣复杂的矿井环境中使用，具有较好的电磁兼容性，工作。此外，对于S7-300的构成而言，其由多种模块部件组合而成，各个模块之间又能够以各种方式适当组合，来实现与现场实际需要相符的控制系统设计。其具有各种CPU，能够提供所需要的集成系统功能，便于各种控制系统的形成。
2 电控系统保护的实现路径
对于SAPS00G变频器而言，其保护功能比较多样，可进行如下保护：（1）输入电源电压过低保护；（2）输入电源电压过高，大于额定值125%，并且在持续时间方面超出30s时提供保护；（3）负载惯性过高或者是减速时间过短，并且此状况持续时间超出30s；（4）电机产生回生电压或者是电源电压变动过高，使得母线的电压持续升高；（5）负载惯性过高或者是减速时间太短，造成直流母线具有过高的电压；（6）加速或减速时，具有过短的时间设置，在转矩设定值方面，提升幅度比较大；在制动电流上，通常会出现直流定位过高的情况；由于此状况持续的时间比较长，在此影响下，会造成所输出的电流出现持续性过高；（7）过电压失速防止功能。对于变频器而言，如若其正在运作执行的是减速，在负载惯性的作用驱动下，会造成电机出现持续性的能量回升状况，随后变频器内部也会出现此情况，此时，处在直流侧电压，便会在比较短的时间内，出现快速升高，所以，对于变频器直流侧而言，如若其电压短时间内升高过快，那么变频器在此影响下，便可立刻呈减速状态，直到位于直流侧的电压，在数值上将至标准保护值则止，当恢复正常之后，变频器再次减速；（8）外部故障端子输入保护。实施PLC检测后，如若发现绞车配套的牵引钢丝绳出现过松的情况，或者是存在下过卷、上过卷的情况，此时的PLC继电器，对应的K3线圈便会处于得电状态，此状况驱动下，其与SAPS00G变频器，在处于对接状态的保护开关，通过端子MT的输入，便会与COM端子，在具体的上常闭触点方面，呈持续性的断开状态；对于APS00G变频器而言，对其实施检测，如若发现存在此信号，在为变频器提供保护的实际操作中，位于系统内部的故障继电器，在具体的输出端子TC方面，与TA一道呈持续性的闭合状态，当发生此故障后，与之相对应的故障报警铃，感知故障后，便立即对外发出警报，报警灯在此应动下，随及闪动发光。
3 S形速度曲线的实现
（1）速度曲线的选择。此矿井绞车所选用的乃是不对称的5阶段S形速度曲线，由5各阶段构成，即制动、爬行、减速、匀速及加速。其中加速度与减速度均为1m/s2，爬行速度1.75m/s，工频速度7.6m/s。（2）S曲线PLC编程实现。结合速度曲线运行参数，将减速距离、加速距离、减速时间及加速时间计算出来，然后依绞车运行线路的长度，停车的实际距离及爬行的大致距离，开展细致化计算，得出工频运行距离，通过此计算，便可较好的得知PLC输出模拟控制的电压，与距离间处于何种关系。于PLC编程过程中，需合理设定工作运行、减速阶段、加速阶段及启用转换器的状态。在定位绞车侧方面，主要通过PLC，利用旋转编码器，对其其脉冲个数进行计算，然后通过CPU计算而得到。（3）凭借变频器的WF曲线，设置S曲线。在选择赛普SA500G变频器V/F曲线时，设置内部参数代码F34在其中发挥着决定作用。如果F34=0时，那么V/F便为一条曲线，而且呈现为线性加减的曲线，以通用负载较为常见且多用。如若为F34=1，针对此时的V/F曲线而言，则为二次平方转矩曲线，以加减速中较为多用，即此操作中所需噪声将起、减缓振动等。依据绞车实际需要，设计时，最终选定F34=1。
4 设计绞车电控系统软件
设计绞车的电控系统软件，较多会用到PLC编程，其由两部分构成，即中断服务子程序与主程序。软件与硬件在彼此协调的情况来完成工作。只有软硬件协调配合，方能实现控制系统各项预定功能。当系统处于通电状态，首要步骤即为使系统呈初始化，然后结合系统实际状况，使其自检，当确认合格之后，便可进行启动信号的接受工作，当系统的运行状态为加速段时，并且已经达到了相应工频运行点，便会以一种自动的方式转运至工频，当其达到相应减速点时，便会以一种减速的状态而持续运行，若达到最终的停车点时，便会立即停车，此时便呈待定状态，等待下一指令。在此时段，若有异常，或非工作工作，系统便随即跳转，转向中断子程序，对系统进行相应保护，且及时将声光警报发出。
5 结语
总而言之，变频技术现今已在煤矿绞车电机当中得到广泛应用，把变频技术体积小、启动电流低、精度高及调速范围广等优势，经一定方式均转至煤矿绞车当中，推动绞车电气控制的深层次发展，促进整个煤矿产业的更好发展。
作者简介：张涛（1984-），男，河南唐河人，本科，助理工程师，技术主管，研究方向：矿山运输、煤矿提升机使用或控制方面的等、井下蓄电池车，煤矿。
煤矿绞车论文:变频调速技术在煤矿提升绞车中的应用
摘 要：在煤矿开采中，绞车是最常见的运输设备，但是由于电气控制措施的不合理，导致较多安全事故的出现。而变频技术的应用对于实现矿井运输绞车的无极调有着非常好的效果，变频技术的应用于煤矿电控绞车系统中明显的减少了事故的发生，而且对于提高绞车的工作效率和工作质量都发挥着重要的作用。因此，本文主要介绍了变频技术在煤矿绞车电控系统中的具体应用。
关键词：变频调速；PLC；提升绞车；应用
0 引言
在各类型煤矿的挖掘与开采中，绞车都是必不可少的运输设备之 一，为了进一步提升绞车运行中的安全性、经济性与性，并且达到了节能与增效的目标，必须对绞车的电气控制措施进行改造，其中变频技术的应用是至关重要的。基于持续完善PLC系统程序的影响下，在设备控制当中的变频绞车越来越表现为节省电能、维护次数少、性强等一系列的特点，相比较于传统意义上的交流异步电机，其跟当前国内煤矿的综合化与现代化发展非常适宜。下面，笔者对煤矿提升绞车中应用的变频调速技术的有关问题进行了简要地分析。
1 煤矿应用的提升系统简介
当今，国内应用的交流异步电机的逻辑控制设备的组成部分是接触器与继电器，其借助转子串切电阻有级调速的手段来控制绞车。然而，因为这种电机在换挡和开机的情况下，太大的电流会影响到设备，这不但使精度控制降低，而且不利于电机应用年限的延长。再者，其难以维护、调试不方便、损耗电能大等，因此跟国内煤矿高效化、综合化、现代化的发展要求相悖。鉴于此，由于变频调速技术的特点是故障率低、便于操作、启动稳定、调速范围广等，因此备受重视。尤其是在煤矿提升系统中越来越成熟应用PLC变频调速系统的影响下，设计与优化煤矿提升绞车中的变频调速技术变成煤矿安全生产的一个发展方向。
2 变频调速技术的原理和应用效果
2.1 变频调速技术原理
变频调速技术是对电机定子供电频率进行改变的基础上实现转速的变化，工作中重点涵盖划归绞车电机为发电机回馈能量的过程与电机的逆变过程。其中，调速工作的中心环节是逆变，其涵盖滤波、整流、逆变几个过程，该过程使电机定子供电频率发生改变而对输出电压进行调节，从而实现对绞车速度的控制。回馈能量的过程涵盖输出滤波、整流、逆变回馈这几个环节。逆变回馈的目的在于确保统一性的电网电压相位和逆变回馈输出电压相位。务必将输出滤波加入到系统当中，进而确保逆变的顺利运行，且降低污染电网的概率。除此之外，由于煤矿电压存在较大的波动性，因此还需要将刹车环节加入到系统当中，从而使变频控制安全系数提升。
2.2 变频调速技术应用的效果
变频技术无级调速的实现不仅确保停车、运行、启动、减速、加速过程中的绞车的稳定性，而且使加速和减速过程中冲击机械设备的情况减少，以及实现了调速范围的拓展。有效地契合安全回路与机械制动确保系统在瞬间停电与紧急状态下的变频调速系统机械制动的自动实现，进而保障系统的安全性。另外，因为变频调速有着回馈能量的作用，此技术有着显著的节电优势。
3 基于PLC的变频调速系统设计
3.1 煤矿提升系统当中PLC的功能
PLC就是所谓的可编程控制器，其属于借助能够编辑程序的存贮器来定时、计数、逻辑运算、算数运算的电子操作系统，有着稳定性强、程序编辑简单、使用普遍、抗干扰性的特点。存贮器在运动指令的情况下在模拟输出和输入数字的基础上对一系列的过程进行控制。借助PLC变频器控制提升的高度与速度，能够确保更加简单和稳定制动的实现，且在有效降低系统体积的过程中实现安全性与控制精度的提升。
3.2 基于PLC的变频调速系统设计
3.2.1 变频系统的设计
一是对系统变频器的容量进行合理地选择。电机的启动转矩通常是额定转矩的1.7倍，兼顾到要求借助110%额定负载动载试验和电压波动的影响要素，需要确保较大转矩是1.9倍的负载转矩，为了保障应用的安全性，能够在变频器容量提升的基础上得到200%的负载力矩值，相应量的高次谐波涵盖于变频器输出电源当中，这会导致电机谐波损耗的形成。为此，需要实现其电流的增加。二是在选用变频器的问题上，因为升降绞车存在比较大的惯性，所以需要其具备较高的运行能力，能够控制交流电机的核心变量，且重点控制转矩和定子磁通。有效统一良好的电机软件模型与高速信号处理器更新电机状态，能够快速地响应刹那断电和改变的负载。三是需要科学地选用制动电阻。因为加成重载降低情况下重力加速度的形成会使变频器直流回路电容升高电压，所以务必实现制动电阻的增加，从而有效地进行控制。借助电阻制动能够确保重物稳定地就位。
3.2.2 PLC系统的设计
设计PLC系统需要对绞车提升的功能（急停要求、较大速度、较大静张力、高度提升等）与变频器系统的参数进行参考，选用符合绞车工作状态的传感器与控制器。再者，在估算用户存储容量和对阅点数的基础上选用PLC型号，且立足于控制速度选用适宜的CPU结构与功能。需要明确的是，运行过程中的PLC由输入信号至输出控制面临滞后性的情况，能够选用快处理速度的PLC，这样能够控制在0.5us之内的一条指令的执行时间。PLC主要是模块式与整体式的构造，其中模块式的构造扩充容易，且组态灵活，为此非常适宜应用于大规模的远程I/O系统和集散控制系统。
4 结语
总而言之，相比较于传统意义上的交流异步电机控制，变频调速能够软起软停设备，这样在降低机械冲击影响的过程中提高了系统控制的安全性与稳定性，有效地统一PLC技术可以持续地简化系统，且实现设备拓展性能的提升。技术工作者需要明确变频调速技术的价值与意义，不断地优化与改造提升绞车的变频，且总结经验，从而在煤矿提升绞车中有效地体现PLC变频控制技术的巨大优势。
作者简介：张金淇（1986-），男，福建龙岩人，专科，助理工程师，主要从事煤矿机电技术管理工作。
煤矿绞车论文:探究煤矿绞车电控系统的PLC变频改造设计
【摘 要】进入新时期以来，我国经济发展较快，对于能源的需求较大，而煤矿绞车则在煤矿开采之中的占据着较大的比重，在煤矿开采之中，运输绞车发挥着十分重要的作用。绞车同时也是矿山开采之中能耗大户，在建设资源节约型以及环境友好型社会的背景之下，对煤矿绞车电控系统进行变频改造设计，对于推进其发展具有十分重要的意义。
【关键词】煤矿绞车 PLC 设计
新时期以来，在建设资源节约型以及环境友好型社会的背景之下，煤矿开采要获得长远的发展，需要不断降低能耗，走可持续发展的道路。因此传统落后使用绕线点击转子串接电阻的电控系统不能满足的当前发展的需要。要求对绞车的PLC变频系统进行改造设计，符合当前的发展情况。
1 PLC电控系统的组成
煤矿绞车电控系统之中，组成其PLC电控系统单元的有：外部设备编程器、电源模块、中央处理器、存储器、扩展接II以及外部设备接口之中的输入/输出接口。通过电源总线、地址总线、数据总线同每一个控制总线之间将各个单元进行连接。在其外部则需要配置同之相应的控制对象以及装置，通常来说，PLC电控系统可以分成组合式以及固定式两种，固定式包括的主要内容有：I/0板、内存块、CPU板以及电源等等。组合式的包括的主要的内容有内存、CPU模块、电源模块以及I/O模块。固定式从其组成的角度讲具有一定的不可拆卸的功能，组合式则可以根据具体情况，依照与之相应的规则而进行组合，具有较高的扩展性，因此，在实际之中具有十分广泛的应用。从我国的煤矿绞车的总体情况来讲，其主要使用的是660V、50Hz的电源，而电压的波动范围一般在±10%，而其允许频率波动的范围一般在±2.5%，通过其具体的运行，可以将其输出功率设定为200kw，同时保障其具有0～50Hz的输出频率，这样就可以保障绞车在工作之时的高效和稳定。
除此之外，系统应该给实际工作之中其不同的运行环境设置相关的保护功能，这样可以有效解决设备存在的欠压、过流以及过压等问题。为了保障低频运转的绞车符合额定转矩之中的规定，要求设置自动转矩的提升功能。电气控制之中建议使用双PLC全数字控制系统，可以确保同硬件电路之间的冗余，实现绞车提升控制以及数字监控系统，如果当PLC出现故障之时则就可以完成临时应急提升。在这之中为了避免出现过速装置、减速功能保护、过卷装置以及限速装置，需要设置成为彼此独立的双线形式。在该系统之中其声光信号同控制回路之间有着闭锁功能，其标准为30天，可以有效保留信号出现的次数以及时间记录等等。
2 煤矿绞车电控系统PLC变频改造设计
2.1 硬件设计
（1）变频器容量计算；对煤矿绞车电控系统进行改造的之时，首先需要做的是做好交流绕线式电击串电阻调速系统，其系统参数主要为：绞车使用的是JK-2.5×2/30型单绳缠绕矿井提升机。通常来说其卷筒的宽度为2m，直径为2.5m。其减速机是XL-30，速比为30，输入转速保持在980r/min。电流为419A，电机功率为355kw，电压为660v。在改造之时，为了降低成本，使用了较久的绕线电机，因为其电机比较旧，那么绞车的负载较为恒定，选择变频器容量的系数为1.2，那么变频器容量的最小值则是426kw。（2）PLC控制部分电路设计；在矿井绞车电控系统之中PLC控制部分是核心，主要是通过操作台、逻辑控制器、旋转编码以及继电电路等等组成。如此可以对绞车的工作状态进行监控，对绞车可以依照其预定的速度图以及力图，在运行方式的指导之下，对变频器进行“S”形速度曲线的改造，控制绞车的启动、减速、停车以及爬行，确保绞车可以安全稳定运行。
2.2 电控系统的运行过程绞车的启动
绞车的启动是电控系统之中最为重要的组成部分，可以满足开车方向、开车信号、使能信号以及速度给定信号等等条件。也正是因为这些条件要求的存在，促使电控系统的控制原理在运行过程之中从初始化到开始，需要将绞车的正转、反转、运行，做好重要的部位的设置工作以及相关的计算。比如说上下同步点的脉冲数，油压零位。当系统处于逻辑操作以及集中控制之时，需要对安全回路的工作状态进行分析。一旦其软件安全回路出现问题的话，系统就可以使用安全闸而将液压站的电源断开。如果开机之时存在问题，那么就无法正常工作。如果为轻故障的话，那么工作闸不能发出开车信号和使能信号，设备处于一种不能开机的情况之中。如果安全回路良好的情况之下，应该检查是否收到开车信号以及开车方向。而在硬件安全回路都比较正常的情况之下，开工作闸信号通常主要有两种情况，首先半自动方式之下选择提升/下放或者是选择上/下。其次，在检修以及手动的情况之下，工作闸手把非零位。
3 PLC的应用对绞车运行状态的改善效果
从前文的论述之中，可以看出在煤矿绞车电控系统改造的具体效果，PLC变频技术的突出优势有：（1）此系统可以降低绞车的在运行过程的成本，不断提升运输循环之中调速运行的时间在总体时间之中的比重，同时也会大大降低设备运行的能源成本。也会减少电流的冲击进而保障设备运行的状态，保障设备维修以及时间成本。（2）其绞车的负载会根据电机的转速而出现较大的变化，所以，变频技术在负载控制上可以做到无误，保障负载量同设备输出之间相符合。绞车电气可以大幅度提升度。与此同时，对设备进行加速以及停启控制，有效缓解设备机械部件同电气元件之间的冲击，不断提升煤矿运输系统的安全性。
4 结语
我国煤矿工业技术在新时期下出现较快的发展，在这之中PLC变频控制技术也是构成煤矿工业发展之中最为重要的部分。同时PLC变频技术的优势在煤矿绞车的电气控制得到充分的发挥。而在实际之中要求把变频系统的主要性能同煤矿生产之中有机结合，组合PLC模块，不断促进煤矿开采质量的提高以及速度的提升。
作者简介：丁大圣（1978―），男，河北唐山人，本科，毕业于黑龙江科技学院，电气工程师；现研究方向：矿井提升、液压站电控、绞车电控、大型电机保养。
煤矿绞车论文:调度绞车在煤矿井下巷道掘切施工中安装的应用
[摘 要]本文介绍调度绞车在煤矿井下巷道掘切施工中，为方便巷道物料的运输，在变坡点以后的上口或下口、适当的距离、便于安装的地点安装，为确保安装过程中的安全，对安装过程做简单介绍，以指导施工。
[关键词]调度绞车 安装使用 安全
一、设备选型
二、施工技术准备工作
（1）核实整套安装所需要的电气设备、电缆、五小电气的型号、规格、数量及保护装置所需材料、器材，并对其做完好检查和性能测试，严禁带隐患入井。
（2）组织人员对调度绞车的底盘、电机、制动装置进行调整、检查，对滚筒及轴承座进行打加润滑油。
（3）组织参加施工的人员贯彻执行本措施，向施工人员进行技术交底和安全注意事项交底。
三、施工临时设施准备工作
安装地点确定以后，井下施工安装应按如下顺序进行：
调度绞车基础布置及辅助运输设备的安装调度绞车入井运输就位、超平找正打固定锚杆，二次抹面电控设备安装，电缆敷设上绳试运转接地装置连接安全保护装置安装。
四、施工材料、工具的准备及构件加工
机修工具一套，电工工具一套，3t手拉葫芦1个，5t手拉葫芦1个，平板车一辆，≥Φ12.5钢丝绳绳扣4根，1m长Φ15.5绳扣2根，垫铁若干。
五、安装安全注意事项
1、调度绞车运输时，吊装平板车上时应放中，摆正，出绳口正置下口摆放，单股不少于4股8#铁丝捆扎牢固，并用一台手拉葫芦两边封拉紧固。
2、小绞车安装地点必须满足设备安装、方便检修和便于安全操作的要求：绞车与轨道外缘安全距离不得小于400mm；绞车与设备、巷帮的有效间距不得小于800mm；绞车后部应大于800mm。
3、斜巷中安装位置严格执行停钩悬钩制度，杜绝违章作业。
4、在安装位置巷道顶部打20×2000mm锚杆作为起吊悬吊点，通过钢丝绳（15.5mm）连接各手动拉葫，起吊前应仔细检查钢丝绳是否挂牢，经确认无误后方可起吊，起重物下方严禁站人。
5、小绞车安装固定：以安装的小绞车底座为基准，向四周扩大200mm为尺寸打混凝土基础且挖至硬底，深度不少于800mm。底座下采用20×2000mm锚杆配合2根K2370锚固剂、锚盘与绞车底座基孔连接上紧，每根固定锚杆上螺帽紧固（双帽固定），基础螺栓必须拧紧，不松动变位。
6、小绞车固定锚杆数量：25KW及以下不少于4根；40KW不少于6根；55KW不少于8根。
7、斜巷运输中，在绞车后侧两角，用2根20×2000mm锚杆配合锚固剂打入巷道底板，再用与主绳绳径相同钢丝绳、不少于三副绳卡、绕三圈连接锁住小绞车拉紧或用40T锚链拉紧固定。
8、小绞车钢丝绳钩头必须加装护绳桃形环，斜巷每个钩头都必须配备有符合要求的保险绳，保险绳应与主绳直径相同，用不少于3副卡子卡紧。保险绳的长度和挂车数相适应，不宜过长。
9、小绞车必须安装在顶帮完好、支设牢固、无淋水、积水的安全地点。
10、使用绞车前必须检查信号设施是否齐全、灵敏。
11、作业前应检查钢丝绳无硬伤、打结、严重锈蚀，有无断丝现象，滚筒绳头是否牢固，松绳至终点时滚筒上余绳要超过3圈以上。
12、钢丝绳钩头绳必须用绳卡卡紧（不少于5个），绳头与矿车连接必须使用标准插销，严禁使用其它物料代替插销。
13、绞车及其电气设备必须完好；各种保护装置必须齐全。
14、严禁超载、超挂、超负荷运行，制动装置要灵敏，启动困难时应查明原因，不准强行启动。
15、小绞车的控制必须采用具有正反控制功能的可逆开关，操作按钮应固定在司机便于操作的地方。
16、每次开、停时、必须逐渐增、减速度，不允许急速的开、停车，以防损坏传动机件（特殊情况例外）。
17、工作结束时，必须闸死滚筒，切断电源，开关打到“0”位。
18、调度绞车的维护应按完好要求包机到人，定期维修，以保障安全。
19、调度绞车钢丝绳应由专人每天检查一次，以保障正常使用。
20、绞车司机必须经过专门的培训，方可（持证）上岗操作。
21、司机提放车时必须注意力集中，严禁一手开车，一手处理爬绳等，并严禁两个闸把同时压紧，以防烧坏电机。矿车掉道时严禁用小绞车硬拉复位。
22、司机要经常检查刹车闸是否灵活，闸带有无断裂，行车时必须严格执行“行人不行车，行车不行人，不作业”的规定。
23、绞车的司机侧应装有不小于5毫米的金属挡板。司机操作处应设有照明。
24、绞车司机必须做到“六不开”原则：①绞车不稳有松动或绞车地点有不安全因素未处理好不开。②有异常响声、异味异状。③钢丝绳有异常跳动，负荷突然增大或突然松绳。④有严重咬绳、爬绳现象。⑤电机有异常。⑥突然停电或有其他险情时。
25、其它安全操作技术要求按、及煤矿有关规定执行。
煤矿绞车论文:无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中的应用研究
[摘 要]小绞车在运输过程中需要多次转运，十分复杂，同时投入大量的人力、物力资源，不仅工作效率低下，所需费用也非常高，使煤矿的生产任务变得繁重。无极绳连续牵引绞车应用为煤矿生产提供了极大的便利，本文将从无极绳连续牵引的工作原理、基本构成以及重要意义方面来具体论述无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中的应用。
[关键词]无极绳绞车；连续牵引；运输
中图分类号：TD50 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0355-01
由于小绞车在矿井运输过程中，工作效率较低，安全性较差，难以满足矿井运输的要求。而无极绳牵引绞车作为矿井新型的运输装备，具有结构紧凑、操作方便、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。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。无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中的广泛应用，大大减少了运输过程中的多次转运，节约了大量的人力、物力资源，极大地提高了煤矿生产效率，本文对无极绳连续牵引的工作原理、基本构成以及重要意义方面进行细致的分析。
1 无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中应用的工作原理
1.1 工作原理
无极绳连续牵引车由绞车、张紧装置、梭车、尾轮及沿途各种绳轮组件等通过钢丝绳构成一个完整的运输系统。无极绳绞车通过渐开线圆柱正齿轮转动，由无极绳牵引绞车滚筒旋转，借助钢丝绳与绞车滚筒两者之间的摩擦力带动矿车运输。
1.2 绞车工作条件
无极绳连续牵引绞车有很大的工作条件限制，所以使用无极绳连续牵引绞车应提高注意。及时，矿用普通轨道的质量要满足运送大型设备的要求。如果矿用普通轨道不能满足这个要求，将对大型设备运输的安全性造成极大隐患。第二，坡度平缓过度，垂直曲线半径不得小于15m。这个同样是硬性规定，只有坡度的平缓度满足要求，才能使无极绳联系牵引绞车对煤矿的生产顺利进行。第三，整体轨道必须顺直，同时避免阴阳轨道出现，并且轨枕间距应在500～600mm之间。第四，巷道坡度大于10°或水平转弯角度大于20°时需加装防掉道护轨。第五，水平拐弯处的曲线半径不可以小于9m且弯道处不得有变坡或道岔。第六，对于采区上下坡和集中轨道巷等道岔较多的巷道，为了有效保障副绳能够顺利通过，需要在道岔处使用木轨枕。第七，绞车安装位置，巷道宽度一般在3m～4m。
1.3 适用环境
无极绳连续牵引绞车引起工作条件特殊，在进行煤矿生产时，也要根据环境的变化做出适当的调整，下面就适用环境情况加以具体说明。及时，无极绳连续牵引绞车对温度的要求一般在-10℃到40℃。第二，无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中会产生大量的污染，对此，无极绳连续牵引绞车的使用应不影响到周围的环境。
1.4 安全性分析
无极绳连续牵引绞车较传统意义上的小绞车有很大的进步，它通过无极绳对绞车的联系牵引可以实现顺利、便捷的长途运输，可以有效避免像小绞车在运输过程中摘掉挂钩可能发生的一系列隐患，极大提高无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中的安全性，同时又可提高工作效率，降低投入成本。
2 无极绳连续牵引绞车的基本构成
无极绳连续牵引车由绞车、张紧装置、梭车、尾轮及沿途各种绳轮组件等通过钢丝绳构成一个完整的运输系统。
2.1 绞车
绞车是无极绳牵引绞车系统的最基本和最重要的构成。是整个系统的动力，采用机械传动，主要由电机、底座、减速器、滚筒部分、联轴器、制动装置和防护罩等构成。其中，电机可以为无极绳绞车提供动力。底座分为两个整体，由结构件焊接成整体，通过地脚螺栓与基础固定。减速器采用硬齿面齿轮。滚筒部分由主轴、主动轮及摩擦轮等组成。联轴器可用于联结电机和减速器制动装置包括电力液压块式制动器和手动带式刹车二套制动装置。防护罩主要起到防护作用。如图2所示。
2.2 梭车
梭车具有固定和储存钢丝绳的功能，主要用于连接矿车、平板车、材料车等，前后两端是碰头，碰头连接车组。梭车由车架、储绳筒、车轮组件等组成，用于巷道坡度大于7°或水平转弯角度大于20°时，需加装防掉道的卡轨器。梭车车架主要由车架体、碰头组成，车架两端是碰头，起到行走和承重的作用。储绳筒可储存钢丝绳，以备巷道延深开采或缩短运距之用。
2.3 张紧装置
张紧装置主要由框架、张紧绳轮、动轮组、转向轮、配重块和防护网等组成。可以吸收钢丝绳伸长的部分，也可以为绞车提供尾张力，使绞车可以正常牵引，避免钢丝绳在卷绳筒上打滑。如果无极绳连续牵引绞车有双向作用，则应在绞车上安装两个装进装置。如图3所示。
3 无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中应用
一、合理简化了运输系统
无极绳绞车进行直达运输，减少了运输过程中一些不必要的环节，减少了人力、物力的投入，避免了像小绞车运输中摘掉挂钩可能产生的安全隐患，极大地提高了无极绳连续牵引绞车在煤矿生产中的安全性。
二、无极绳连续牵引绞车适应性强
无极绳连续牵引绞车安全简便，并且操作简单。采用机械传动方式，设置两套制动系统，性高，并且结构紧凑。按钮控制，操作方便，极大地降低了对操作工人素质的要求，极大地降低了劳动强度。适用于各种运输的要求，可以根据运输距离的需要进行延伸，适应性非常强。
三、无极绳连续牵引绞车用途广泛
无极绳连续牵引车适用于矿井各种巷道的运输条件要求，应用非常广泛，不仅对煤矿生产，对其他工业也具有极大的应用价值。
4 结论
总之，随着科学技术的不断发展，推动无极绳连续牵引绞车技术不断取得突破性的进展，随着无极绳连续牵引绞车技术的不断革新和完善，定会在煤矿的生产与应用中取得更大的科学成果。
作者简介：
张志辉（1982-），男，河南洛阳人，助理工程师，现在河南永华龙门有限公司嵩山煤矿企管科从事企业管理工作。
煤矿绞车论文:一种煤矿大型绞车液压站自动风冷散热装置设计及应用
摘要：本新型实用专利是一种用于煤矿大型绞车液压站箱体内部液压油降温的装置。目前开滦集团所属大型绞车液压站冷却装置均采用自然风冷，由于液压站箱体由3毫米钢板制成，箱体内部液压油由于高压泵作用长期处于高温工作状态，对液压站正常运行带来安全隐患。研制的液压站自动翅片风冷装置可以自动控制液压站内部液压油温保持在液压站正常工作范围内，有效保障绞车制动系统安全工作。
关键词：液压泵；冷凝器；过滤器；冷却风扇；散热铜管
煤矿用大型绞车液压站正常运行温度不超过60度。每年3月下旬到10月中旬受自然环境温度影响，我公司主井绞车由于原煤提升量大，车房内的液压站连续运转内部液压油温超过60摄氏度，导致绞车提升停止。高温使液压油的粘度降低，绞车制动性能减弱，严重影响主井提升系统安全提升，而且高温液压油缩短了液压站电磁阀内部的胶圈使用寿命，液压站故障率增多。平常降温方法采用10匹空调吹着液压站箱体降温，由于车房内部温度高，空调降温效果差。为保障绞车制动系统在允许的温度下安全工作，利用闲置的空调室外机，拆除室外机内部压缩机，改造翅片式散热器铜管连接结构，研制出绞车液压站翅片式自动风冷散热装置，解决了大型绞车液压站长期高温运行的弊病，此项技改项目研制成功可以保护绞车液压站内部的液压油工作在允许温度下，节约电能，消除液压站油温高的故障，延长液压站电磁阀胶圈使用寿命，此技改创新项目值得向其他煤矿企业推广应用。
此项技改采用闲置的3匹分体空调室外机作为液压站箱体内部液压油散热装置，利用液压齿轮泵作为散热装置的动力源，启动齿轮液压泵，将液压站箱体内部液压油通过紫铜管道、齿轮液压泵吸入空调翅片铜管散热器降温后输送回液压站箱体内部。齿轮液压泵及冷却风扇启动停止采用微电脑控制器，通过放置在液压站箱体内部的温度传感器实时采集液压油温传递给PID智能控制器，实现冷却装置自动启停控制。其特点如下：
（1）可作为一种矿井大型绞车液压站降温保护开发项目，拥有手动控制方式、自动控制模式，实现手动、自动启停控制。
（2）本技改装置创新点就是将液压站箱体内的液压油通过散热性能好的紫铜管引到空调室外机散热器进行降温，再通过动力装置将冷却的液压油输送回液压站，相比水冷液压站优点是消除冷却水在液压站内部凝露导致液压油、水混合的恶性事故的发生。
（3）本装置设计实用，投资小，液压站降温效果明显，在节能降耗方面表现突出。
使用效果
我们设计制作的液压站翅片自动风冷散热装置在主井三月下旬投入使用以来，主井液压站没有出现过一次由于液压油温高影响液压站正常运行事故的发生。保障了主井绞车制动系统安全运行，从安全生产消除液压站事故率、降低电能消耗、大型设备大修率核算年创效五百多万元。此技改创新项目实现自动控制冷却装置启停，减轻值班司机劳动强度。经实际运行验证降温效果明显，技改后的主井液压站油温长期在45-50摄氏度范围。替换下10匹空调，节电效果明显。适于向同行业推广。
结构原理图
说明：此技改装置采用交流220伏动力液压齿轮泵（外购件，型号为YTP-G-40 ）将液压油通过安装在液压站箱体下部的阀门4（6分铸铁球阀）引出，经过12毫米铜管输送，液压油通过过滤器5（采用空调室外机内部铜质过滤器）进入齿轮液压泵，动力液压泵将液压油送入安装在液压站旁的3匹空调散热器9（型号KFR-70W/LE1），通过微电脑控制器（外购件 型号为LD-B10-10DP）控制冷却风机10运行，自然风通过翅片式散热器，轴流风机10将散热器表面的液压油温带走，铜质管道内的液压油在齿轮泵产生的推动力下将液压油由阀门3流回液压站，往复循环散热，液压站内部的液压油温很快降到控制器设定的允许温度。
冷却装置应用于大型绞车液压站实例
作者简介：
刘少辉（1972―）河北保定人，开滦集团首席技师，本科在读，主要从事矿井自动化电气维修，现任开滦集团林南仓矿机电科运一车间主任。
煤矿绞车论文:煤矿大型绞车滚筒闸盘红外线测温报警设计及应用
摘要：本新型实用专利是一种用于煤矿大型绞车滚筒闸盘温度保护的装置。目前全国煤矿系统提升机滚筒闸盘没有安装温度监测保护装置，当提升机滚筒闸盘由于某种原因致使闸盘温度升高，绞车司机不能及时发现，造成滚筒闸盘过热变形。使用此红外线温度监测报警装置可以有效地将提升机滚筒闸盘在运转过程中由于某种原因闸盘温度超过允许工作值时发出报警信号，提醒值班司机及时停车检查处理，保障矿井提升机安全运转。
关键词：红外线采集器；可控硅；触发信号；报警提示
煤矿企业大型矿井提升机滚筒闸盘温度监测保护没有列入煤矿提升系统的九大保护范围，并且在实际运行过程中绞车滚筒出现由于机械闸盘偏摆超出煤矿安全规程技术参数或者某个闸瓦和闸盘接触间隙小，造成滚筒闸盘与闸板摩擦，致使滚筒闸盘过热，使绞车可调闸系统不能正常工作影响绞车的安全提升。为保障绞车的安全提升，避免上述现象的发生，特设计研制出提升机闸盘红外线测温报警仪。解决了矿井提升机滚筒闸盘没有温度保护的弊病，此项技改项目研制成功可以实现全天候监测绞车滚筒闸盘在运行中的温度，超温即发出报警信号，提醒值班司机及时停车处理。保障了提升系统的安全，值得推广。
此技术创新项目采用红外线发生器检测提升机滚筒闸盘的瞬时温度，通过设置远红外线采集器上线报警数值，当滚筒闸盘温度超过红外线采集器设定温度值时，红外线温度采集器发出直流2伏电压信号触发车房值班室的可控硅直流报警回路，声光蜂鸣器发出警报信号，提醒值班司机及时停车处理闸盘超温故障，避免造成提升机重大事故的发生。其特点如下：
（1）可作为一种矿井提升系统滚筒闸盘红外线测温监测报警专用装置，并可引用为其他运转设备需要不间断监测运转设备温度超温报警。
（2）本装置可利用红外线不接触测温特点，连续监测提升系统滚筒闸盘表面温度并且能超温发出报警信号，可以应用于运转设备在转动过程中需要监测其工作温度并报警的装置。
（3）本装置简单实用，投资小，监测闸盘高速运转温度，效果明显。
我独立设计制作的红外线滚筒闸盘测温装置自2013年1月份在主井投入使用以来，保障了主井绞车闸系统安全工作，主井绞车机械闸没有发生过一次由于闸瓦摩擦闸盘过热影响主井原煤正常提升的事故。从安全生产和降低大型设备大修率核算创效三百余万元。此技改专利使用简单、安全，测试绞车滚筒闸盘的瞬时温度，并且在一年中随着季节温度的变化随时可以调整红外线测温报警装置的设定温度上线值，报警信号采集，维护量小，适用于向同行业推广。
电气原理图
说明：此装置采用交流220伏电源经过桥式整流电容滤波，7812稳压模块输出稳定的直流12伏，供给安装在绞车滚筒闸盘上的红外线采集温度信号电路及车房可控硅报警主回路的工作电源。红外线温度采集器采用外购元件，型号KLH350，由遮光器、红外线传感器型号PM611，将PM611DSE分别与电路图中的DSE连接。温度补偿二极管与电路图中的A、K连接。A1放大器、A2滤波器、A3加法器组成积分电路型号ICL7106。作用是将模拟信号转换成数字信号驱动LED显示电路、A4温度补偿器作用有效补偿环境温度起伏振动对信号的干扰，A5报警控制箱采用555和阻容组成触发延时电路，平时由于电阻R15接VDD，使555电路处于复位状态，即模块3脚呈低电平.当红外线采集器采集到的温度信号超过设定温度值时，红外线温度采集器发出直流5伏信号去触发可控硅控制回路，SCR导通，555电路的2脚有一低电平信号，使555翻转置位，3脚输出高电平，去驱使声光报警蜂鸣器发出报警信号。
结构原理图
主井滚筒闸盘红外线报警调试步骤
说明：主井滚筒闸盘温度报警装置用于监测闸盘温度，在工作过程中有两种情况需要分别处理，一是车房内环境温度发生变化，此时需要调整红外线监测装置报警值。另一种情况是滚筒闸盘机械摩擦原因引起的闸盘过热，报警装置发出报警信号，需要维修工处理。所以报警装置发生报警信号，需要分析区别对待。
调试步骤：
（1）关闭闸盘红外线监测装置开关，设备在五秒内不断电。
（2）按下设置MODE开关三次，HAL符号开关闪烁，此时可按UP或者DOWN键设置警示高温关闭或者打开。
（3）设置报警高温值，按下MODE第四次，HAL符号闪烁，此时可按UP或者DOWN键设置报警温度值，
（4）设置好上限报警温度值以后，红外线测温装置自动关闭显示界面
（5）从新打开红外线报警温度设备开关，投入检测工作状态。
煤矿绞车论文:煤矿井下无极绳绞车使用车场道岔优化设计
【摘 要】 近年来由于煤矿机械化装备水平不断提高，特别是在斜巷辅助运输方面，无极绳绞车投入使用逐步推广，但由于无极绳绞车梭车自身设计的特点导致其不能与车场道岔合理配合使用，因而提出了一系列的车场道岔改进方案，通过在我矿实践运行，无极绳绞车与道岔配合使用效果良好，达到了优化效果。
【关键词】 无极绳绞车运输 车场道岔 曲连接轨 气动
无极绳绞车采用抛物线式单滚筒驱动，机尾固定导向滚筒，中间有无极循环钢丝绳通过分绳器（学名牵引板）固定在梭车上作为牵引，牵引板固定在梭车两端底部，低点略低于轨面。因而，造就了无极绳绞车在梭车运行轨迹中不能有超过轨面的设施，包括车场道岔。这样就大大限制了无极绳绞车在煤矿井下使用的优势，井下运输巷道不能使用车场，不能进行料车倒换，降低了无极绳绞车的效率和使用价值。
1 道岔改进设计优化
由于无极绳绞车梭车自身设计的特点导致其不能与车场道岔合理配合使用。一直以来，我们机电人员也根据无极绳所在巷道不同的现场情况针对性的进行了设计与处理。
1.1 优化方案一
以采用“驴尾巴”道为代表的方法，采取处理机头道岔的方法是在集团公司没取缔“驴尾巴”道的前提下。其主要弊端有：
（1）“驴尾巴”道已不符合煤矿斜巷运输的相关规定，易出现安全事故，安全系数低；
（2）在进、出料车时，需要人工拔“驴尾巴”道，对操作人员的安全不利，存在安全隐患；
（3）在进、出料车时，“驴尾巴”道是要拔到另一侧，压在主、副钢丝绳上的，对无极绳的钢丝绳有很大的损伤。
1.2 优化方案二
以截掉标准道岔的曲连接轨为代表的方法，我们采取处理道岔的方法是：
（1）在无极绳梭车钢丝绳通过标准道岔的曲连接轨处对轨道进行两端截断；
（2）将截掉的轨道进行打眼、割豁改造，利用道夹板穿螺丝缝合；
（3）当梭车通过或正常运行时，将其拿掉，当料车需要进出车场时，再将拿掉的曲连接轨利用道夹板缝合上，无极绳主副钢丝绳正好压在割好的豁口内，不影响料车通行。
但通过使用我们发现这种处理方法依然存在不足：①通过改造的曲连接轨在使用过程中暴露出强度不够的缺点，长时间运行后，主要是缝合的道夹板容易变形，轨道下沉，显出高低不平，车辆通过时容易掉道，影响运行安全。②操作不方便，每次进、出车时都要进行频繁安拆改造的曲连接轨，以免磨损无极绳绞车钢丝绳。
1.3 优化方案三
以无极绳机头采用钢丝绳从轨道下方穿越，且不设置道岔为代表的方法。无极绳绞车为了避免使用道岔，往往在机头等合适地点采用这种方法。钢丝绳从轨道的一侧穿过再从另一侧翻上来，这样对无极绳绞车的运行和钢丝绳的受力等方面带来不利：
（1）这种方法需在钢丝绳翻上来的地方安设托绳轮，钢丝绳与托绳轮结合点受力大，磨损设备严重。
（2）钢丝绳在轨道下方运行时，上方磨轨道，下方磨道木，钢丝绳磨损严重。
2 方案设计优化分析
通过对以上三种处理道岔与无极绳梭车配合使用的情况总结分析，最终得出了设计思路，即设计一套符合管理规定、方便操作、能减少设备钢丝绳的磨损、能切实起到梭车和物料车运行安全的无极绳梭车与车场道岔合理配合使用的方案。
（1）根据设计思路，我们仍然采用井下使用的标准道岔进行改造设计。把标准道岔曲连接轨的一段（无极绳绞车主副钢丝绳运行时通过曲连接轨的一段）截掉，一端截成三角口，一端截齐，并对两端头进行打磨。因此，解决了无极绳梭车正常通过车场道岔，道岔曲连接轨不再阻碍梭车牵引板正常运行的问题，另外，通过对截断的轨道端头打磨，有效的减少了钢丝绳通过时与轨道之间的磨损。
（2）对截掉的曲连接轨能够再次与曲连接轨本身完好连接，并能实现活动连接的效果进行设计改进。我们采用对需要连接的轨道两端进行打眼，并利用道夹板进行缝合连接，其主要的核心技术就在于对连接道夹板的设计。即将道夹板从中间割断，并焊接上能够起到左右活动、上下缝合的连接扣。曲连接轨使用这种设计改造的道夹板进行缝合连接后，形成了一条完整的、能够左右活动的曲连接轨。通过这样的设计改进后，实现了曲连接轨的分、合自如，既能使无极绳绞车正常通行，又能使物料车正常进、出车场。真正发挥了车场道岔的作用。
（3）对改造后的道岔曲连接轨进行完善，增强使用过程中的安全性和稳定性，并实现气动化。首先，利用拉条一端固定在活动的曲连接轨上，一端固定气缸，实现曲连接轨分、合气动化。其次，分别在活动的曲连接轨两端安装两块特制的滑床板，滑床板采用与道木同等宽度和长度的铁板制成，并固定在道木上，道木正好安装在活动拉条和带有活动扣的道夹板下方。增强活动曲连接轨的稳定性和减少曲连接轨活动摩擦力。一方面使车辆通过时改造的曲连接轨不会变形，车辆不会掉道，另一方面实现了操作气动化，操作安全、简便。
3 应用效果
朱庄煤矿无极绳绞车使用车场道岔优化设计方案实施并投入运行后，彻底解决了全矿乃至整个集团公司使用无极绳绞车与车场道岔之间配合使用存在的所有问题。降低了机电事故，节省了材料的投入，提高了安全生产的效率，若能广泛推广效益将更加可观。
煤矿绞车论文:煤矿提升绞车变频调速改造与效果分析
摘 要：永安煤业有限责任公司煤矿在用的提升绞车多数采用绕线电机转子回路串电阻调速，存在调速不匀，发热，能耗大，机械、电气冲击大，运转维护费用高等缺点。变频调速可以实现提升绞车的无级调速控制，具有自动控制，消除电阻器发热，降低能耗，故障少，维护方便，降低维护费用等优点。文章叙述煤矿提升绞车变频调速的改造及应用效果。
关键词：提升绞车；变频调速；改造；效果
我公司有八对煤炭生产矿井，均采用斜井开拓方式，主要安装GKT、JT和JK型提升绞车担负着斜井的提升运输任务，这些绞车均采用绕线式电机转子回路串电阻调速，已经不能满足矿山运输的安全性、性要求；电控均使用继电器结构原理，电控被国家煤监局列入第三批禁用和淘汰的设备和工艺名录中，期限至2012年底禁止使用。
从2009年开始公司共投入约202万元资金对公司下属各矿井井上下在用低压提升绞车进行变频调速技术及PLC技术改造，至2012年改造16台（我司近几年提升绞车变频调速改造如表1所示），解决了上述问题。本文以小华煤矿主提升GKT1.6×1.2-24绞车为例对绞车变频改造原理进行叙述，并对效果进行了分析。
1 变频器的选择
提升绞车变频器应选择具有失量控制方式及四象限运行能力的能量回馈功能变频器。我公司各矿井主要采用华腾V5-H系列高性能矢量控制变频器对绞车电控系统进行技术改造，除丰海煤矿斑二井2 m提矸双滚筒绞车和东坑仔矿主提升1.6m提煤双滚筒绞车由于是双钩提升，重车下放不经常，电机处于发电状态时间不长，采用价格比较低廉的IPC能耗制动单元的制动方式外，其余绞车变频器均带能量回馈单元。
2 变频调速系统和能量回馈单元工作原理
2.1 变频调速系统工作原理
V5-H型变频调速器提供完善的接口电路和工业标准信号，内设PLC与计算机编程接口，采用近期WINDOWS 版本编程软件进行编程，既可以与新装系统实现配套使用，也可以对老系统进行改造， 可以接受DC 0～5 V、DC 0～10 V 和4～20 mA 工业标准信号。用于系统改造时，增加远控装置就可以实现工频与变频的相互转换，监视系统的操作和运行状况等功能。接口电路实现了变频调速器与控制系统的连接，具有正、反转控制，速度调节（可以采用档位调节方式，也可以采用模拟量输入方式），制动系统连锁，安全回路连锁，监视操作、自动运行、状态提示等功能。
变频调速器依据提升机控制系统的不同，采用不同的接线方式及控制程序，可以实现灵活的操作运行方式。变频调速系统可以实现自动运行和手动运行两种方式。
①自动运行方式。利用变频调速器内部的PLC 控制系统，设置闭环速度控制软件参数，可以实现从起步、加速、等速、减速、停车等全过程自动调速运行方式。提升机运行过程中，除开、停机外，可以不需要人工干预。同时在控制台显示不同的运行状态。
②手动运行方式。在设置手动运行方式下，操作人员通过改变主令控制器输出量（根据用户要求变频器内部可预置五个速度段，分别对应于变频器运行频率6 Hz、15 Hz、25 Hz、35 Hz、50 Hz，以适应控制系统对提升机不同运转速度的要求），来控制变频调速器，以实现电机的爬行、加速、减速、等速运行，实现无级调速。在系统给出减速信号后，变频调速器同样会启动机内部自动减速程序。有效防止人工误操作的发生，保障系统运行安全。
2.2 能量回馈单元工作原理
当电机进行制动时，制动阶段产生的再生电能将会回馈到上级变频设备，从而导致设备直流母线电压升高，影响设备安全及正常运行。我司绞车变频改造能量回馈单元，主要采用深圳市合兴加能科技有限公司生产的PFH型重载回馈单元，PFH重载回馈单元通过直流母线端子直接连接至变频器上。当直流母线电压达到一个设定阀值时，PFH自动开通以防止直流母线电压继续增长，即PFH采用电压自适应控制，无论电网电压如何波动，当提升机机械能转换成电能送入直流回路电容中时，能量回馈单元及时将电容中的储能回送电网，解决了能量回馈。PFH的电子器件由直流母线电压供电。
2.3 变频调速及工频调速系统的切换及互为备用
提升绞车为单机运行设备，可否正常运行，直接关系采区或整个矿井生产能否顺利进行，为确保提升绞车的安全正常运行，绞车除安装变频调速方式外，还保留工频运转方式，只要进行简单的操作就能实现工频、变频切换运转。工频调速系统只在应急情况下使用。变频、工频切换如图1所示。
3 绞车变频改造的安全效果及节能效益分析
①提升绞车安全性得以提高，操作更加容易简便。系统实现软启动和软停车，能方便控制绞车提升速度，安全得到保障，极大地降低绞车的操纵难度；减速时采用电力制动自动减速，操作工无需再用施闸手段控制绞车速度，避免了超速、过卷的发生，杜绝了人工操作失误。同时盘形闸闸瓦或工作闸轮的磨损消耗大幅度减少。
②提升系统电能消耗明显下降。变频调速时转子电阻被短接，节约了加、减速阶段消耗在电阻上的电能。据统计分析，提升绞车变频调速可节约电能达20%～30%。
③电机发热大幅减轻。与转子串电阻调速相比，变频调速改造后电机定子、转子温度有较大幅度的降低，电机故障率大大降低。
④人员和设备工作环境得到改善。电机转子调速电阻的停止使用，大大降低现场环境温度，根据实测绞车变频改造后绞车房温度可下降2～3 ℃。减速过程用电力制动代替机械闸瓦制动，消除机械制动闸瓦或闸皮磨损造成的飞尘，司机的工作环境得到明显改善。
⑤无谐波污染，不干扰其他设备。变频调速本质上几乎不存在谐波污染，也不会对生产、安全通讯等其他设备，造成任何干扰，不需增加治理投资。
⑥节能效果和材料消耗分析。以小华煤矿为例：小华煤矿+746 m主斜井GKT1.6×1.2-24绞车担负全矿煤炭、矸石提升任务，全年煤炭产量11万t，掘进进尺5 000米，折成装1 t U型标准矿车，年提升重车13.1万车（其中矸石3.75万车），每钩提煤5部或提矸4部，下放6部空车，斜巷坡度20°，最长提升斜长719 m（+746 m至+500 m水平），电机功率155 kW，日运行时间达16 h。根据电表及现场测定改造前绞车年耗电量253 200 kW·h，改造后年耗电量200 400 kW·h（改造前后提升量相差不大），节电率达20%。改造后每年节约电费253 200 kW·h×20%×0.65元/ kW·h=32 916元。绞车变频改造后每台绞车每年起动电阻器、接触器、盘形闸闸瓦或工作闸轮等材料消耗据统计也可节省近2万元，合计年节约费用约为5.29万元。本变频调速方案公司投入资金为109 600元，按测算2年就可以回收投入成本。
4 结 语
我公司16台提升绞车经变频改造后的，操作简单方便，维护量少，控制系统性和稳定性提高，节能效果较明显。由此可见，变频器在绞车上的应用具有很好效果，值得推广。
煤矿绞车论文:防爆液压绞车在煤矿井下的应用
摘要：本文针对近期防爆液压绞车优良性能进行讨论，彻底将煤矿安全系数提升，呈现煤矿井安全生产环境。
关键词：防爆液压绞车 煤矿井 应用
面对我国煤矿井中存在的不安全因素，避免煤矿井机械爆炸而引发安全事故。近期研制的防爆液压绞车已经正式投产，其优良的性能迅速获得市场积极响应。运行稳定、操作简单，并伴随着实际应用中的相关技术改良，其优势已经日益凸显。由于我国煤矿一线员工对防爆液压绞车的认识不足，因此，此系列绞车未得到有效的大量普及。
1 防爆液压绞车的结构及类型
防爆液压绞车为防爆设备，改变传统使用纯机械传动的方式，而采用了液压马达驱动、大功率的液压泵，特别适合在煤尘、瓦斯爆炸的危险环境中使用，这样先进的防爆设备，能够适应此类易燃易爆的环境。
其绞车分为两种传动：全液压式传动、液压机械传动。有一个较为明显的特点，就是能够液压调速，因此，电机为普通的防爆笼型即可，电机可拖动双向变量轴向柱塞泵。泵和驱动可形成闭式回路的液压马达运转。两种不同液压绞车较大的区别为：液压机械绞车采用的是高速轴向柱塞式的液压马达，在行星齿轮减速之后，才驱动绞车滚筒；而全液压绞车是采用内曲线的低速大扭矩式马达，直接驱动绞车滚筒。液压车正反转主要依赖于液压泵的出油方向实现，绞车的转速调节，是通过对液压泵改变其对液压马达的输入油量，从而实现绞车的调节。绞车将原本转向和调速，从电气控制，已经改变为液压控制，从有级调速，转变成现在的无级平滑调速，这些改变，对煤矿井绞车是一次革命性发展。原本庞大的调速、启动系统的电机设备，都已经改变成普通笼式防爆电机，可以有效提高防爆效果，设备的结构减少，从而将煤矿井下对绞车的操作减少，简单的操作步骤，可以将机械耗能较大程度上降低。平稳的运行中，能够将煤矿生产的成本投入较大程度上降低。防爆液压绞车在一般部位和平常绞车基本相同，主要是有制动闸、深度指示器、主轴、操作台等组成；液压部位主要是由液压泵和液压马达、油箱、滤油器、冷却器等相关部位组成。在电气部位中，主要是以各种设备的启动器和保护操作系统组合而成。
2 防爆液压绞车技术特点
2.1 其防爆性能极佳，控制系统简单，从而可以将调速电气省略。使用防爆笼式电机是最为适应煤矿井的运行环境，隔爆电器是操作电气中性能最为优良的型号，在煤矿井的易燃易爆环境下，能够有极好的适应能力。
2.2 无级调速性能极其稳定，也有很好的低速运转性能。液压无级的调速技术使用之后，可以在额定范围内，随意选择其提升速度。普通绞车无法达到长时间在较大力矩的情况下稳定运行，而防爆液压绞车却可以做到。
2.3 工作效率高，使用液压马达，可以直接驱动运转，减少传统工作运转中所存在的电阻箱，能够将整机的效率较大幅度提升。
2.4 机械的参数可以灵活变化，得以合理匹配，根据实际使用情况，可以有更多的选择空间。例如，液压机械绞车的减速器参数能够根据其速度、载荷等因素来选择最适合的型号，可以让全液压、液压机械绞车，都可以自由选择液压马达和液压泵，从而达到的匹配效果，符合生产中重载低速、轻载高速的各种要求，将设备发挥好的效果。
防爆液压绞车与传统绞车不同，它可以在功率相同的状态下，速度和拉力都有效提升，在拉力较大、速度较大的情况下，装机功率能够得以减小。
2.5 体积小，结构紧密，能够节约开拓成本。马达与卷筒之间采用直联的方式，主机的轴向尺寸较短，液压系统紧凑布置，从而让整机体积缩小，减少控制接触器和电阻器的成本支出，较大限度节约了煤矿井生产的成本投入。
2.6 有极好的节能效果，在煤矿井下使用的绞车为单滚筒。液压绞车使用液压的回路传动方式，在工况下放之时，系统为发电制动的状态，可以有效帮助重力势能，得以转换成电能，从而回馈给电网，以这样的方式进行操作，解决液压系统的发热情况，也可以节约电能的使用，一举多得。
2.7 操作简单，且灵敏，只需要用一个手柄就可以将整个绞车的操作完成。可以选择远方操作、手动操作两种，能够让绞车的操作简单、，并且操作反应灵敏。
2.8 极佳的安全保护装置，使得绞车安全。在防爆液压绞车中，安全装置有：超速、欠电压、超负荷、过卷、闸瓦间隙等，与国家相关安全规定符合。
3 使用注意事项
3.1 防爆液压绞车对部件的精准度要求极高，因此，在使用过程中，一定要对部件和安装情况进行检查。
3.2 液压油必须要保持清洁，存放之时需要进行良好的密封，以免在使用中出现堵塞阀件，对工作运转造成影响。
3.3 绞车必须有良好的冷却条件，一旦油温升高，系统泄漏会加大，导致运作异常。
3.4 必须要对绞车进行每日检查，对于安全部件和其他系统组成部分都必须要确保是正常状态。定期进行保养，将所有设备组成部分都保持在运行状态。
4 结语
煤矿井是一个极度危险的环境，为了避免出现电力机械爆炸事故，使用防爆液压绞车是最为明智的选择。其优良的操作性能和安全性能，必将是我国未来煤矿井生产设备的发展方向。
