煤矿机电运输系统评估报告Word文件下载.docx
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定子整流变压器二次侧电压1000V,励磁整流变压器二次侧电压400V。
交交变频器采用6脉动,逻辑无环流可逆变流器,主要由三台电网自然换流,无环流可逆变流器组成,对应同步电机定子三相,每相连接成三相桥式电路。
采用西门子公司的SIMADYND全数字控制系统实现电机传动控制,以SIMADYND为基础的传动控制级,完成电机的调速控制,包括同步电机的矢量控制、电机的启停控制和电机保护。
采用数据通讯网实现综合控制,将SIMADYND设备与上位机PLC有机地连接起来实现高级控制和集中管理。
SIMADYND系统是一种可随意编程和设计的全数字模块化控制系统,它广泛应用于传动、供电和自动化系统,能进行高速动态信息处理以及对专门的控制系统进行调节和控制,尤其适合于开环和闭环实时控制系统。
在井口和井底装有楔形木罐道和防撞梁、防墩罐装置、箕斗定量装载装置。
在信号方面实现了皮带机、给煤机、液压称重定量装置、定量斗闸门的逻辑闭锁关系。
该系统于2006年4月安装完毕,经验收合格,于2006年5月投入使用。
1.1.1主井提升系统能力
(1)依据《煤矿生产能力核定与管理指南》中“主井、提升能力核定及计算方法”,相关规定和所涉及到的系数进行计算,具体过程及计算结果如下:
主井提升能力:
A=2×
(万t/a)
(2)参数选取
b—年工作日,取330天。
t—由于箕斗采用定量装载,提升机能够实现数控自动化运行,且滚筒直径大于4米,故每天提升时间t可取18小时。
Pm—箕斗设计装载32t,现场实测为32t,故每次提升煤炭量Pm取32t/次。
k—立井提升装满参数k取1。
k1—井下有缓冲煤仓,提升不均匀参数k1取1.1。
k2—提升能力富余参数k2取1.1。
T—主井绞车的运行速度为13m/s,经现场实测,主井南提升机一次循环时间124s/次,主井北提升机一次循环时间124s/次。
(3)计算结果
A南=
456(万t/a)
A北=
计算的主井提升系统生产能力为912万t/a。
(4)主井提升机设计提升速度16m/s,实际提升速度为13m/s,减速点位置设计和实际位置都位于卸载位以下120米处,箕斗在上下口的爬行段的设计距离为5米,实际为5米。
(5)核定能力
根据《煤矿生产能力核定标准》有关规定,主井提升系统能力核定为912万t/a,可以满足省经委下达的矿井生产能力
1.1.2主井提升系统安全装置
(1)提升机技术测定、探伤检查的周期
提升机从2006年5月投入使用,至2012年5月提升机技术测定周期为3年,2012年5月至2016年5月提升机技术测定周期为2年。
依据《皖煤安监技装【2011】141号》主井提升机探伤周期为2年,提升机探伤为滚筒及天轮大轴的探伤。
(2)提升机安全保护
①防止过卷装置:
主副钩箕斗在超过正常卸载位置时,对应的过卷井筒开关动作,电控系统跳安全回路。
提升机过卷距离为0.5m以内。
②防止过速装置:
当提升速度超过最大速度15%时,电控系统报电机超速故障。
③过负荷和欠压保护装置:
当提升机出现过负荷和电源电压过低时,S.D报传动跳闸。
④限速装置:
在箕斗即将达终端位置时有一个2m/s检查井筒开关。
此开关动作时如果此时速度超过2m/s,系统将报超速故障。
⑤深度指示器失效保护装置:
当箕斗实际深度与深度指示器标示的深度相差10米时,系统将报深度指示器失效。
⑥闸间隙保护装置:
当闸间隙超过规定值时,闸控系统报警,跳安全回路
⑦满仓保护装置:
卸载仓内煤位超过6米时,报卸载仓满,此时提升系统无法自动装煤和动车。
⑧减速功能保护装置:
当箕斗到达120M减速井筒开关处时,系统能示警并开始减速。
(3)井上缓冲托罐、井下防墩罐装置及过卷、过放距离:
南北车井上缓冲托罐装置为三森科技生产的GHT型缓冲托罐装置,过卷距离为12.8米。
南北车井下防墩罐装置为三森科技生产的NB型防墩罐装置,过放距离为8.89米。
(4)提升钢丝绳的滑绳保护:
提升机滚筒侧码盘显示的箕斗位置与天轮码盘相比较,当两者之间的差值大于5米时,系统将报滑绳故障。
(5)主绳、尾绳悬挂装置的探伤:
主绳及尾绳悬挂装置的探伤为钢丝绳新换前探伤和每两年探伤一次。
探伤内容为:
连接销轴、中板、楔形连接装置、夹板、换向器。
(6)井底张紧装置、井上缓冲器的检查:
井底防止墩罐装置和井上缓冲器的检查列为周检项目,检查钢丝绳、缓冲机构及框架锈蚀情况,适当进行涂油防腐。
(7)编制提升机应急预案和预案演练情况:
提升机应急预案有:
《主井绞车跳电事故应急预案》、《箕斗二次装煤、箕斗超载应急预案》、《主井保障运转应急预案》。
应急预案的演练每月进行一次模拟,参加人员均熟悉预案的要求的各项内容,并有演练记录存档备查。
1.1.3主井提升系统性能
依据《煤矿安全规程》、《完好标准》和《设备使用、维护说明书》的要求该系统于2006年4月安装完毕,经验收合格,5月投入使用。
安徽煤矿矿用安全产品检验中心于2010年1月和2012年1月对提升系统进行了安全检验和提升机探伤检验,检测结论为合格。
主井提升系统保护装置完善,设备运行、维护、检查、事故记录等技术档案齐全,每日检查和维护时间3小时。
1.1.4主井提升系统评估结论
根据《煤矿生产能力核定标准》有关规定,主井提升系统能力核定为912万t/a,满足省经委下达的矿井生产能力。
主提升系统存在的安全隐患和问题:
(1)XX矿主井提升系统采用定量装载,箕斗载重量32吨,提升最大速度13m/s,一次提升循环时间124秒,每天连续提升时间达21小时,因长时间高负荷运转,提升机电机定子线圈匝间出现松动,转子固定磁极的笼条处出现松动,长时间运行造成电机线圈绝缘降低。
(2)原有的提升机传动控制系统已较旧,现在已法做到相关备件。
(3)天轮轮毂辐条出现异常响声,且天轮轴承震动明显增大。
(4)由于提升速度较高,平衡尾绳磨损较为严重,挂绳1年半后出现纬线断裂。
针对安全隐患和问题采取的措施:
(1)2012年大修期间将提升机电机进行更换,使用更加稳定可靠耐用的电机。
(2)2012年大修期间将原有传动系统进行更换,保证系统的稳定可靠。
(3)2012年大修期间将异常的天轮进行更换,消除隐患。
(4)2012年大修期间及时将尾绳进行更换,保证安全提升。
1.2中央区副井提升系统
中央区副井提升方式为立井提升,提升容器装备1套双层四车双罐笼(窄罐)和双层四车宽罐笼带平衡锤。
钢结构井架,井筒装备采用200×
200×
10的方钢罐道。
副井承担矿井的提矸、提人、下料、下设备等辅助提升,副井为矿井进风井。
副井提升高度808.85m,井筒净直径8.4m。
提升容器装备一套1.5t双层四车双罐笼(窄罐),罐笼内净尺寸5430×
1200×
5450,罐笼自重17.5t,每罐乘人数64人;
一套1.5t双层四车单罐笼(宽罐)带平衡锤,罐笼内净尺寸5430×
2500×
5450,罐笼自重28t,平衡锤自重38t,宽罐乘人数124人。
提升机为落地式多绳摩擦式提升机JKMD-4×
4(Z)型1台(双罐)和JKMD-4.5×
4(Ⅰ)型1台(单罐),各配1台1700Kw直流电机。
采用直流控制,两台提升机最大设计提升速度均为10.5m/s,实际最大速度为7m/s。
JKMD-4×
4(Z)摩擦提升机最大静张力68T,最大静张力差18T,罐笼自重17.244T,主提升钢丝绳四根,直径均为40mm,型号为:
28TS(15/12/1)BR(9/3)+FC。
扁尾绳两根,结构为:
166×
26。
两个直径为4m的天轮布置在钢结构井架上,下天轮布置在标高为+29.5m的位置,上天轮布置在标高为+35.5m的位置。
JKMD-4.5×
4(Ⅰ)摩擦提升机最大静张力98T,最大静张力差34T,宽罐笼自重28.25T。
主提升钢丝绳四根,直径均为48mm,型号为:
196×
31。
两个直径为4.5m的天轮布置在钢结构井架上,下天轮布置在标高为+43m的位置,上天轮布置在标高为+50m的位置传动及电控控制方式:
副井两台提升机电气主回路均采用直流电动机拖动,主传动系统为西班牙英赫特安公司的SISTEAMC30模块化多处理器,该处理器使用简单,响应速度快,器件通用性强,软件功能丰富。
它主要完成以下功能:
速度和电流双闭环控制、产生主传动系统需要的触发脉冲、对大轴上的轴角编码器发出的脉冲进行计数、进行全行程控制、能进行故障监测和报警,有自测试、自诊断功能。
电枢回路由两套反并联晶闸管整流器直流供电,采用纯12脉动全数字控制,磁场回路为6脉动系统晶闸管整流器直流供电。
提升机的运行方式和过程控制:
提升机的运行方式和过程控制系统采用德国西门子公司生产的S7系列的S7-400可编程控制器,软件采用STEP7编程,能完成提升机系统的监视、跟踪校正、逻辑联锁、现场信号的采集与处理以及实现各种操作、控制方式。
两台提升机均采用瑞典ABB闸控系统,上下井口采用液压操车系统。
该提升系统于2005年7月安装完毕,经测试验收合格并投入使用。
1.2.1副井提升能力
(1)依据《煤矿生产能力核定与管理指南》中“主井、副井提升能力核定及计算方法”,相关规定和所涉及到的系数进行计算,具体过程及计算结果如下:
计算公式
副井提升能力=330×
3×
R—矿井出矸率R(矸石与产量的重量比)
根据矿井副井井口统计资料,2011年1~12月份共提升矸石217352车,折合提升矸石量58.68万吨,矿井全年原煤产量1177万吨,
计算矿井出矸率R为
217352×
2.7/11770000×
100%=4.986%。
M—吨煤用材料比重
根据矿井副井井口统计资料,2011年1~12月份共下放材料22857车,折合材料量4.57万吨,计算矿井吨煤用材料比重为0.38%。
经过现场实际测量,副井提矸、提升材料一次循环时间分别为:
TG—双罐提矸一次循环时间=325s/次;
TC—单罐提升矸石或矿车装一般材料一次循环时间TC=600s/次;
TQ—单罐下其他长材料、设备等特殊材料每次循环时间TQ=900s/次。
PG—每次提升矸石量。
每辆1.5t矿车装载矸石重2.7吨,一次提升4车矸石,每次提升矸石量为:
PG=2.7×
4=10.8(吨)
PC—每次提升材料重量考虑到工字钢、木材、土产材料比重不同,近似取2.5t/车,每次提升材料重PC=2.5×
4=10t/次。
D—下其它材料次数,根据年提升设备、大件量,取每班平均3次。
TR—每班人员上下井总时间。
矿井3个综采工作面采煤时,矿井三班下井工人总数为4812人,最大班下井工人数按4812×
40%=1924人计算。
经实测,副井工人每班下井时间为70min,计4200s因本矿工作面全部为综采工作面每班人员上下井总时间为4200×
1.8×
1.2=9072s
副井双罐系统提升能力为(只提升矸石和人员):
A=
=534.38(万t/a)
副井单罐系统提升能力为(材料、设备、人员和矸石):
=205.66(万t/a)
副井提升系统生产能力为:
534.38+205.66=740.04万t/a。
(4)副井单双罐提升机设计提升速度为10.5m/s,实际提升速度为7m/s,设计减速点位置为井口以下62米处和118米处(118米兼校正点),实际减速按10.5m/s米初速度设计速度减速。
所以,当罐笼经过减速点时,未立即减速,实际减速点为提升机按设计速度减速到7m/s后开始减速。
罐笼爬行段爬入距离为17米,爬出距离为7米。
单双罐静提升时间为213秒,两次装车时间为分别为49秒,平层对罐时间为14秒。
(5)副井交窑时间分析
副井目前日平均入井人数大约为4800人左右。
副井中班单、双罐13:
30开始交窑,15:
00地面人员入井结束,双罐恢复生产(双罐交窑时间为1.5小时),单罐继续带撇钩人员至17:
00。
副井夜班单、双罐21:
30开始交窑,地面人员入井结束,双罐23:
00恢复生产(交窑时间为1.5小时),单罐地面人员入井结束后,撇钩升井人员约在1:
00-1:
30交窑结束(单罐交窑时间为3.5-4小时)。
副井早班单罐5:
30开始交窑,双罐5:
40开始交窑,地面人员入井结束,双罐7:
10恢复生产(双罐交窑时间为1.5小时),单罐地面人员入井结束后,撇钩升井人员和大班入井人员升井11:
30交窑结束。
单双罐平均交窑时间70分钟。
(6)核定能力
根据《煤矿生产能力核定标准》的规定,副井提升系统生产能力核定为740万t/a。
满足省经委下达的矿井生产能力。
1.2.2副井提升系统安全装置
副井单双罐提升机从2005年12月投入使用,至2012年1月提升机技术测定周期为1年。
依据《皖煤安监技装【2011】141号》副井提升机探伤周期为2年,提升机探伤为滚筒及天轮大轴的探伤。
防止过卷装置:
主副钩罐笼在超过正常停车位置时,对应的过卷井筒开关动作和软件过卷动作,电控系统跳安全回路。
提升机软、硬件过卷距离为0.5m以内。
防止过速装置:
过负荷和欠压保护装置:
当提升机出现过负荷和电源电压过低时,传动跳闸。
限速装置:
在罐笼即将达终端位置(9m位置)时有一个2m/s检查井筒开关。
闸间隙保护装置:
当闸间隙超过规定值时,闸控系统报警,跳安全回路。
深度指示器失效保护装置:
当PLC深度深度指示器与C30深度指示器相差8米时,系统将报深度指示器失效。
减速功能保护装置:
当罐笼到达118m减速井筒开关处时,系统能示警并开始减速。
错向保护装置:
当绞车在停车位置时,司机将速度手柄向信号指示相反的方向推,系统报错向故障。
单双罐井上缓冲托罐装置为三森科技生产的GHT型缓冲托罐装置,过卷距离为5.92米。
单双罐井下防墩罐装置为三森科技生产的NB型防墩罐装置,过放距离分别为5.79米和5.68米。
(4)操车系统与信号系统之间的闭锁与联锁
①正常工作状态下(非检修期间),操车只允许使用自动和手动两种方式,不允许使用检修状态。
检修状态时相互动作没有闭锁,但信号与操车闭锁生效。
2提升模式为提人状态下,不能操作前阻、后阻、推车机。
3信号发出后,不能开安全门、落摇台、落前阻。
4罐笼不在停车位时,不能开安全门、落摇台、落前阻,无法进行正常操车。
5下井口不发点时,上井口不能发点,且上井口只能发与下井口相同的点,上、下井口必须同时发点才能动车,上、下井口的“信号停止”都可以消点。
⑥安全门不关闭、摇台未抬起、阻车器未关闭无法发出开车信号。
(5)提升钢丝绳的滑绳保护:
提升机滚筒侧码盘显示的罐笼位置与天轮码盘相比较,当两者之间的差值大于6米时,系统将报滑绳故障。
(6)主绳、尾绳悬挂装置的探伤:
(7)井底张紧装置、井上缓冲器的检查:
(8)编制提升机应急预案和预案演练情况:
《副井绞车跳电事故应急预案》、《副井单回路供电故障应急预案》,应急预案的演练每月进行一次模拟,参加人员均熟悉预案的要求的各项内容,并有演练记录存档备查。
1.2.3副井提升系统性能
副井提升系统采用的电控方式设有过卷、超速、过负荷、欠电压、限速、闸瓦磨损及闭锁、减速功能保护等安全保护功能。
采用软、硬件结合的方式,满足《煤矿安全规程》的要求和实际生产的需要,在上井口有缓冲托罐、、防撞梁和下井口防墩罐装置等。
在信号方面实现了与摇台、阻车器和安全门的闭锁。
系统环节完善,运转正常,系统中相关设备必配的保护设施齐全。
运行、维护、检查、事故记录等技术档案齐全,每日检查和维护时间3小时。
按照《煤矿安全规程》要求,由具备安全检验资质的安徽煤矿矿用安全产品检验中心于2012年1月对两台提升系统进行了安全检验和提升机关键部位探伤检验,检测结论为合格。
1.2.4副井提升系统评估结论
目前副井提升系统存在的问题有:
(1)副井井筒单双罐罐道及固定螺栓锈蚀情况比较严重。
(2)副井操车部分的下口进车侧3部摇台整体锈蚀比较严重,在打运液压支架等大件和矸石量比较大的情况下有安全隐患,下口部分阻车器由于长久使用,底座固定梁锈蚀严重。
(3)副井正常生产时,下口进车侧补车采用的小绞车牵引车辆,存在安全隐患。
(4)单罐电动机运行时有异常声音。
(5)单罐天轮运行时轮毂及轴承震动变大。
(1)副井井筒单双罐罐道需专业化队伍进行防腐处理,罐道螺栓由检修班正在逐步进行更换,但更换周期比较长。
(2)副井操车部分的下口进车侧3部摇台和下口部分阻车器底座已计划于2012年大修期间更换。
(3)副井下口进车侧需安装列式推车机,已计划于2012年停产大修时安装。
(4)单罐电动机运行时有异常声音,建议储备一台。
(5)单罐天轮运行时轮毂及轴承震动变大,建议储备一台。
1.3南区副井提升系统
南区副井提升方式为立井提升,提升容器装备1套双层四车双罐笼(窄罐)和双层四车宽罐笼带平衡锤。
钢结构井架,井筒装备采用200mm×
200mm的空心方形型钢制成。
南区副井提升高度815.77m,井筒净直径8.6m。
提升容器装备一套1.5t双层四车双罐笼(窄罐),罐笼内有效尺寸,上层:
5060×
1270×
2080,下层:
2930,罐笼自重19t,每罐乘人数33人;
一套1.5t双层四车单罐笼(宽罐)带平衡锤,罐笼内有效尺寸,上层:
2000×
2930罐笼自重27t,每罐乘人数53人。
提升机为落地式多绳摩擦式提升机JKMD-4.0×
4(Z)1台(单罐),分别配1台1700KW,型号为ZKTD250/56和1台2200KW,型号为ZKTD285/63直流电机。
采用直流控制,两台提升机最大设计提升速度均为11.5m/s,实际最大速度为5m/s。
1.3.1副井提升系统能力
计算公式为:
(2)参数选取:
R—矿井出矸率(矸石与产量的重量比)。
由于南区暂未投产,去年南区没有生产原煤,无法计算矿井出矸率,故取中央区计算结果,取R=4.98%。
M—吨煤用材料比重。
同上,取取中央区计算结果,取M=0.38%。
TG—双罐提矸一次循环时间。
TG=392s/次(其中每次提升净提升时间为302s,装卸车加调层总休止时间平均为90s)。
TC—单罐提升矸石或矿车装一般材料一次循环时间。
TC=482s/次(其中每次提升净提升时间为302s,装卸车加调层总休止时间平均为180s)。
TQ—单罐下其他长材料、设备等特殊材料每次循环时间。
TQ=960s/次(其中每次提升净提升时间为420s,装卸车总休止时间平均为540s)。
PC—每次提升材料重量考虑到工字钢、木材、土产材料比重不同,近似取2t/车,每次提升材料重PC=2×
4=8t/次。
D—下其它材料次数,根据年提升设备、大件量,取每班平均5次。
副井每班的交窑时间约为60分钟计3600s。
则每班人员上下井总时间为3600×
1.2=7776s
(3)提升能力计算:
A=
=507.67(万t/a)
副井单罐系统提升能力为(材料、设备、人员和部分矸石):
=200.47(万t/a)
507.67+200.47=708.14万t/a。
根据《煤矿生产能力核定标准》的规定,南区副井提升系统生产能力核定为708万t/a。
1.3.2副井提升系统安全装置
(1)提升机技术测定、探伤检查的周期与存在问题处理。
副井提升机按照《煤矿安全规程》要求定期做到提升系统性能测定、重要部件探伤及钢丝绳检验。
其中副井各项指标均达到标准。
副井单、双罐多绳摩擦式绞车每年由安徽煤矿矿用安全产品检验中心,进行一次安全性能测试。
提升机主轴、天轮轴每2年由安徽煤矿矿用安全产品检验中心,进行一次探伤。
对于首、尾绳悬挂装置在换绳时,需要进行一次探伤;
在换绳前,均对钢丝绳进行一次检验,经检验合格后,投入使用。
以上各种检验及探伤报告书均存入设备“一机一档”。
(2)提升机安全保护(含:
硬件、软件及传感器试验)。
副井提升机安全保护齐全,包括:
过卷保护、错向保护、超速保护、闸偏摆开关、减速点保护、2m/s限速保护、磁场绝缘、电枢绝缘监视、井筒开关绝缘监视、编码器失效保护、失磁保护、电枢过电流、液压站失去电压保护、信号与绞车闭锁、闸间隙保护、深度指示器失效保护。
副井提升机安全保护试验细则已形成制度分别上墙,每天对进风井提升机的安全保护试验,并留有记录。
各保护保护灵敏、可靠、安全。
(3)井上缓冲托罐、井下防墩罐装置及过卷、过放距离。
井上缓冲托罐及井下防墩罐装置齐全、完好、
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