主井提升机房二层操作间的设计与应用.docx
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主井提升机房二层操作间的设计与应用.docx
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主井提升机房二层操作间的设计与应用
编号:
永煤公司城郊煤矿科技项目
申报书
项目名称:
主井提升机房二层操作间的设计与应用
申请单位:
机电科
项目负责人:
李新刚
申报时间:
2014年8月15日
表一、项目基本情况
项目概况
项目名称
主井提升机房二层操作间的设计与应用
成果形式(4)
1、论文论著2、研究报告3、新产品或农业新品种4、新设备5、新材料6、新工艺或方法7、软件8、其他
成果属于
(2)
1、个人自主完成2、单位完成无计划3、单位完成属矿计划4、单位完成属子公司计划
成果类别
(4)
1、应用技术开发2、推广成果3、软科学与管理创新4、技术革新
完成单位
机电科
协助单位
机电一队
完成班组
起止时间
2014年7月-2014年8月
主要完成人
李新刚、徐晓磊、刘正毅、侯尚武、马彦操、崔鑫
负责人
李新刚
联系电话
5195187
项目简介(主要研究内容,不超过150个汉字):
城郊煤矿主井提升系统2014年实施电控系统改造,在不动老系统的基础上增加一套矿大生产的电控系统、液压站(不含制动单元)、操作台。
在安装操作台、闸控柜及可编程控制柜时为满足整体布局合理,且对提升机司机操作有力的前提下我们设计安装了二层操作间,实施后不但改造中不影响老系统的正常提煤运行,还实现了整体布局合理,易于提升机司的机操作的效果。
表二、申请项目的依据和意义(说明国家产业技术政策,国内外相关领域技术发展水平和趋势)
城郊煤矿主井为立井提升,井筒深度为548.7m,提升设备机械部分整套引进德国SIEMAG公司,电气设备成套引进瑞典ABB公司,其它辅助设备采用国产设备。
提升机于2001年开始安装,2002年5月系统形成开始投入运转,系统主要由提升机、装卸载以及辅助系统、供电、通讯及监控等子系统组成,主要担负城郊煤矿井下原煤的提升及副井停运期间上、下人工作。
至2014年5月主井提升系统已运行12年,随着设备运行时间的增加,许多电控设备和部件都已趋于老化状态。
而国外公司关于此产品已经停产,所有备件皆无替代品,给矿井安全生产造成很大的隐患,故近期对其电控系统进行升级改造是势在必行的。
而同类产品国外产品是国内产品的2-3倍,通过多方位对比我们,我们计划对电控系统进行国产化改造。
2014年初开始进行电控系统改造,在不动老系统的基础上增加一套矿大生产的电控系统、液压站(不含制动单元)、操作台。
在安装新操作台、闸控柜、可编程控制柜时,我们遇到了以下问题:
(1)一层操作间可利用面积有限,将新老操作台和柜子均安装在一层会导致一层操作间设备拥挤,达不到质量标准化的要求;
(2)将新操作台及柜子安装在一层需要移动老操作台及重新布线,会至少影响主井3个班的正常提煤生产;
(3)新老操作台均安装一层会导致两个操作台均不能正对着提升机滚筒,给提升机司机操作时带来一定的安全隐患。
针对上述问题,我们设计安装了主井提升机房二层操作间。
表三、项目研究开发内容及目标(实施方案、技术关键、技术路线和技术经济指标等)
一、操作台及上位机简介:
操作台
操作台采用一体化结构(具体外形保证和ABB操作台一致),设有主令操作手柄、制动手柄,工作方式选择开关、控制方式选择开关、高压电源送电按钮、磁场送电按钮、变频控制按钮、安全复位按钮、紧停按钮、灯试验按钮、闸试验按钮、过卷旁通按钮等。
司机可操作操作台上的开关及按钮来控制提升机运行,并通过指示灯和显示仪表以及工业控制计算机及时了解提升机的运行状态及运行参数。
上位机
电控设备具有监控功能,具有提升信号显示、提升保护、故障自诊断、行程、速度图、开车准备状态,控制系统状态、高低压电源回路、主回路、安全回路等连续实时显示及报表打印功能,便于事故的预测和分析处理,保证提升机安全可靠的运行。
上位监控计算机采用高性能工控机(不低于研华2G内存/320G/光驱/鼠标/键盘等,配液晶彩显),并配置监控软件,完成以下功能:
(1)提升系统动静态画面生成。
(如提升过程动态、显示速度动态曲线、电枢电流动态曲线、提升容器位置动态显示、可调闸电流、制动力矩的动态显示等)。
(2)故障自检显示、报警,能显示和打印故障发生位置、时间、原因,故障解除时间等。
(3)各类报表生成(班报、日报、月报、年报)历史记录。
(4)具有与PLC通讯功能及矿井管理系统联网的功能,并能支持远程编程和远程诊断。
二、设计安装二层操作间。
1、在一层操作间的房顶安装二层操作间的底板:
在一层操作间的4个角利用混凝土浇筑4个底座,将4根3m长(一层操作间高度)的20#工字钢固定在浇筑的底座里,在一层操作间房顶利用10#工字钢焊接底板支撑梁,再在底板支撑梁上焊接一层2mm后的钢板作为二层操作间的底板。
2、在一层操作间南侧安装连接一层和二层的斜梯(如图1所示):
利用2根10#工字钢制作斜梁,利用5mm厚钢板制作楼梯踏板,用不锈钢管制作楼梯两侧扶手,制作好在一层与二层之间固定牢靠。
3、安装二层操作间防噪音玻璃(如2所示):
首先在二层操作间的东侧安装不锈钢玻璃框架,然后在框架上安装防噪音透明玻璃。
4、在二层操作间安装新系统操作台、上位机、闸控柜等设备:
将新系统的操作台及上位机安装在二层操作间东侧正对着提升机滚筒的位置(如图3所示),此位置提升机司机操作时正对着提升机滚筒,能清楚的观察到滚筒、提升钢丝绳已液压站,提高了操作时的安全系数。
将闸控柜和可编程控制柜安装在操作
台的右后方位置。
ABB厂家提供的闸控柜和唐山开诚集团提供的可编程控制柜组合到一起高2m,长3m,宽1.5m,操作台的右后方有足够的空间放置两台柜子。
操作间的南侧墙角安装一台立式空调用以给设备的正常运行和操作人员创造适宜的温度。
然后完成从井筒开关、提升机、电控柜到操作台、闸控柜、可编程控制柜的布线、接线,所有电缆均敷设在4根3m长的20#工在二层字钢槽里面,电缆敷设整齐美观。
5、对2层操作间进行整体亮化:
将二层操作间的底板上面铺上一层防静电木板,将4根立柱用PC板进行包裹,将楼梯进行防腐刷漆。
经过以上步骤即可完成主井提升机房二层操作间的安装,整体效果图如图4所示:
表四、实施本项目已具备的条件(说明已具备的试验手段、技术力量、管理水平、前期科研基础、中试后接产单位及专利获得等情况)
至2014年5月主井提升系统已运行12年,随着设备运行时间的增加,许多电控设备和部件都已趋于老化状态。
而国外公司关于此产品已经停产,所有备件皆无替代品,给矿井安全生产造成很大的隐患,故近期对其电控系统进行升级改造是势在必行的。
而同类产品国外产品是国内产品的2-3倍,通过多方位对比我们,我们计划对电控系统进行国产化改造。
2014年初开始进行电控系统改造,在不动老系统的基础上增加一套矿大生产的电控系统、液压站(不含制动单元)、操作台。
在安装新操作台、闸控柜、可编程控制柜时,我们遇到了以下问题:
1、一层操作间可利用面积有限,将新老操作台和柜子均安装在一层会导致一层操作间设备拥挤,达不到质量标准化的要求;
2、将新操作台及柜子安装在一层需要移动老操作台及重新布线,会至少影响主井3个班的正常提煤生产;
3、新老操作台均安装一层会导致两个操作台均不能正对着提升机滚筒,给提升机司机操作时带来一定的安全隐患。
针对上述问题,我们大胆设计,提前开会讨论研究、绘制图纸最后组织安装了主井提升机房二层操作间,达到了预期的效果。
表五、项目实施的经济、社会和环境效益,推广应用前景与措施
项目实施的经济、社会和环境效益
经济效益:
如果在一层操作间安装新系统的操作台、闸控柜及可编程控制柜等设备需要移动老操作台及重新布线,这样的施工任务至少影响主井提升系统3个班的正常提煤生产,按着每个班8小时,每小时提煤800t,每吨煤市场价500元计算的话,设计安装二层操作间可以创造的经济效益为:
8小时×3天×800吨×500元=9600000元=960万元。
社会效益:
设计安装二层操作间使提升机司机操作新老系统时均可以正对着提升机滚筒,避免了斜视滚筒,提高了操作的安全系数,同时将新老设备分布在两层操作间里使设备整体布局美观,达到提升机房质量标准化的要求。
环境效益:
此项目目前没有环境效益。
推广应用前景与措施
推广应用前景:
城郊煤矿目前拥有主井提升系统、副井提升系统、西风井提升系统三大立井提升系统,现只有主井完成了双操控系统的改造,副井、西风井提升系统改造时均可以采用二层操作间的设计和安装。
推广措施:
改造期间不能影响提升系统的正常运行,在房顶作业时要学习登高作业的安全注意事项,使用电焊、气割作业时严格按照操作规程操作。
表六、项目实施单位分工与计划进度
项目承担单位与主要协作单位分工:
项目承担单位:
机电科
协作单位:
机电一队
项目实施计划进度:
1、2014年6月初提出设计思路,开会讨论研究实施方案;
2、2014年6月末绘制图纸,并联系施工单位;
3、2014年7月开始进行二层操作间的安装施工;
4、2014年8月完成安装,操作台、柜子安装到位并完成接线。
主要技术文件目录及来源
()1、研究报告
(√)2、应用证明
()3、效益证明
()4、查新报告
表七、项目经费概算
项目经费概算
1、材料配件费:
二层操作间主要由工字钢立柱、工字钢横梁、铁板、楼梯、不锈钢玻璃框、防噪音玻璃等组成,材料费用共计1.2万元,
2、人工费:
加工安装二层操作间需要6名施工人员10天的工作量,按每人每天150元计算,人工费为:
150元×6人×10天=9000元。
需要增添的主要设备、仪器(名称、规格型号、数量)和材料:
1、工字钢:
20#,12m;
2、工字钢:
10#,20m;
3、玻璃框:
不锈钢方管,100m;
4、防噪音玻璃:
1.5m×1.5m,5块;
5、楼梯扶手:
不锈钢圆管,80m;
6、钢板:
2mm厚,30㎡;
7、钢板:
5mm厚,4㎡;
8、地板:
防静电木板,30㎡。
表八、主要参与人员名单
序号
姓名
性别
出生年月
技术职称
学 历
工作单位
对成果创造性贡献
1
李新刚
男
1984年6月
工程师
本科
城郊煤矿机电科
主设计人、组织施工
2
徐晓磊
男
1987年4月
助理工程师
本科
城郊煤矿机电一队
设计人、技术指导
3
刘正毅
男
1983年1月
工程师
本科
城郊煤矿机电科
设计人、技术指导
4
侯尚武
男
1975年6月
工程师
本科
城郊煤矿机电科
设计人、技术指导
5
马彦操
男
1975年11月
高级工程师
本科
城郊煤矿机关
技术指导
6
崔鑫
男
1972年6月
高级工程师
本科
城郊煤矿机关
技术指导
7
8
9
10
11
12
13
14
15
注:
主要研制人员一般不超过15人
表九、审查意见和知识产权归属
申报单位审查意见:
负责人:
(盖章)
年月日
科技部门审查意见:
负责人:
(盖章)
年月日
科技成果知识产权归属协议:
今同意本科技成果被城郊煤矿收购后其形成的所有知识产权属收购方所有。
科技成果出让方(签章):
科技成果收购方(签章):
年月日
表十、验收结论
验收结论
验收委员会主任:
年月日
表十一、验收意见
主持验收单位意见
(盖章)
年月日
组织验收单位意见
(盖章)
年月日
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