矿井提升机制动技术的发展
矿井提升机恒减速控制系统研究
矿井提升机恒减速控制系统研究摘要：矿井提升机在大型煤矿中起非常重要的作用，运输矿井中的各种设备及原煤等，由于矿井提升机控制系统效率低下，难以满足自动化程度越来越高的煤矿设备，因此，提出了一种矿井提升机恒减速系统，并介绍了该系统的工作原理和系统组成，通过实践应用研究了该系统的可靠性和工作效率。
关键词：矿井；提升机1 矿井提升机恒减速控制系统发展现状现阶段矿井提升机控制形式包含有在工作周期截止时制动以及产生不安全行为时制动，同时在工作周期截止时控制制动是常见控制形式，因为在矿井提升机正常工作时，提升速度超过安全限定，产生不安全行为，引发安全制动频率较低，对保护操作人员以及设备安全都有着非常重要的意义。
目前制动系统方式包含以下几种，分别为恒力矩一级制动、二级制动、恒减速制动。
恒力矩制由于制动时力矩不变，不能实现不同工况力矩匹配，进而导致设备受冲击过大，降低其使用寿命。
而恒减速制动为闭环控制，能在不同工况下更加灵活的匹配力矩，因此能很好地解决上述问题。
本文针对传统的提升机存在的问题，研究了矿井提升机的恒减速的控制系统，并对其进行进一步的优化改进，提高了矿井提升机的安全性，提高了狂劲提升机的工作效率，为其在矿井中工作提供了安全保障。
2 矿井提升机恒减速控制系统方案设计2.1 矿井提升机制动系统概述矿井提升机的制动系统是决定提升机安全性能最重要的部分。
图1为矿井提升机示意图。
由制动闸组及液压和电气部分共同组成制动系统，我国当前比较常见的制动方式包括工作制动和安全制动，安全制动是在生产活动中，由于提升机或其他生产设备出现故障，为了保障人员及设备的安全而采取的制动。
而矿井提升机在正常的生产活动中完成一次或一段工作时间段后，工作人员停机或检修而进行的制动被称为工作制动。
安全制一般会对生产设备或人员造成一定的损伤，一般在正常的生产中不易发生。
但安全制动也在一定程度上提高了人员及设备的安全性。
在安全制动中可以分为恒力矩安全制动和恒减速安全制动，恒力矩也有两级制动之分。
提高矿井提升机盘式制动器可靠性的研究与探讨
也是 液压 盘 式制 动器 。为此， 盘式 制动 器 工作 可靠 性 的分 析 及监 测， 客观 现 实的 角度 讲也 是 具有 一定 性 意义 的 。 对 从 一 ［ 键词］ 井提 升机 盘 式制 动器 可靠性 分析 关 矿 中图分 类号 ：Ｄ ３ Ｔ ５４ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０９ ９４ （０ ０ １—０ ８Ｏ １０ — １Ｘ ２１ ）２ ００ 一 １
１概 述 在 煤矿 生产 中， 井提 升机 也是 一个 关键 环节 ， 负着提 升煤 炭 、矿石 、 矿 肩 和人 员 、设备 、材 料下 放 等提 升 任务 ， 是煤 矿生 产 的咽 喉要 道， 系井 下 与 联 地面 的主要提 升运 输工 具 。因此， 它在 整个矿 井 生产 中 占有 重要 的地位 ， 其提 升机 的制动装 置也是非 常重 要的组成 部分之 一， 直接 关系着提 升设 备能否安 全 运 行 。提升 机 的安全 运行 ， 大程 度上 决 定于 设备 的完 善、保 护设 施 的可靠 很 性和 自动化 程度 等 。要想 减少 维修 量， 长使用 寿命， 重要 的是取 决于 制动 延 更 系统 的可靠 性， 防止 和杜 绝故 障的 发生 。所 以， 高液压 传动装 置和 盘形 制动 提 器 的可靠 性很 关 键， 对保 障 安全 运 行有 着 十分 重要 的意义 。 ２可 靠性 定 义 对于 盘式 制动器 来说 ， 狭义 的可靠 性理 解， 从 盘式制 动器 则包含 一些不 可 维修 的因素 （ 如制动 弹簧失效 之后， 响制动力矩 ， 影 需要 更换新 弹簧才 能使制 动 器 可靠性 达到 原有水平） 闸瓦 与闸盘之 间摩擦 系数衰 减， 只能靠 更换新 闸瓦 ： 也 方能维 持 原有 可靠 性水 平 。从广 义可 靠性 来说 ， 式制 动器合 有 可维 修 因素 盘 （ 如闸瓦 磨损后 产生 的间 隙增 大， 经调整 便可达 到原 有可 靠性） 液压站 零件 发 ： 生故 障， 修理后 也 能使制 动器 可靠性 达 到设计 水平 。从 以上 定义 可知 ， 式制 盘 动器 的工作 可靠 性是 固有可 靠性 和使用 可靠 性 的综合 反映 。而 固有可靠 性是 由制动 器设 计制造 及材 料等 因素 决定 的， 在制动 器产 品 出厂时便 已明确， 使用
浅谈矿井提升的恒减速制动技术
浅谈矿井提升的恒减速制动技术【摘要】目前，矿井提升机主要有一级制动、二级制动和恒减速制动等几种制动模式，正常运行时，各种制动模式几乎都可以满足系统的工作要求，但随着采掘技术的进步和工作面的不断延伸，系统对提升制动的安全性要求不断升高，恒减速制动模式的优势逐渐显露出来，逐渐成为了矿井提升控制的主流发展趋势。
本文对矿井提升的恒减速制动技术进行了介绍。
【关键词】矿井提升机；恒减速；制动技术0 引言作为矿井作业中的关键机械，矿井提升设备在生产的全过程中担负着矿物、人员、材料及设备的上下和运输工作，对采矿效率具有重要影响。
而提升系统一旦出现事故，常常会造成不可估量的生命财产损失。
因此，必须对其制动系统进行精密和及时的控制，以便在发生紧急情况时，通过可靠的制动性能，减少和避免危险的发生，确保煤炭生产的安全性和稳定性。
研究显示，影响提升机制动效果的因素复杂，并可能根据不同的工况发生变化，而若在多变的工况下制动减速度变化过大，制动过程就会变得不平稳，出现诸如钢丝绳打滑等现象，使提升设备的安全性受到严重影响。
目前，矿井提升机主要有一级制动、二级制动和恒减速制动等几种制动模式，正常运行时，各种制动模式几乎都可以满足系统的工作要求，但随着采掘技术的进步和工作面的不断延伸，系统对提升制动的安全性要求不断升高，恒减速制动模式的优势逐渐显露出来，逐渐成为了矿井提升控制的主流发展趋势。
该方法通过自动调节油压动力实现了减速度恒定的控制目标，让提升设备可以按照事先设定减速度完成制动，使提升设备的安全性大大提高。
1 恒减速制动的意义提升机安全制动是在提升机事故状态下，为防止事故扩大化所必须采用的最后一种技术手段。
在竖井和30°以上的斜井提升时，提升机制动力矩不得小于最大静力矩的三倍。
但如果把大于或等于三倍静力矩的制动力一次直接加丁.提升机上，将会产生过人的减速度。
这样，钢丝绳将剧烈地摆动，很可能会引起断丝，从而影响钢丝绳的使用寿命，斜井提升机可能断绳，载人的提升机将可能发生重大人身伤亡事故。
矿井提升机安全技术现状和发展趋势
冶金动力2012年第4期82M E TA L LU R G I C A L PO W E R总第152期—_l—m—____—-l_____—______—__!I__—!l—-I__I__-!!!!!!!—_——_!!!!__—____矿井提升机安全技术现状和发展趋势胡晓虎(铜陵有色金属集团控股有限公司．安徽铜陵244000)【摘要】由于矿井提升系统的事故量在矿山事故中居于前列，提升机的安全问题越来越引起人们的重视。
详细分析了提升机及其翩动系统的研究现状，并对未来提升机安全使用的主要技术作了介绍。
【关键词】提升机；安全；故障树；容错【中图分类号】TD534【文献标识码】B【文章编号】l006—6764(2012)1M-0082-04C ur r ent Si t uat i on a ndD evel opm ent T r end of M i ne H oi s t Saf et y T e c hnol ogyH U X i ao—hu∞吲蛔Ⅳo啦聃l堪M e似／s G roup日捌i，Ig钒．“正，孙l gc岵^，l Il t‘￡0伽蛾删帖J【A bst r act】A ccident quant i t y of t he m i ne hoi st sys t em is i n t he f r ont ra nk am ong t he m i ne a cc i de nt s．The hoi st saf et y i s sue at t r act s r／l or e and m ore at t e nt i on．T he r e se ar c h s t at usof t he hoi st a nd i t s bra ke s yst e m ar e a na l yz ed i n de t a i l．T he m ai n t e chnol ogi e s f or hoi stsaf et y use i n f ut ur e a r e pr esen t ed．【K ey w ords】hoi s t；s af et y；faul t t r ee；f aul t—t ol er a nce1引言矿井提升机在矿山、建筑等行业应用非常广泛，是集机、电、液于一体的大型复杂系统。
矿井运输提升之提升机的制动系统
提升机制动系统概述制动装置由制动器和传动机构组成。
制动器是直接作用于制动轮或制动盘上产生制动力矩的部分。
按结构分为：盘式闸和块式闸。
传动机构是控制和调节制动力矩的部分。
按动力来源分为：油压、气压、弹簧等。
一、制动系统的作用：⑴在提升终了或停机时，能可靠地闸住提升机的滚筒或摩擦轮，即正常停车；⑵在减速阶段及下放重物时，控制提升容器的运行速度，即工作制动；⑶当提升机发生紧急事故时，能迅速且合乎要求地自动闸住提升机，保护提升系统；即安全制动⑷双滚筒提升机在更换提升水平、更换钢丝绳或调绳时，能闸住游动滚筒。
二、对制动系统的要求(1)提升机工作制动或安全制动产生的最大制动力矩不得小于提升或下放最大静负荷力矩的3倍；(2)对于双滚筒提升机在调整滚筒旋转的相对位置时，制动装置在各滚筒上的制动力矩，不得小于该滚筒悬挂提升容器和钢丝绳重力所产生的静力矩的1．2倍；(3)对于摩擦式提升机工作制动或安全制动的减速度，不得超过钢丝绳的滑动极限，即不引起钢丝绳打滑；(4)在立井和倾角大于30°以上的斜井，提升机安全制动时，全部机械的减速度在下放重载时不得小于1.5m/s 2;在上提重载时不得大于5m/s 2。
井筒倾角小于30°时，下放重载时安全制动减速度不得小于0.75m/s 2，上提重载时安全制动减速度不得大于自然减速度（由井筒倾角计算得出）。
为什么同一个安全制动力矩，在《煤矿安全规程》中对上提重载和下放重载规定了不同的安全制动减速度限值呢?静阻力矩和制动力矩的方向是否一致(5)安全制动必须能自动、迅速和可靠地实现，制动器的空动时间(由安全制动开始动作起至闸瓦刚刚接触到制动轮上的一段无效时间)气压块闸不得超过0.5s ，液压块闸不得超过0.6s ，盘式闸制动器不得超过0.3s 。
为什么规定制动力矩的大小呢？若制动力矩过小，产生的减速度太小，使本来立即停车能防止的事故，由于停车时间太长而造成事故；若制动力矩太大，产生的制动减速度过大，就会出现过大的动负荷，这对提升系统很不利，会影响机械的使用寿命。
矿井提升机的现状和发展
矿井提升机的现状及发展矿井提升机是煤矿、有色金属矿中的重要运输设备，是“四大运转设备”之一。
矿井提升系统具有环节多、控制复杂、运行速度快、惯性质量大、运行特性复杂的特点，且工作状况经常交替转换。
虽然矿井提升系统本身有一些安全保护措施，但是由于现场使用环境条件恶劣，造成了各种机械零件和电气元件的功能失效，以及操作者的人为过失和对行程监测研究的局限性，使得现有保护未能达到预期的效果，致使提升系统的事故至今仍未能消除。
一旦提升机的行程失去控制，没有按照给定速度曲线运行，就会发生提升机超速、过卷事故，造成楔形罐道、箕斗的损坏，影响矿井正常生产，甚至造成重大人员伤亡，给煤矿生产带来极大的经济损失。
提升机电气控制系统在很大程度上决定了提升机能否实现平稳、安全、可靠地起制动运行，避免了严重的机械磨损，防止较大的机械冲击，减少机械部分维修的工作量，延长提升机械的使用寿命。
所以，提升机电气控制系统的研究一直是社会各届人士共同关注的一个重大课题。
随着矿井提升系统自动化，改善提升机的性能，以及提高提升设备的提升能力等的要求，对电气传动方式提出了更高的要求。
对矿井提升机电气传动系统的要求是：有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。
而随着科学技术的进步和矿井生产现代化要求的不断提高，人们对提升机工作特性的认识进一步深化，提升设备及拖动控制系统也逐步趋于完善，各种新技术、新工艺逐步应用于矿井提升设备中。
特别是模拟技术、微电子技术、微电脑技术在提升机控制中的应用已成为必然的发展方向。
目前国内提升机电气传动系统现状：对于大型矿井提升机，主要采用晶闸管变流器—直流电动机传动控制系统和同步电动机矢量控制交一交变频传动控制系统。
这两种系统大都采用数字控制方式实现控制系统的高自动化运行，效率高，有准确的制动和定位功能，运行可靠性高，但造价昂贵，中小矿井难以承受。
矿井主提升机恒减速制动控制技术探讨
问题探讨矿井主提升机恒减速制动控制技术探讨生产技术部王文岩摘要探讨矿井主提升机恒减速制动控制技术的液压、电气控制特色，以及恒减速实现的方法，与恒力矩制动控制相比，恒减速制动控制技术提高了主提升全系统的安全、平稳、舒适性，为矿井安全生产提供了可靠保障。
关键词提升机液压站恒力矩恒减速制动控制1前言矿井提升机制动控制系统的主要构成是液压站，它是制动系统的液压动力来源，铁法能源公司的主提升机制动系统主要为盘型闸制动，液压站主要是为盘型闸提供工作制动、安全制动时开闸、合闸工作过程提供液压动力。
2矿井提升机液压站的分类矿井提升机的液压站根据控制提升机减速度大小变化的不同主要可分为两大类，即恒减速制动控制的液压站和恒力矩制动控制液压站，铁法能源公司各矿主提升机液压站大部分为恒力矩制动控制液压站，大强矿主提升机为恒减速制动控制液压站，恒力矩制动控制液压站结构简单，价格低，维护相对简单。
恒减速制动控制液压站液压系统相对复杂，价格较高，但其稳定性、安全性和可靠性相对得以提高，是今后矿井安全提升的发展方向。
2.1恒力矩制动控制液压站恒力矩制动控制液压站，是将通过液压站压力调节制动闸产生的满足《煤矿安全规程》第四百二十六条的要求最大制动力矩分成二级对提升机实施抱闸，实施第一级制动时，液压系统产生的抱闸力矩作用在制动盘上，使提升绞车减速，减速度满足《煤矿安全规程》第四百二十二条和四百二十七条的要求，限制提升机加速和减速时提升容器的弹性震荡和钢丝绳的弹性振动，以及符合系统防滑要求，然后第二级制动抱闸力矩再全部作用到制动盘上，使提升机最终减速停车。
2.2恒减速制动控制液压站恒减速制动控制液压站，是以符合《煤矿安全规程》第四百二十二条和四百二十七条的要求的制动减速度恒定为控制标准，通过速度反馈自动调节液压制动系统的油压，从而调整盘形闸上产生的制动力矩，使提升机按照符合要求计算出的减速度进行制动，属于闭环控制，这就从根本上改善了提升机的制动性能，同时液压控制系统可兼容恒力矩二级制动的性能。
矿井提升机液压制动系统
本研究仅针对矿井提升机液压制动系统进行了理论分析和模拟仿真，尚未进行实际现场试验验证。
对制动系统中的摩擦磨损和液压控制元件的可靠性研究不够充分。
需要进一步研究矿井提升机液压制动系统的能效问题，提高制动系统的能源利用效率。
矿井提升机液压制动系统的发展趋势和前景
未来矿井提升机液压制动系统将朝着更加高效、安全、稳定的方向发展。
解决方法
实验和现场应用中遇到的问题及解决方法
07
结数匹配，可实现高效、安全、稳定的制动。
采用先进的液压控制技术，制动系统对负载的适应性较强，可满足不同工况下的制动需求。
矿井提升机液压制动系统具有较为理想的制动性能和稳定性。
研究不足之处和需要进一步研究的问题
组成和工作原理
在提升机正常运行时，液压泵处于工作状态，将液体压力传递到油缸中，使制动器处于松开状态；当需要减速或停止时，控制阀进行调整，液体压力传递到制动器中，使制动器处于制动状态；当需要安全制动时，传感器检测到异常情况并触发紧急制动器，液体压力迅速升高，使制动器迅速制动，避免事故的发生。
工作过程
液压泵站的设计
液压泵站的组成
根据系统需求选择定量泵或变量泵，并考虑其效率和噪声水平。
液压泵的选择
根据液压泵的功率需求，选择合适的电动机类型和功率。
电动机的选择
制动器的组成
制动器的类型
制动力的计算与调整
液压制动器的设计
油管的选择
根据液压油的特性和工作压力，选择合适的油管类型和规格。
油管路的组成
油管、接头、阀门等组成，要求连接可靠、流通顺畅。
效果分析方法
采用对比分析法，设定不同应用条件和应用场景，对比分析应用前后的效果，评估系统的性能提升和应用价值。
矿井提升系统的装备技术与展望
矿井提升系统装备技术与展望李玉瑾（中国煤炭科工集团北京华宇工程有限公司）矿井提升系统是由矿井提升机、电动机、天轮或导向轮、井架或井塔、提升容器、钢丝绳、装卸载设备及电气控制设备等提升设施组成的系统。
它担负着矿井煤炭，矸石，人员，各种材料和设备的提升和运送任务。
矿井提升系统是周期动作式的输送设备，需要频繁地正、反转和频繁地起动、运行和停车，工作条件苛刻。
多年来国内提升系统的各类安全事故（如断绳、过卷蹾罐、卡罐、溜罐跑车、滑绳）时有发生。
例如，某矿主井箕斗提升，在提升终了电动机断电后，出现液压站不回油而发生跑车事故，造成了严重的摔箕斗事故，使提升系统和设备遭受严重损坏，影响矿井生产几个月，直接经济损失上千万元，间接经济损失几亿元。
某矿副井罐笼提升，在提升机检修后出现坠罐事故，罐笼内十几人全部死亡。
提升系统的每次重大事故都是毁灭性的，损失惨重，有的造成人员伤亡，严重影响矿井安全生产。
近十年来随着矿井产生规模增大、开采深度增加和提升系统安全可靠性的提高，矿井提升设备得到飞速发展，各种新技术得到广泛使用，提升系统装备水平已达到国际先进水平。
副立井提升从轨道运输、轨道和无轨并存运输，发展到全无轨运输。
神华亿利黄玉川煤矿在国内副立井提升系统首次采用大罐笼、全无轨立井运输系统，解决了长期以来立井大型设备必须采用轨道换装的问题，开发了全无轨运输设备，优化了系统环节，提高了生产效率。
随着矿井生产规模的增加，主井提升箕斗容量不断增大，葫芦素、门克庆和红庆梁的主井箕斗已达50t，并且为双套提升，立井箕斗提升能力可达1500万吨/年。
提升安全保护技术也得到大力发展，如锁罐技术、过卷过放缓冲技术、零速制动技术等，箕斗提升自动化水平不断提高，许多矿井的主井提升已实现无人值守运行。
根据多年的设计、理论研究和现场实践经验，本人完成了两本论著：“多绳摩擦提升系统动力学研究与工程设计”，“矿井提升系统基础理论”。
联合太原理工大学、中信重型机械公司等八个单位，完成了科研项目“矿井提升系统安全运行关键技术与装备”，并获得2013年度山西省科技进步一等奖。
简述矿井提升机的现状与发展趋势
简述矿井提升机的现状与发展趋势摘要：矿井提升机有时也叫矿井电梯，它是一种特殊形式的电梯，也可以看作是一种简易升降机。
在矿井输送人和物的工程中，矿井提升机是非常重要的输送工具。
矿井，特别是井下条件和工作环境与地面上相比，比较恶劣，因此必须保证矿井提升机的安全，必须认真了解和掌握它的结构、工作特性及设计方法等一系列问题。
关键词：井巷提升、提升机、发展研究1.矿井提升类型矿井提升类型简单可以分两种提升模式，一是立井提升、二是斜井提升。
1.1立井提升：立井双箕斗提升系统（图1），采用箕斗作为提升容器，一个箕斗在井底煤仓自动装载后，被提升到地面卸载；另一箕斗由地面下降到井下煤仓处装煤。
提升机用缠绕卷筒式或多绳摩擦轮式，后者发展很快，其布置方式有井塔式和落地式。
这种提升系统主要用作大、中型矿井的主井提升。
立井双罐笼提升系统采用罐笼作为提升容器，主要用作大、中型矿井的副井提升，提升废石、矸石、人员、材料和设备。
1.2斜井提升：斜井箕斗提升系统工作过程与立井箕斗提升相同，用于产量较大或井筒倾角大于25°的斜井提升。
斜井罐笼提升系统，现很少使用。
斜井串车提升系统矿车作为提升容器，有单钩和双钩提升之分。
但须有防跑车装置，防止跑车事故。
这种系统投资小，基建快，多用于产量较小的斜井。
斜井人车提升系统根据安全规定，人员上下的主要倾斜井巷,垂深超过50m，应装设机械运送人员的设备。
斜井人车，就是这种设备之一。
这种系统须有可靠的断绳防坠器和安全信号。
2.国外发达国家提升机发展现状2.1晶闸管一电动机(SCR—D)直流低速直联拖动系统部分发达国家原有的交流提升机已基本上被晶闸管一电动机（以下简称SCR—D)系统所取代。
如德国、瑞典等国家已有90％以上采用直流提升机，传动系统大都采用低速直联式(省去减速机)，使系统大为简化。
如AEG公司采用低速直联的SCI—D系统，电机功率3000kW，额定转速55.8r/min，滚筒直径6.5m，提人速度17m/s，提物速度20m/s，提升高度1200m，具有完善的保护系统；采用磁场反并联，有平波电抗器及卧式深度发送装置：采用积分给定与行程给定相结合的双重给定信号；主回路采用两组三相桥组成12脉动顺抗整流，大大提高了功率因数。
矿井提升机制动盘的技术改造
表 １ 端面跳动量表
＝
１ ６ ｍｌ ． ｎｏ
的数值 为负值 ， 烤制制动盘的右侧 根部 ， 温度控制在４０ Ｃ一 ０。 ６ ０ Ｃ 间， ０。之 烤制的时间依制动盘的厚度和偏摆量 而定 ， 偏摆 量越大 ， 累计烤制时间越长。烤制需多次 ， 每次时间 ４３ｍ ｎ ｉ， 待冷却 到室 温后 ， 再次进 行测量 ， 据测量值 确定烤 制的时 根 间， 直至满足要求。 烤 制调 整方 法简单 ， 行之有效 ， 但要求操 作的经验 丰富、
一
期改扩建工程 ，９３年基本完成 ， １８ 生产能力达到 ６ ０万 ａ ；
１８ ９５年进行二期改扩建工程 ，９２年达产 １０万 Ｗａ １９ ２ 。
２ 副 井的提升机及其存在 的问题 副井提 升机 采 用 洛 阳矿 山机 器 厂 于 １７ ９４年 制 造 的 Ｘ Ｔ ３×１５ ．１５型矿井提升机 ， Ｋ ２× ． Ｂ １． 滚筒直径 ３ｍ， 电动机
为 Ｊ Ｑ ５ ２１ ， Ｒ １ １．０型 功率 ４０ ｋ 单机 驱动 。液 压站 原配 置 ８ Ｗ， Ｂ ５ Ａ型液压站 ， 机运行 ， １９ 单 维修 不方便 且没有应 急备用 装
置 ， 已改造为 Ｔ －３ 现 Ｅ１０型液压站 。
图 １ 测量闸端面跳动值示意图
１４一制动器闸瓦； ， ２一制动盘 ； ３一百分表
（ ）测量 闸间隙。在制动 盘上均 布 ２ ２ ０个点 ， 找出闸 先
１ 概 况
大同煤 矿集 团的青磁窑煤 矿始 于 １５ ９７年 ， 在井 田东 南
端 面跳动 的最大值 ， 并作好标记 ， 图 １ 如 所示。
边缘开有一对斜井 ，９ ３年转为正式 生产矿井 ， １６ 生产 能力为
１ ５万 Ｗａ １６ ；９ ８年 １ Ｏ月另开一 竖井 （ 罐笼井 ） 直径 ６ ｍ， ， 井 深 ２４ ５ｍ，９ ９年达产 ， ３ ． １７ 生产能力为 ４ ５万 Ｗａ １８ ；９ ０年进行
矿井提升机液压制动系统
一、 概述
1、 提升机组成
天轮 制动系统 主轴装置
电控系统
一、 概述
多绳摩擦
单绳缠绕
一、 概述
3、 按工作压力划分 液 压 按工作功能划分 站 的 按延时方式划分 分 类
按结构形式划分
中低压液压站（TE130、TE131、TE160、TE161）
中高压液压站（TE150、TE151、E138、E149A） 恒力矩（二级制动）液压站
E141A
中高压 恒减速 液压站
常见液压制动系统
E141A
中高压 恒减速 液压站
二、常见液压制动系统的简介 1、中低压液压站（TE13*)
二、常见液压制动系统的简介
TE130
TE131
TE132
二、常见液压制动系统的简介
典型液压系统特性（JB/T3277-2004）
二、常见液压制动系统的简介
二、常见液压制动系统的简介
• 制动防滑性能好 • 故障率低 • 回路简单 • 采用进口元器件 • 调试容易
• 抗污染能力强 • 维护工作量小 • 外形美观 • 可靠性高
二、常见液压制动系统的简介
绿
黄
色
色
为
为
速
速
度
度
给
实
定
测
曲
曲
线
线
基本说明
蓝色—测速机实测速度曲线 黄色—速度给定速度 红色—油压调整曲线 绿色—安全回路
恒减速液压站（E141A、E142A、DE143） 电气延时液压站
液压延时液压站 单机双泵单站 单机单泵双站 单机双泵双阀组单站
一、 概述
4、 液压制动系统的作用
(1) 静制动力矩 (2) 安全制动 (3) 调绳
矿井提升机电控系统的现状与发展趋势
矿井提升机电控系统的现状与发展趋势0 引言矿井提升机又称为矿井卷扬机。
作为井上与井下的唯一输送通道，矿井提升机承担着人员、物料、设备和煤炭等的运输任务。
矿井提升机属往复运动的大型生产机械，它具有自身惯性大、载荷能力强，载荷及其变化也大、载荷性质属位能性负载、运行速度快、调速范围广等一系列的优点，矿井提升机运行的状况，关系着矿井的正常生产，而且还影响着矿井的设备安全和矿工的人身安全。
由于矿井提升机的生产工艺和安全性的要求越来越高，其机械制造技术和电气控制技术也就成为各国机械制造界和电气传动界的一个重要的研究课题。
随着高产高效矿井的迅速发展，更有利的促进了矿井提升机朝着大容量、大功率、高效率、高安全性、高可靠性、全数字化及综合自动化的方向深入发展。
1 矿井提升机控制系统的发展现状根据提升机对电控系统的要求，提升机的电气可分为直流传动和交流传动两大类。
直接传动即对直流电动机的速度控制。
直流电动机由于具有良好的调速特性、宽广的调速范围和易于实现四象限运行等优点，很适合在需要调速和频繁正反转的矿井提升机中作拖到应用。
随着电力技术的发展，特别是晶闸管的出现，对要求较高、容量较大或多水平开采的矿井，其提升机几乎都采用了晶闸管交流装置供电的直流电传动系统（V-M系统）。
但是直流电动机需要设置机械换向器和电刷，不仅需要经常维护，影响运行可靠性、而且电刷容易产生火花，限制了使用场所，特别是由于存在换向问题，难以制造出大容量、高转速、高电压的直流电动机来，使得目前3 000r/min左右的高速直流电动机，最大容量只能达到400kW～500kW；低速直流电动机只能做到两三千千瓦，已经越来越难适应现代矿井提升机向着高速大容量化发展的需要。
交流传动即对交流电动机的速度控制。
交流电机，尤其是笼型异步电动机，由于结构简单、制造方便、造价低廉、坚固耐用、无需维修、运行可靠，更可用于恶劣的环境之中，特别是能做成高速大容量，更适应在高速大容量的矿井提升机中作拖动应用。
矿井提升机控制技术发展简介
缺点是起 动和减速运行特性会 出现阶梯跳跃 ， 不仅对机械和
元件触发脉冲的相位而改变直流输 出电压平均值 ， 从而达到 控制电机速度的 目的， 并设置正反组桥实现电机正反转 。现
国内对 Ｓ Ｒ Ｄ矿井 提 升 机直 流 电力 拖 动 系 统 采 用 全 数 字 调 Ｃ —
节 系统 进行 控 制 ， 性 能 和 提升 效 果 可 与 国外 先 进 厂 家 的 产 其
・
１８ ０・
煤
矿
机 电
２１ 年第 ２ ０１ 期
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文 章 编号 ： ０ — ８ ４ ２ １ ）２— １８ ３ １ １ ０７ （０ １０ ００ —０ ０
矿井 提升 机控制 技术发展 简介
刘 国峰
（ 滦 （ 团 ） 司 蔚 州矿 业 公 司 ， 北 张家 口 ０ ５０ ） 开 集 公 河 ７７０
有效功率 ， 另一部 分是转差 功率 ＝ｓ ， Ｐ 与转差 率 ｓ 成正
比。 因此 ， 差 功 率 的 消 耗 或 者 回 收 ， 评 价 交 流 调 速 控 制 转 是
系统效率高低 的一种标准 ， 也是交流调速控制系统 的发展要
研 究 的 问题 。
（ ）金 属 电阻 调 速 １
传 统 的交 流 提 升机 控 制 一 般 是 由绕 线 异 步 电机 、 子 串 转
我国矿井提升机的现状及未来大型千米深井提升设备技术发展趋势
中信重工机械股份有限公司是国内矿井提升机设计、制造的主以国际先进水平为目标，不断优化机械、液压和电气控制系统成套电动机：国产和进口著名厂家各种型式优质电动机。
全部规格产品取得煤矿矿用产品安全标志证书全部规格产品取得煤矿矿用产品安全标志证书新型智能闸控系统速度行程电气传动实验室、过程与网络控制实验与NSK合作共建轴承实验室轴承实验室提升机盘形制动器及液压站试验台提升机井塔近年随着我国国民经济的飞速发展，我国对矿产资源的需求量大煤炭作为我国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的深井开采研究内容目前深井提升可能采用的提升机械为单绳缠绕式提升机（单筒和双国内现有的多绳摩擦式提升机标准一般不推荐在深度超过从机械设计角度考虑，影响我国深井提升机械发展的为提升高度同样的公称抗拉强度为1770MPa的6Q×19＋6V×21的40mm 升深度与提升载荷均远小于国外的安全规程。
等公司在十九世纪七八十年代就在缠绕式提升机上普遍采用了平目前国际上单次提升最高的提升机――南非的南深金矿采用在采用6.5的安全系数包括附加设备例如绳附加装置，目前国内常用提升容器的容器系数为1左右，根据资料，单次提升高度已达3000以6×丝绳为例直径40mm强度1570Mpa 破断力：理论高度：1667m强度1770Mpa 破断力：理论高度：1880m五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景 随着我国深井及超深井提升设备的生产及投入使用， 逐步暴露出目前在大型深井提升设备的设计及使用上 还有一些关键技术急需解决。
以我国可能出现2000米 深的矿井为例进行分析。
假设： 单台提升机年产量要达到100万吨/a，根据《煤矿工 业设计规范》， 提升高度：2000m 年工作日：300天 日工作小时数：14 提升不平衡系数：1.2 提升富裕系数：1.2 钢丝绳安全系数：6.5 常用经济速度为：13.42m/s五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景根据国内安全规程设计单绳缠绕式双筒提升机：卷筒直径 卷筒宽度 钢丝绳直径 提升高度 最大静张力 最大静张力差 提升速度 电机功率 9m 4.8m （约）110mm 2000m 135600kg合1329KN 1129KN 13.4m/s 16507KW五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景根据国内安全规程设计的多绳缠绕式提升机：卷筒直径 卷筒宽度 钢丝绳直径 提升高度 最大静张力 最大静张力差 提升速度 电机功率 6.5m 4.8m×2 （约）80mm 2000m 135600kg合1356KN 1156KN 13.4m/s 16507KW五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景显然在目前国内安全规程规定下，设计和制造提升高度达到2000米的 提升机面临巨大的困难。
我国矿井提升机的现状及未来大型千米深井提升设备技术发展趋势_(精)
需要。
关,确定符合我国国情的平行折线绳槽系统的参数,为我
南非Palaborwa mining company(PMC矿配置的6.2X4规格多绳摩擦式提升机,提升高度1279米,钢丝绳寿命1.5年。
轴装置形成一个夹角。
,单次提升高度已达3000
以6×
丝绳为例
直径40mm
强度1570Mpa破断力:
理论高度: 1667m
强度1770Mpa破断力:
理论高度: 1880m
五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景
随着我国深井及超深井提升设备的生产及投入使用,
五、我国深井提升机械在现有安全规程下的发展前景
根据国内安全规程设计单绳缠绕式双筒提升机:
七、超深井用提升机的结构要求与攻关目标主轴与卷筒的结构要求由于提升系统最大静张力及最大静张力差的增大，钢丝绳作用在提升机主轴上的拉力以及扭矩随之增大，因此必然要求超千米深井提升机具有结构更强的主轴。提升系统卷筒缠绕层数的增加，使得卷筒的缠绕系数比2层缠绕时要大1.6倍左右，伴随着提升系统最大静张力的增大与缠绕系数的增大，意味着钢丝绳在卷筒上会产生远大于现有结构的缠绕压力，这必然要求提升系统的卷筒有更高的刚度和强度。
六、我国提升机在超深井中的发展趋势根据国外安全规程设计的多绳缠绕式提升机参数表卷筒直径卷筒宽度钢丝绳直径提升高度最大静张力最大静张力差提升速度电机功率4m 2m 42mm 2000m 577KN 477KN 13.4m/s 2×3407KW
七、超深井用提升机的结构要求与攻关目标国内现有的提升机设计参数及机械结构并不能满足2000m超千米深井提升需要，未来如果要满足超千米深井提升需要在现有结构上要做出改变。超千米深井用5.5×2规格双筒提升机与我单位现有的2JK-5.5X2.3双筒提升机的系统参数对比：超千米深井双筒普通双筒提升机提升机直径卷筒宽度最大静张力最大静张力差5.5m 2m 577KN 477KN 5.5m 2.3m 450KN 180KN
矿井提升机智能电液制动控制系统(下)
水平。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
综上所述： ◆ 本项目经过十多年研究形成的矿井提升恒减速电液智能制动技术， 在全方位检测与智能控制、平稳制动效果等方面达到国际领先，可以有 效避免重大安全事故的发生，可以促进矿山装备的技术升级。 ◆ 本项目完成的成果，对矿山行业保障安全、提高效率、增加效益有 显著促进作用，从而保障了该领域的可持续发展。 ◆ 本项目完成的成果，解决了制约国家千米深井提升装备开发的技术 难题，对井工矿山行业的科技进步起到了极大的推动作用。 ◆ 本项目是我国自主研发的智能制动技术成果，打破了国外公司在该 领域的技术垄断，对促进民族工业的发展具有重要的意义。
1、采用先进的油缸后置盘型制动器 2、采用进口密封件； 3、采用进口碟形弹簧； 4、具有闸盘间隙、闸瓦磨损及弹簧疲劳检测监控功能 5、具有闸盘偏摆无接触监测功能； 6、采用进口管接头及管路； 7、采用优质无石棉闸瓦； 8、采用真空造型铸造技术、数控加工技术、镜面磨削技术等
5、产品主要特点（盘形制动器）
五、国内外同类先进技术的综合比 较
3、用户使用报告
用户评价：满足高端大型、特大型提 升使用要求，完全替代进口。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
4、产品检验报告
经国家矿山质量监督检验中心检验， 符合设计和标准要求。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
5、产品鉴定报告
系统整体达到国际先进水平，在
制动控制原理及方法上具有国际领先
传感器
安装于闸盘上，用于检测闸皮位移、闸 盘偏摆、闸盘温度以及制动器油压。
五、国内外同类先进技术的综合比 较
1、国内外同类产品技术性能比较
生产厂家 制动系统控制方式 闭环调节方式 系统控制物理量 满足防滑条件性能 系统响应速度 瑞典ABB 可控力矩制动控制 单向调节 制动力 差 慢 德国SIMAG 恒值闭环制动控 制 双向调节 制动减速度 好 较快 中信重工 恒值闭环制动控制 双向调节 制动减速度 好 快 综合评价 国际先进 国际先进 国际先进 国际先进 国际领先
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矿井提升机制动技术的发展
1 制动器的分类鼓式制动器是我国当前在矿井开采中应用较多的一种提升制动器，鼓式制动器在使用中的表现出的强大的安全性能被广大用户所认可，特别是在与液压系统和PLC相结合之后使鼓式制动器具有了较强的控制性能。
液压鼓式制动器作为传统制动器之一，它的特点是造价比较便宜，符合传统设计的特点，生产安全性能较高。
2 矿井提升机制动技术的要求和发展
矿井提升机的制动系统是所有提升设备中最重要、最复杂的系统，新型的制动系统是由制动器和传动机构组成的。
制动器是指直接作用于制动轮或者制动盘上，用来直接产生制动力的部分。
制动器按照结构可以分为盘式制动器和块式制动器[1] 。
传动机构是指控制和调节制动力的机构，新型的矿井提升机一般都采用的是油压盘式闸制动系统，这种系统控制性能较强，安全性能较高。
2.1提升机制动系统的要求
1）矿井提升机的制动系统除了装有制动装置之外，还装有定车装置，这两种装置的安装，可以在使用提升机进行制动的时候还可以一边对提升机进行定车；
2）矿井提升机的制动力矩不得小于提升机最大设计载荷所
需转矩的三倍，保证矿井提升机制动系统的正常运动；
3）在对提升机进行紧急制动的时候，提升机在提升重物的
时候，它的减速度必须小于5m/s2;在提升机下放重物的时候，它的减速度必须大于 1.5m/s2 ；
4）对于摩擦轮式的提升机来说，在提升机进行紧急制动的时候，它的减速度不能使钢丝绳在摩擦轮上产生滑动，否则会出现设备的不正常运行;
5）矿井提升机的紧急制动闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，因为这两种制动装置是经过多年的验证是当前矿井提升机的运用中相对比较安全的紧急制动设备;
6）当矿井的井筒倾角在三十度以下的时候，矿井提升机的制动力矩的倍数必须符合规定的要求。
2.2矿井提升机制动系统的发展
1）矿井提升机制动系统今后的发展方向是要保证提升机的制动按照给定的状态进行运动，并且要保证在矿井中需要的位置进行制动。
2）矿井提升机的制动系统要保证提升机在不正常的工作状态下，能采取紧急制动来保障操作人员和设备运行的安全。
3）制动设备在工作中的正常制动、设备出现状况时的紧急制动都可以用手动操作或自动操作来进行。
手动操作是由司机来操作的;自动操作紧急制动设备的保护装置由行程调节器进行
2.3制动器结构的发展要求多绳摩擦轮型提升机的制动器是靠挠性
体摩擦传动原理来实现制动的。
这种摩擦原理是利用制动器轮上的钢丝绳与驱动共同滚筒之间运动产生的摩擦力来实现提升机在矿井的井筒中来正常进行制动的，再加上这种制动方式是在制动时使用了多根钢丝绳来共同承担载荷的方式，这种承载方式使得提升机所使用的钢丝绳断绳的概率较小；多绳摩擦提升机的体积较小；提升的提升的高度较高，正是这几个优点的存在，所以这种制动方式得到了广泛的使用。
2.4矿井提升机的制动鼓的发展矿井提升机的制动鼓的基本要求：强度大、韧度高、刚度高、热容量大、能与摩擦材料之间相互的配合、摩擦系数要高。
根据提升机的制动鼓构造方式的不同可以分为铸造式和组合式两种。
铸造式制动鼓的制造材料选用的是灰铸铁，灰铸铁具有机械上的容易加工、耐磨性高、热容量大等很多的优点。
组合式制动鼓的圆柱部分是用铸铁铸出来的，腹部部分是用钢板冲压形成的；同时也可以在钢板冲压形成的制动鼓的内侧，镶装用离心浇铸的合金铸铁组合构成制动鼓；或者主体用铝合金进行铸成，内镶一层珠光体组成的灰铸铁作为工作面。
选用这两种方式制成的制动鼓的有一些共同特点：质量体积都比较小，作业面的耐磨性较强，摩擦系数较高。
在设计的时候需要根据制动器应用的场合，再考虑制作的成本问题，来选用合适的器材，
并且根据经验得出提升
机制动鼓壁厚为1mm。
2.5矿井提升机摩擦衬片制作的发展要求矿井提升机摩擦衬片的选
材需要满足下面的要求：
1）矿井提升机摩擦衬片的材料的摩擦系数稳定。
在温度、压力和工作速度发生较大的变化时，摩擦系数要尽可能的保持稳定；
2）矿井提升机摩擦衬片的材料的耐磨性要高，在选材的时候需要特别注意；
3）矿井提升机摩擦衬片的材料的压缩率和膨胀率必须要稳定。
压缩变形幅度太大会影响提升机制动的效果，会降低提升机制动的灵敏度；
4）矿井提升机在进行制动的时候要保护产生噪声较小，对环境产生的污染较小；
5）矿井提升机摩擦衬片的选材需用采用对人体无害的摩擦材料；
6）矿井提升机摩擦衬片的选材需要有较高的耐挤压强度和冲击强度，还必须要有足够的抗剪切能力。
3 结论当前我国的矿井开采已经开始转向矿井的中、深部进行开采。
由于矿开开采深度的加深，对我国矿井提升机制动技术提出了更高的要求。
矿井提升制动设备是矿井开采的关键设备，在矿井开采生产中占有非常重要的地位。
矿井提升机的制动技术的水平是矿井提升机安全运作的重要保证，关系着矿井开采技术人员的人身安全。