矿井提升机的组成

摘 要

矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带的。矿井提升机的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保证。

本设计主要完成的矿井提升机信号系统设计和组态设计。设计中运用PLC控制技术，PLC系统采用三菱公司的FX2N系列作为主控制器，对井口、井底、机房信号台进行信号联络。组态设计使用WINCC完成，能够实现上位监控功能。使用编程软件实现信号的联络。

采用PLC控制不但提高了信号传输的可靠性和准确性,而且具有极大的灵活性和扩展性。在不改变系统硬件的前提下,仅靠改变PLC内部的程序就可满足用户要求。有效地解决了信号系统中的远距离传输和可靠性问题。

整个控制系统自改造完成投入运行以来，运行平稳安全、节电效果十分显著，不但对提高矿山提升系统工业的现代化装备水平有推动作用，而且产生了显著的经济效果，极大地提高了煤矿的生产效率。

关键词：矿井提升机信号系统；PLC；上位监控; WINCC

Abstract

Mine hoist is the important equipment of transportation, it’s the links that

throughout the mine. The reliability and accuracy of signal system of mine hoist

is an important guarantee for the upgrading and safe transport.

The completion of the design is the signal system of mine hoist and

configuration design. PLC control use of the design of technology, PLC system

第1章 绪论

1.1 国内外提升及研究状况

近三十年来，国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展，而且两者相互促进，相互提高。起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统，后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。上世纪七十年代西门子发明矢量控制的交一直一交变频原理后，标志着用同步电动机来代替直流电机实现调速的技术时代已经到来。1981年第一台用同步机悬臂传动的提升机在德国Monopol矿问世，1988年由MAVGHH和西门子合作制造的机电一体的提升机(习惯称为内装电机式)在德国Romberg矿诞生了，这是世界上第一台机械和电气融合成一体的同步电机传动提升机。在提升机机械和电气传动技术飞速发展的同时，电子技术和计算机技术的发展，使提升机的电气控制系统更是日新月异。早在上世纪七十年代，国外就将可编程控制器(PLC)应用于提升机控制。上世纪八十年代初，计算机又被用于提升机的监视和管理。计算机和PLC的应用，使提升机自动化水平、安全、可靠性都达到了一个新的高度，并提供了新的、现代化的管理、监视手段。特别要强调的是，此时期在国外一著名的提升机制造公司，如西门子、ABB、ALSTHOM都利用新的技术和装备，开发或完善了提升机的安全保护和监控装置，使安全保护性能又有了新的提高。

就在国外科学技术突飞猛进发展的时候，我国提升机电控系统很长时间都处于落后的状况。直到目前为止，我国正在服务的矿井提升机电控系统大多数还是转子回路串金属电阻的交流调速系统，设备陈旧、技术落后。国产提升机安全性、可靠性差，在关键部位—上下两井口减速区段没有配套的有效的速度监视装置，就提升机控制技术而言，依然是陈旧的，和国外相比，我们存在很大的差距。

矿井提升系统的类型很多，按被提升对象分:主井提升、副井提升;按井筒的提升道角度分:竖井和斜井;按提升容器分:箕斗提升、笼提升、矿车提升;按提升类型分:单绳缠绕式和多绳摩擦式等。我国常用的矿用提升机主要是单绳缠绕式和多绳摩擦式。我国的矿井与世界上矿业较发达的国家相比，开采的井型较小、矿井提升高度较浅，煤矿用提升机较多，其他矿(如金属矿、非金属矿)则较少。因此在20世纪60年代开始单绳缠绕式矿井提升机采用较多。

矿井提升机的组成、分类与操作

1. 简介

矿井提升机是矿井中最重要的设备之一，用于将矿石、人员和设备从深处提升到地面。它通常由多部分组成，并且具有不同的分类和操作方法。本文将介绍矿井提升机的组成、分类和操作。

2. 组成

矿井提升机由以下几个主要部分组成：

2.1 提升机井

提升机井是提升机系统的核心部分，通常由混凝土或钢筋混凝土构成。它包括提升井壁、井衬、井架、井壁管道和井筒等组件。

2.2 提升机轿厢

提升机轿厢是运送矿石、人员和设备的装置，通常是一个加固的金属箱体，可以在垂直方向上提升和下降。它包括轿厢门、轿厢壁、底板和轿厢屋顶等组件。

2.3 提升机导轨和导轨架

提升机导轨和导轨架用于支撑和导向提升机轿厢的运动。导轨通常由钢材制成，固定在提升井壁上，并与轿厢壁上的导轨齿条相配合。

2.4 提升机传动装置

提升机传动装置用于提供动力和驱动提升机轿厢上升和下降。它通常由电动机、减速器、传动链条或绳索等组件组成。

2.5 提升机安全装置

提升机安全装置用于保护人员和设备的安全。常见的安全装置包括限速器、缓冲装置、安全门和紧急停车装置等。

3. 分类

根据不同的工作原理、结构和应用场景，矿井提升机可以分为多种不同的分类。以下是常见的几种分类： 3.1 依据工作原理分类

• 钢丝绳提升机: 使用钢丝绳作为牵引介质，通过电动机传动提升机轿厢上下运动。

• 液压提升机: 使用液压系统作为动力源，通过液压缸驱动提升机轿厢上下运动。

• 电梯式提升机: 类似于建筑物中的电梯，通过电动机驱动提升机轿厢上下运动。

3.2 依据结构分类

• 单绞式提升机: 轿厢和对重分开悬吊在同一根钢丝绳上。

• 双绞式提升机: 轿厢和对重分别悬吊在两根相互缠绕的钢丝绳上。

3.3 依据应用场景分类

• 立井提升机: 安装在立井中，用于提升地下矿石、人员和设备。

• 斜井提升机: 安装在斜井或倾斜井中，用于提升地下矿石或人员。

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关于矿井提升机

作者：王文飞

来源：《中国科技博览》2014年第17期

[摘 要]随着最近几年电力电子和现代控制技术的发展，交流电机越来越多的被用到现在工业当中，大有取代直流电机的趋势。变频调速系统应运而生，并逐渐成为现代工业的宠儿。现在国内有些煤矿已经开始应用变频技术来控制提升机并取得了很好的效果。

[关键词]矿井；提升机；系统；种类

中图分类号：P273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0276-02

1 绪论

1.1 矿井提升机系统的概述

矿井提升机是矿山大型固定设备之一，是井下与地面的主要运输工具。矿井提升机主要担负一个矿井所有的矿物（煤，矿石）提升，升降人员，运输设备，下放材料等，根据提升机的工作种类或工作原理的不同，提升机有不同的分类：

提升机按工作种类可分为：

（l）主井提升机：担负矿井生产矿物提升的主提升机。

（2）副井提升机：担负矿井人员、材料、设备等升降任务的提升机。

按驱动方式可分为：

（1）直流提升机；

（2）交流提升机；

直流提升机又分为：

（l）发电机组控制提升机；

（2）晶闸管调速提升机；

交流提升机分为：

（1）TDK系列串电阻柜调速提升机； 龙源期刊网

（2）串极调速提升机；

（3）变极调速提升机；

（4）变频调速提升机；

各类提升机的工作原理和构造虽然差别很大，但它们都有一些共同的不可缺少的部分组成。

目前国内矿用提升机一般都还是采用交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统。提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，特别在负载变动时很难实现恒减速控制，经常会造成过卷和过放事故，提升机频繁的启动和制动工作过程会使转子串电阻调速产生相当严重的能耗，转子串电阻调速控制电路复杂，接触器，电阻器，线绕电机电刷等容易损坏，影响生产效益。