矿井提升机电控系统的现状与发展趋势
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。
2024年煤矿机电设备认识
2024年煤矿机电设备认识煤矿机电设备是指在煤矿进行矿山工作中所使用的各种机械和电气设备。
随着科技的不断进步和煤矿工作环境的改善，煤矿机电设备在过去几十年里发生了巨大的变化。
本文将从以下几个方面对2024年煤矿机电设备进行认识。
一、智能化发展随着人工智能技术的迅速发展，煤矿机电设备在2024年已经实现了智能化的转型。
传统的煤矿机电设备主要依靠人力操作，存在安全风险和效率低下的问题。
而近年来，煤矿机电设备开始引入自动化技术和智能控制系统，实现了设备的自动工作和远程控制。
例如，在井下巷道开掘过程中，采用了自动化装备和无人机技术，实现了对巷道进展的实时监测和数据分析。
这种智能化发展不仅提高了矿工的安全性，还大幅提升了煤矿的生产效率。
二、环保与节能在2024年，煤矿机电设备的环保和节能性能也得到了显著提升。
过去，煤矿机电设备的使用对环境产生了严重的污染，如煤尘、废气和废水等。
而现在，煤矿机电设备的设计和制造更加注重环保和节能。
首先，通过改进设计和运行模式，减少了废弃物的排放。
其次，利用更加高效的能源利用技术，减少了能源消耗和碳排放。
此外，煤矿机电设备还广泛应用了新型环保材料和清洁能源，降低了对环境的负荷。
这种环保与节能的发展趋势，为煤矿的可持续发展提供了重要保障。
三、安全性能提升煤矿是一个高风险的工作环境，因此煤矿机电设备的安全性能一直是关注的重点。
在2024年，煤矿机电设备的安全性能得到了显著提升。
首先，机电设备的结构和材料经过了全面改进，提高了抗震、防爆和耐磨性能。
其次，增强了设备的故障自诊断和自动停机功能，减少了事故的发生。
此外，新增加了安全检测和报警系统，及时预警和处理事故隐患。
通过这些改进措施，煤矿机电设备的安全性能大幅提升，有效地保障了矿工的生命财产安全。
四、数据化管理在2024年，煤矿机电设备的管理方式也发生了变革，趋向于数据化管理。
传统的煤矿机电设备管理多依靠经验和人工巡检，效率低下且容易遗漏。
论文12矿井提升机电控系统原理设计
矿井提升机电控系统原理设计摘要我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。
本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。
其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。
对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。
详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。
本文以TKD-NT 单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。
PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。
关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEMBASED ON MINE ELEVATORABSTRACTIn China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on.KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric controltechnology research目录前言 (1)第1章国内外矿井提升机发展概述 (2)§1.1国外矿井提升机现状 (2)§1.2我国矿井提升机电气控制系统的现状 (2)第2章提升机机械结构及工作原理 (4)§2.1机械结构 (4)§2.2工作原理 (5)第3章串电阻调速系统 (7)§3.1串电阻调速系统原理 (7)§3.2串电阻调速程序 (8)第4章提升机电控系统构成 (14)§4.1引言 (14)§4.2主回路 (15)§4.3测速回路 (16)§4.4安全回路 (16)§4.5控制回路 (18)§4.5.1 信号回路 (18)§4.5.2 电机正反转回路 (18)§4.5.3 制动回路 (19)§4.5.4 转子电阻控制回路 (19)§4.6监控系统 (20)§4.6.1 上位机 (20)§4.6.2 操作台 (21)第5章PLC 操作主控系统原理及应用 (22)§5.1PLC系统组成 (22)§5.2各单元基本特点 (22)第6章技术经济性分析 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)前言矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。
提升机技术现状分析报告
提升机技术现状分析报告概述提升机（Elevator）是一种将物品垂直运输的设备，广泛应用于建筑物、仓库、工厂等场所。
随着工业化和城市化的加速发展，提升机技术在各个行业中扮演着重要的角色。
本报告旨在对提升机技术的现状进行分析，并展望其未来的发展趋势。
技术现状分析1. 提升机的结构和原理提升机主要由电动机、钢丝绳、传动装置、导轨和控制系统等组成。
工作时，电动机通过传动装置带动钢丝绳升降货物，并依靠导轨使运动达到垂直方向。
控制系统用于控制提升机的启动、停止、运行方向等。
2. 现有技术的发展目前，提升机技术在以下几个方面得到了较大的改进和创新：a. 电动机和传动系统传统的提升机采用直流电动机和液压传动系统，存在能耗高、噪音大等问题。
而现代提升机普遍采用变频调速技术和交流无级调速技术，提高了运行平稳度，并有效降低了能源消耗和噪音。
b. 控制系统传统的提升机控制系统通常是基于电梯企业自行开发的硬件和软件，功能有限且不易扩展。
而现代提升机控制系统采用了更加开放的架构，可以与其他设备和系统进行互联和数据交互，实现智能化管理和综合控制。
c. 安全系统提升机的安全问题一直受到广泛关注。
传统的提升机安全系统主要依靠机械制动和限位开关等设备，存在灵敏度低、误判率高等问题。
而现代提升机安全系统引入了红外线、激光测距等技术，提高了安全性和准确性。
3. 应用领域提升机广泛应用于建筑物、仓库、工厂等场所，主要用于货物的垂直运输。
不同领域的提升机存在一些特殊要求和技术创新：a. 建筑行业在高层建筑中，提升机的速度和载重能力是关键指标。
现代的高速电梯已经实现了垂直运行速度的大幅提升，同时采用了轻质材料和新型传动技术，使得提升机更加安全可靠。
b. 仓库和物流行业在仓库和物流行业，提升机主要用于货物的储存和装卸。
现代的提升机普遍采用自动化技术和无人驾驶技术，提高了工作效率和准确性。
c. 工业行业在工业行业，提升机用于将原材料或成品从一处运输到另一处。
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。
我国煤矿掘进机电气控制的发展趋势_金江
使 掘进 机 电气控 制 系统 技 术含 里低 结 构 复 杂 元器 件 质量 差 无法 适 应煤 矿 井下 电压 波 动 范 围大 整 机 振
动 剧烈 操作 频繁 环 境 湿度 大 重载启 动等 掘进 机工 况条件 成 为煤矿 掘进 机故障发 生 率 较高 的环 节 阶段 掘进 机 电控 设计 处 于 初 级水 平 主要 是 实现 基本 的 控 制功 能
,
。
对振 动 冲击 潮湿 和 频 繁操
。
、
、
作适 应 能力 差 损 坏严 重
、
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。
接触 器 继 电器 和 保 护装 置等 对 电网 电压 波动 适应 能力差 严 重影 响掘进 机 的正 常 工作
, , ,
,
分 立 电 子 元 器件 组 成 的 保护 插 件 数 童 多 设 计水 平 低 元 器件 质 量 不稳 定 或 工 艺 处 理不 理 想 等 原
,
。
总
体水 平接 近 国 外 同类设 备 某 些方 面 已 达 到 国外 同类设 备 的 水平
,
。
电控 设备 的研 究 重 点 从单 纯 提 高 电控设
备可 靠性 发展 到提 高可 靠 性 和 应用 新技 术 丰富控 制功 能并 重
、
。
一 我 国 煤 矿 掘 进 机 电气 控 制 技 术 的 发 展
,
进 机 的信 息通 过有 线 或无 线 的通 信 网 络 与其 他设 备 进行 交 流 并 将信 息传 送 到矿 井监 控 和 管 理 系统
、
由于
,
掘进 机 具 有不 同 于 综 采 系统 运 输 系 统 的 工 作 方 式 和 特点 现有 有线 通信 网 络
故 障诊 断功 能 的 完善 和 丰富 完善 的故 障诊 断功 能将 是 电 控设 计 的重要 内容 随 着
基于PLC的矿井提升机控制系统设计
基于PLC的矿井提升机控制系统设计设计（论文）说明书1 前言1.1 提升机的发展过程及现状向矿井提升机是铁矿安全生产的关键设备之一，其作用是提升矿粉、升降人员和下放物料等，在整个铁矿生产中占有十分重要的地位。
矿井提升机安全、可靠、高效、准确地运行集中体现在其电气控制系统中，电控系统性能的优劣直接影响全矿的安全生产及矿工生命的安全。
现代矿井提升机的发展与现代电力传动及其控制技术的发展密切相关。
根据受控电动机类型的不同，矿井提升机可分为直流驱动提升机和交流驱动提升机两大类。
由于交流电动机有结构简单、紧凑、坚固、容量大、价格低廉、应用场合广泛和直接使用交流三相电源等优点，因而交流驱动提升机得到了广泛的应用。
在20世纪70年代前，矿井提升机大多采用交流驱动系统，但是由于其调速能力较差，很难适用于调速性能要求较高的场合。
直流电动机具有良好的启、制动性能，可在大范围内平滑调速，调速性能指标远优于交流电动机，因此在20世纪70年代后，随着大功率可控硅的使用、电子控制技术和装置的发展，直流驱动提升机逐渐在大中型铁矿中占据了主导地位。
随着电力电子器件、微电子控制技术和交流调速控制理论的发展，交流驱动逐渐获得了与直流驱动相同的控制特性，并在高性能交流驱动应用中获得了根本性的突破，成为大容量提升机的首选方案。
目前国内铁矿企业，井下提升机大多采用交流绕线式异步电动机转子串电阻的调速方案。
提升机电控系统经历了由继电器控制、分离元件控制、模拟电路控制到微电子(计算机)控制的发展历程，目前数字控制系统已广泛应用于提升机控制系统中。
采用数字控制技术后，提升机电控系统具有结构简单、控制精度高、系统功能开发简单等优点；特别是其具有智能化的信息采集、故障诊断和在线检测等功能，极大地提高了系统的可靠性，缩短了查找和排除故障的时间，降低了维护成本。
1设计（论文）说明书1.2 主要存在的问题虽然交流提升机在调速性能上获得了根本性的突破，成为大容量提升机的首选方案，但是由交流电动机的基本原理可知，由定子传入转子的电磁功率Pm可分为两部分：一部分是驱动负载的有效功率P＝(1-s)Pm；另一部分是转差功率P＝sPm，与转差率s成正比。
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。
2024年矿井提升机市场需求分析
2024年矿井提升机市场需求分析1. 引言矿井提升机是用于将矿石等物料从矿井底部提升至地面的重要设备。
随着全球矿业行业的发展和需求的增加，矿井提升机市场变得越来越重要。
本文将对矿井提升机市场的需求进行分析，以了解当前市场状况和未来的发展趋势。
2. 矿井提升机市场的规模和增长趋势根据市场调研数据，全球矿井提升机市场的规模在过去几年保持了稳定的增长。
这主要受益于不断增长的矿业需求和技术的不断进步。
根据预测，未来几年矿井提升机市场的规模将继续扩大。
3. 矿井提升机市场的主要驱动因素3.1 矿业行业的增长矿井提升机市场的需求与矿业行业的增长密切相关。
随着全球矿业行业的扩张，矿石的开采量和产量逐年增加，从而推动了提升机市场的需求。
特别是一些新兴市场国家，如中国、印度等，其矿业行业的快速发展进一步推动了矿井提升机市场的需求增长。
3.2 技术的创新和升级随着科学技术的不断进步，矿井提升机的技术也在不断创新和升级。
新一代的矿井提升机具有更高的安全性、更高的效率和更低的能耗。
这些技术创新吸引了众多矿业企业的关注，推动了市场需求的增长。
4. 矿井提升机市场的竞争状况矿井提升机市场是一个竞争激烈的市场。
全球范围内存在许多主要的矿井提升机制造商和供应商，它们在市场份额上展开激烈竞争。
在竞争中，品牌声誉、产品质量和服务等因素起着至关重要的作用。
同时，一些新兴市场国家的制造商也在不断崛起，进一步增加了市场竞争的激烈程度。
5. 矿井提升机市场的发展趋势5.1 自动化和智能化随着科技的进步，矿井提升机将越来越趋向自动化和智能化。
通过引入先进的传感器技术、自动控制系统和智能化算法，矿井提升机可以实现自动化的运行和监测，提高生产效率和安全性。
5.2 节能环保在能源短缺和环境保护意识的推动下，矿井提升机市场对节能环保产品的需求越来越高。
新一代的矿井提升机采用了先进的节能技术，如能量回收系统和变频调速技术，以减少能源消耗和环境污染。
5.3 多功能化为了满足不断变化的矿业需求，矿井提升机市场的发展趋势是向多功能化方向发展。
浅谈煤矿提升机电控系统的改造
流。由 于采用交流电机， 没有电刷间题. 提升
机容丘可 以大幅度增加， 例如南非帕拉波矿井 内装式提升机电机功率达6300kW, 我国东欢 佗、大雁、陈 四楼等矿均引进了内装式提升
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工 业 技 术
浅谈煤矿提升机 电控系统的改造
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采煤国的发展经验， 以及其它传统产业发展的
矿井提升机电控系统的发展
矿井提升机电控系统的发展张 娟(中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008)[摘 要]根据矿井提升机电力拖动技术的发展过程,介绍和分析了绕线型异步电动机交流拖动、发电机-电动机直流拖动、晶闸管整流装置供电的直流拖动和交-交变频器供电的交流拖动等四种拖动方式。
[关键词]矿井提升机;交流拖动;直流拖动0 引言矿井提升机是矿山企业的关键机电设备,对矿井的生产及安全起着非常重要的作用。
由于提升机的生产工艺要求比较高,所以它的电气传动及控制一直是各国电气传动界的一个重要研究领域。
本文根据矿井提升机电力拖动技术发展的过程,对各种拖动方式进行介绍和分析。
1 交流绕线型异步电动机拖动[1]是矿井提升机电力拖动发展的第一阶段,大体在20世纪50年代至60年代初,采用的是“异步电机+转子串电阻加速+高压接触器换向+动力制动(或低频拖动减速)+继电器控制”方式。
由于鼠笼型异步电动机很难满足提升机起动和调速性能的要求,因此,在这一阶段,矿井提升机多采用绕线型异步电动机进行拖动。
绕线型异步电动机转子回路串电阻后能限制起动电流和提高起动转矩,并能在一定范围内调速。
具有结构简单,坚固耐用,建筑面积小,维护方便,价格低廉,安装调试方便等优点。
缺点是启动阶段电能损耗较大,当用于要求频繁启动或不同运行速度的多水平提升机时,问题就更为突出,但用于单水平深井提升时,提升效率与用发电机组供电的直流拖动系统相当。
此外,由于靠切除转子回路电阻进行调速,所以系统的调速性能不好,调速范围小且为有级调速。
如果选用了动力制动、低频制动、可调机械闸、负荷测量、计量装载等辅助装置后,运行性能将会大有改进。
目前,在我国中小型矿山或中等深度以下的矿井中,还有一定的市场。
受交流开关容量的限制,单台交流拖动的电动机容量一般不大于1000kW,当功率超过1000kW而又选用这种拖动方式时,可利用2台绕线型异步电动机组成双机拖动系统。
与单机拖动系统相比,双机拖动系统有以下几个特点:(1)如果生产条件允许,2台电动机可分期安装。
2024年矿井提升机市场规模分析
2024年矿井提升机市场规模分析简介矿井提升机是矿山行业中常见的设备，用于将物料从地下运输到地面。
随着全球矿产需求的增长，矿井提升机市场也在不断扩大。
本文将对矿井提升机市场的规模进行分析，包括市场现状、发展趋势和影响因素等。
市场现状矿井提升机市场在过去几年呈现出稳步增长的态势。
这主要归因于矿产行业的发展和对高效安全运输设备的需求增加。
随着矿井深度的增加和矿产资源开采的加速，矿井提升机的需求量也在逐渐增加。
据市场研究公司的数据显示，全球矿井提升机市场规模在过去五年内年均增长率约为3%。
亚洲地区是全球最大的矿井提升机市场，占据了总市场份额的40%。
除亚洲外，北美和欧洲地区市场也在逐渐增长。
发展趋势1.技术升级：随着科技的不断进步，矿井提升机的技术也在不断升级。
高效的电动矿井提升机、自动化控制系统等新技术的应用将提高矿井提升机的运输效率和安全性。
2.环境保护要求：全球环境保护意识的增强，对矿井提升机的环保要求也在不断提高。
未来矿井提升机的设计将更加注重能源效率和废气排放控制。
3.小型矿井提升机的需求增加：由于矿山规模不断缩小和开采场地的限制，对小型矿井提升机的需求将逐渐增加。
4.自动化和智能化：矿井提升机的自动化程度将越来越高。
自动感知、自动识别和自动运输等技术的应用将成为矿井提升机发展的趋势。
影响因素1.矿产需求：全球矿产需求的增长将直接影响矿井提升机市场的规模。
随着新兴市场的快速发展，矿产需求将持续增加。
2.政策和法规：各国对矿井提升机市场的监管政策和法规将影响市场的发展。
政府的支持和鼓励政策将促进市场的增长。
3.经济环境：全球经济的增长对矿井提升机市场有直接影响。
经济衰退期间，市场需求将受到影响。
市场前景矿井提升机市场在未来几年内有望继续保持良好的增长态势。
全球矿产需求的增加、技术的进步以及环境保护要求的提高，将为市场提供巨大的潜力。
同时，新兴市场的崛起和政府的支持也将促进市场的发展。
总之，矿井提升机市场的规模将继续扩大，并在技术升级和环保要求的推动下实现更高的发展水平。
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。
矿井提升机控制系统的现状与理论基础
常见的电力变换种类
矿井大功率传动设备的发展趋势
4、电力电子的发展史 史前期（1957年以前）： 使用水银整流器（汞整流器），其性能和晶闸管类似
。这段时间，各种整流、逆变、周波变流的电路和理论已 经成熟并广泛应用。
晶闸管时代（1958～70年代）： 全控型器件时代（70年代后期）： 复合器件时代（80年代后期）：
矿井提升机控制系统的现状
二、矿井提升机速度图和力图
提升机分为罐笼（副井）提升和箕斗（主井）提升两 种，其速度图和力图有一定的差别，因为箕斗提升有曲轨 行程，因此加速时需要有两段加速，第一段加速到出曲轨 再进行第二段主加速，而罐笼提升没有这个问题。不论是 单绳提升还是多绳提升，其速度图和力图都是一样的，速 度图有三阶段或是多阶段，比较实用的是主井采取六阶段， 副井采取五阶段，下面给出一个六阶段的速度图和力图具 体说明。
柜
头
轴编码 器
轴编码 器
打印机
监视器 工控机
井筒开 关
操作台上放置
矿井大功率传动设备的现状
（5）可与其他系统联网，实现现代化管理。 基于数字调节的以上诸多优点，在我国矿井已逐渐代
替模拟调节，成为主流产品。下图给出一个矿井提升机全 数字直流调速的 示意图
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矿井大功率传动设备的发展趋势
一、变频技术在矿井大型设备中的应用 （一）、概述
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矿井提升机控制系统的现状
（2）能耗特别大，消耗在电阻上的电能特别客观。 （3）速度不能平滑调节，因而对机械系统的冲击非常，
缩短设备寿命。 （4）速度不易人为控制，存在着安全隐患。
虽然近来对这种方式做了改进，用PLC代替老式的继 电器控制，用可控硅代替接触器切换电阻，在故障率和维 护方面得到了不少改善，但本质的控制方式没有发生改变， 所以以上所阐述的缺点还是存在的。
矿井提升机电控系统的现状与发展趋势
电气传动系统根据系统要求 的不同 ， 总体上分
为交流传动与直流传动两类 ， 中交流传动有绕线 其 转子 异步 电动 机转 子 回路 串 电阻 调 速 系统 、 压 变 低
８ ３
路， 并满 足 容量要 求 。 １２４ 动态无 功补 偿 系统 ．． 近 年来 由于 矿 山加 大 了开 采力 度 ， 功 率 大 容 大 量 的矿井 提 升机控 制 系统 应 用 越 来 越 广泛 ， 升机 提
场总线构成现场 网络 ， 这样 ， 减少 了设 备之间 的连 线， 增加了系统的可靠性。同时为地面生产 调度系 统或全矿集 中控制 系统联 网通讯 提供 了必要的接
１ 矿 井提 升机 电控 系统 的发展现状
１ １ 矿 井提升 机 电控 系统 的范 围 ． 矿 井 提升 机 电控 系统 主要 包 括 配 电控 制 系统 、
自动化 控制 系统 、 电气传 动 系统三 大部 分 。 配 电 系统包括 动态 无功 补偿 Ｓ Ｃ或 Ｓ Ｇ、 低 Ｖ Ｖ 高 压 配 电（ 含各 种变 压器 ） 及综合 保 护系统 。 自动 化 控制 系 统包 括 闸控制 系统 、 字监 控 系 数
数 稳压器 。配 电装 置馈 出 回路 除满 足提 升机及 电控
统 等 ； 流传 动有发 电机 一电动机组 直流 调速 系统 、 直
晶闸管供 电直流调速系统等。
１２ 矿 井提 升机配 电系统 ． １２ １ 高压 配 电系统 ．．
高压配电系统采用单母线分段结线方式 ， 电 双
源进 线 。两 回电源 相 互 闭锁 ， 当一 段 电源故 障 时另
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
2024年矿井提升机市场发展现状
尽管面临一些挑战，但矿井提升机市场仍然有很大的发展潜力。随着技术的进步和市场需求的变化，矿井提升机将朝着更加智能化、高效化和安全化的方向发展。同时，新兴市场和发展中国家的矿业产量也在不断增加，将为市场的扩大提供新的机遇。
以上是对矿井提升机市场发展现状的介绍，总结了市场规模、竞争格局、技术趋势、市场驱动因素、市场挑战和市场前景。可以预见，在全球矿业产量的增长和技术进步的推动下，矿井提升机市场将继续保持快速发展势头。
5.
矿井提升机市场的发展受到多种因素的驱动。首先，全球矿产资源的需求不断增加，促使了矿业产量的增加，从而推动了矿井提升机市场的增长。其次，环境保护意识的提高促使矿业企业改善环境管理，采用更先进的矿井提升机设备。此外，政府的支持和资金投入也对市场的发展起到积极的推动作用。
6.
矿井提升机市场也面临一些挑战。首先，全球矿产资源的逐渐枯竭导致市场需求的下降，从而对市场小型矿企来说是一个负担。此外，矿井提升机设备的安全性也是一个重要的问题，需要不断进行技术改进和监管。
3.
矿井提升机市场竞争激烈，主要厂商包括ABB、西门子、山特维克、信测电气等。这些厂商通过技术创新和产品优化来提高市场份额。同时，全球范围内的小型和中小型矿井提升机制造商也在市场上扮演着重要角色。
4.
随着科技的不断进步，矿井提升机的技术也在不断改进。目前，自动化和智能化是矿井提升机的发展趋势。通过使用传感器、无人机和人工智能等技术，可以实现对矿井提升机的远程监控和操作，提高生产效率和安全性。
矿井提升机市场发展现状
1.
矿井提升机是矿业生产过程中必不可少的设备之一，用于将矿石、煤炭等物料从井下运输到地面。随着矿业产量的增加和技术的进步，矿井提升机市场也得到了快速的发展。本文将重点介绍矿井提升机市场的现状。
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整体而言，交流变频传动系统是矿井提升机传 动系统的主要发展方向，但在中等功率范围内，V － M 直流传动系统由于其良好的性价比，仍有广泛的 应用空间。同时，随着中压四象限变频技术的发展 成熟，中压变频技术必将在矿井提升机上得到更多
矿井提升机电控系统作为矿山现场设备的控制
随着企业的发展，生产的规模不断扩大，每个矿 系统，随着数字化矿山建设的发展，必将实现无人
山的矿井提升机的数量持续增多，生产任务不断加 化、网络化、远程化、自动化的特点，为矿山的安全、
重，而劳动力资源却在自然减员，迫切要求矿山对多 高效生产，提供强大的技术基础，为数字化矿山的建
高压电源二次回路的连锁和控制接点，输入到 提升机自动化控制系统即 PLC 系统进行操作控制， 便于远程集中控制和监测。同时提供过载、过压、过 流报警节点。 1． 2． 2 变压器
采用干式环氧树脂浇注式变压器，其数量与容 量根据矿井提升机电气传动方案的不同而不同（ 见 表 1） 。
表 1 电气传动系统变压器配置数量
台提升机系统进行集中控制与管理，实现多台提升 设提供强大的物理基础。
机远程集中控制、机房无人值守，减少劳动力、增加 劳动效率，保 证 提 升 机 的 安 全 可 靠 运 行，对 矿 井 安 全、持续、高效生产，加快矿井生产系统的现代化进 程而言，将具有重要的实际意义与经济意义，是数字 化矿山的高级应用实例。
冯建民，等： 矿井提升机电控系统的现状与发展趋势
83
路，并满足容量要求。 1． 2． 4 动态无功补偿系统
近年来由于矿山加大了开采力度，大功率大容 量的矿井提升机控制系统应用越来越广泛，提升机 电控系统对电网的影响也越来越大，尤其是大功率 交交变频系统的广泛应用，要求对电网进行动态无 功补偿和谐波抑制，一般采用 SVC 或 SVG 动态无功 补偿系统。 1． 3 矿井提升机自动化控制系统
一般而言，具体的传动系统采用哪种方案，主要 是根据提升机容量要求，经过性价比较后决定，其大 概划分见表 2。
表 2 电气传动系统性能与应用情况
传动方案
电动机
调速性能
电网影响
功率范围 节能效果 如今状态
通用可回馈变频 380 /660 V 异步电动机 无级调速，回馈制动，过载能力弱
冲击小
0 － 500 kW 能耗小 应用广泛
1998．
［6］ ［7］
马小亮． 大功率交 － 交变频及矢量控制技术［M］． 北京： 机械 工业出版社，1996． 李志民，张遇杰． 同步电动机调速系统［M］． 北京： 机械工业
［8］
出版社，1996． B 费德查克，J A 萨斯． 福尔肯布里奇基德克里克矿井的集 中控制 及 矿 山 自 动 化［J］． Foreign Metal Mining Magazine， 1996，（ 10） ： 34 － 38．
1 矿井提升机电控系统的发展现状
1． 1 矿井提升机电控系统的范围 矿井提升机电控系统主要包括配电控制系统、
自动化控制系统、电气传动系统三大部分。 配电系统包括动态无功补偿 SVC 或 SVG、高低
压配电（ 含各种变压器） 及综合保护系统。 自动化控制系统包括闸控制系统、数字监控系
统、速度控制系统等工艺控制。 电气传动系统根据系统要求的不同，总体上分
我国在 1980 年代以前，提升机电气传动主要采 用绕线转子异步电动机转子串电阻交流调速系统， 少数则采用发电机—电动机组直流调速系统； 1980 年代以后，提升机电气传动主要是采用晶闸管直流 供电的直流调速系统； 近年来，提升机电气传动尤其 是 2000 kW 以上的主要采用交交变频调速系统和 交直交变频传动系统。
目前，该系统在金川集团有限公司龙首矿、三矿 区，中钢限公司龙首矿多台矿井提
系统
电动机
设备多，效率低
冲击很小
1000 ～ 2000 kW 能耗大
淘汰
V － M 直流调速 400 ～ 800 V 他励直流 无级调速，调速精度很高，过载能力强，
系统
电动机
分 6 脉动、12 脉动
冲击小
500 ～ 2000 kW 能耗小 广泛应用
交交变频调速 系统
1500 V 同步电机
无级调速，调速精度高，过载能力较强， 冲击大，需配置
矿井提升机自动化控制系统采用 PLC 控制器 为中心，结合外围的设备完成提升系统的各种工艺 控制，包括速度给定、行程控制、故障保护、闸控制、 信号控制等。控制和监控系统采用两套 PLC 和继 电器来完成提升工艺的控制及监控。上位机、主控 PLC、操作保护 PLC、主传动设备、信号系统通过现
场总线构成 现 场 网 络，这 样，减 少 了 设 备 之 间 的 连 线，增加了系统的可靠性。同时为地面生产调度系 统或全矿集中控制系统联网通讯提供了必要的接 口，以便于实现矿山的高度自动化。 1． 4 矿井提升机电气传动系统
摘 要： 针对矿井提升机电控系统的发展，分析了矿井提升机电控系统的组成和现状，提 出了矿井提升机电控系统传动方式多样化、控制模式网络化、监测智能化及无人值守的发 展方向，指出电控系统无人化、网络化、远程化、自动化是数字化矿山建设的重要基础。 关键词： 矿井提升机； 电气传动系统； 自动化控制； 智能化
参考文献：
［1］ 王清灵，龚幼民． 现代矿井提升机电控系统［M］． 北京： 机械
［2］ ［3］
工业出版社，1996． 卢 燕． 矿井提升机电力拖动与控制［M］． 北京： 冶金工业出 版社，2001． 天津电气传动研究所． 电气传动自动化技术手册（ 第 2 版）
［4］ ［5］
［M］． 北京： 机械工业出版社，2005． 陈伯时． 电力拖动自动控制系统（ 第 3 版） ［M］． 北京： 机械 工业出版社，2003． 陈伯时，陈敏逊． 交流调速系统［M］． 北京： 机械工业出版社，
矿井提升机作为井上井下的唯一输送通道，是 矿山的咽喉设备，其运行性能的好坏与优劣不仅直 接影响到矿山的生产效率，而且影响到矿山的生产 安全，同时它也是矿山机电自动、智能化发展水平的 显著标志，是数字化矿山建设的重要组成部分。
矿井提升机属往复运动的生产机械，且其负载 为位能型负载，其对电控系统要求比较高，所以它的 电气传动及控制一直是各国电气传动界的一个重要 研究领域。
3 笔者对矿井提升机电控系统的研发实践 与应用
笔者多年来一直从事矿井提升机电控系统的研 究与设计，设计过绕线型转子异步电动机转子回路 串电阻提升机电控系统、模拟板件 V － M 晶闸管供 电的提升机电控系统等。目前，笔者设计的矿井提 升机电控系统，主要包括通用低压变频系统、直流传 动系统、交交变频系统和交直交变频系统。随着数 字化矿山建设的发展，笔者也研究设计了矿井提升 机集中智能化控制系统。该系统主要分为 3 大部 分，即现场级的提升机智能化控制系统、管理级的提 升机集中管理系统以及集中工业电视视频监控系 统。系统主要由 3 大网络组成，即现场级 PROFIBUS 总线网络、管理层 INDUSTRIAL ETHERNET 网
1． 2． 3 低压配电系统 低压电源为 AC380 V /220 V 电源，采用单母线
运行方式，为全系统提供控制、操作电源。配置低压 电源柜，向电控系统、车房吊车、空调、冷却风机、液 压站、照明以及检修开关提供控制、操作电源。为防 止供电系统意外停电造成事故，增设大容量 UPS 电 源，保证控制电源安全、可靠，同时完成主机冷却风 机的工艺控制。井下低压电源为 AC380 V，中性点 不接地系统，电源引自井上低压控制电源系统中的 隔离变压器。计算机及 PLC 电源采用 集 隔 离、稳 压、滤波、整形、抗干扰和净化功能于一体的交流参 数稳压器。配电装置馈出回路除满足提升机及电控 设备以及主电机冷却风机本身所要的电源回路外， 根据设计具体要求，留有供用户使用的备用馈出回
转子回路切电阻
6 /10 kV 绕线转子异步 电动机
有级调速，需独立的制动系统，性能差
冲击大
0 ～ 1000 kW
能耗很大
淘汰，有遗 留系统
中压变频系统 6 /10 kV 异步电动机 无级调速，回馈制动，过载能力弱
冲击小
500 ～ 1000 kW 能耗小 发展方向
G － M 直流调速 400 ～ 800 V 他励直流 无级调速，调速精度很高，过载能力强，
为交流传动与直流传动两类，其中交流传动有绕线 转子异步电动机转子回路串电阻调速系统、低压变 频调速系统、交交变频调速系统、交直交变频调速系 统等； 直流传动有发电机 － 电动机组直流调速系统、 晶闸管供电直流调速系统等。 1． 2 矿井提升机配电系统 1． 2． 1 高压配电系统
高压配电系统采用单母线分段结线方式，双电 源进线。两回电源相互闭锁，当一段电源故障时另 一段 电 源 能 担 负 全 部 负 荷。高 压 系 统 一 般 采 用 KYN28 系列高压真空开关柜。
ISSN 1671 － 2900 CN 43 － 1347 / TD
采矿技术 第 11 卷 第 6 期 Mining Technology，Vol． 11，No． 6
2011 年 11 月 Nov． 2011
矿井提升机电控系统的现状与发展趋势
冯建民1 ，周雨松1 ，张紫薇2 ，王 博2 ，李 猛2
（ 1． 西安利雅得电气股份有限公司， 陕西 西安 710075； 2． 西部证券股份有限公司， 陕西 西安 710004）
89．
［11］ 周雨松，孙晓娟． 基于矢量控制的高压变频器在矿井通风机
改造中的应用［J］． 电气传动自动化，2010，（ 32） ： 48 － 50．