杨永华

中煤第一建设有限公司第三十一工程处

深立井施工凿井绞车集控系统改进与应用

杨永华

中煤第一建设有限公司第三十一工程处

立井施工中模板、吊盘凿井绞车的集控系统，是凿井绞车运行的关键，操作人员通过操作集控系统，频繁起落升降模板、吊盘两凿井绞车，是掌握设备运行状态的“显示器”，也是确保模板平稳运行及吊盘上施工人员安全的保证，杜绝因设备的不完善、本质上不安全的设备给在现场的施工人员造成伤害，这一改进就实现了这一目的，截至目前，该技术在多个立井井筒施工中得到推广应用，为大直径、深立井的悬吊系统同步起落升降提供了较好的经验。

深立井；凿井绞车；集控系统；变频器；起落升降；改进

1 目前立井凿井绞车控制系统现状

凿井绞车是立井施工中的重要悬吊设施，主要用来悬吊井筒内施工所必须的吊盘、模板、压风管、动力电缆、风筒、供水管、排水管及安全梯等，凿井绞车集控系统是通过继电器互锁联动为实现多台凿井绞车同步运行的一项电气控制技术。在立井开凿中通常需要4台凿井绞车来悬吊吊盘，用3台凿井绞车悬吊金属液压模板。凿井施工过程中升降吊盘时，需要悬吊吊盘的钢丝绳和中心回转钢丝绳同时升降；下放或提升金属液压模板时，需要同时下放或提升悬吊钢丝绳。为了实现上述控制过程，在电气上采用了变频器和交流接触器互锁联动的开环控制系统，操作时由吊盘信号工、井口信号工在指挥员统一指挥下进行。所以凿井绞车集控系统运行的安全可靠性与否，直接影响到井下施工人员的生命和设备安全，集控系统的形成减少了操作时间、提高了安全，由未形成集控时的一人吹哨指挥，多人分别操作来对稳车进行控制，那时很多时候受操作人员人为因素影响较大而发生安全事故，到现在一人操作集控系统，不仅省工省力，而且减少了安全事故的发生可能性；但是目前立井凿井施工中使用的多台凿井绞车的集控系统，往往为节省成本，降低费用，把模板、吊盘两凿井绞车集控系统共用一个变频器，也就是人们常说的“一拖多”现象。在施工过程中，往往要求多台模板、吊盘凿井绞车同时或分别频繁启动、停止，集控系统两旋钮的误操作或旋钮不到位，往往导致施工中模板、吊盘凿井绞车起落升降误动作，模板、吊盘凿井绞车的不同步运行，给井下工作面施工人员带来重大安全隐患，甚至造成重大伤害的安全事故。

2 改进前模板、吊盘两凿井绞车集控系统使用中存在的缺陷

原来的模板凿井绞车与吊盘凿井绞车共用一个变频器起落升降，变频器下方通过接触器对模板、吊盘凿井绞车分别进行切换，只用了一个1SA两档旋转开关进行1KA接触器的通断切换来操作，模板凿井绞车选用1KM接触器的长闭点，吊盘凿井绞车只能选用同一个接触器的敞开点，若接触器出现故障后，本应需要吊盘凿井绞车起落时，由于接触器未吸合没有动作升降吊盘凿井绞车反而引起模板凿井绞车动作，开始升降，这不仅达不到起落升降吊盘的目的，还因吊盘歪斜给施工人员造成伤害，如改进前控制系统图。这种情况有较大的麻痹性，使操作人员不易发现，如果操作人员不能及时发现这种操作错误，轻则模板凿井绞车的天轮被拉坏拉脱，吊盘也会因为有的悬吊钢丝绳升降，有的悬吊钢丝绳不动作而出现吊盘摇晃、上下方向倾斜，重则悬吊模板凿井绞车的钢丝绳被拉断，给井上封口盘在操作的人员带来很大的安全隐患，并且模板凿井绞车钢丝绳在井筒内会出现与其他悬吊钢丝绳缠在一块、打卷等现象，重新修复安装费时费力还有很大的危险性，给施工带来很严重的后果；吊盘倾斜后，在吊盘上施工的操作人员、岗位人员及设备设施会坠入井底，造成施工人员、岗位人员的伤亡及设备设施的损坏。另外还因为吊盘凿井绞车主回路接触器因长时间处于通电状态，4KM接触器触点经常发生烧毁或接触不良的现象，频繁更换接触器、变频器，也造成不必要的经济损失和维修时间的增加。

3 现改进后模板、吊盘两凿井绞车集控系统使用中的优点

改进后，变频器下方通过接触器对模板、吊盘凿井绞车进行切换，改用了一个2SA三档旋转开关进行两个接触器的通、零、断三者的切换，模板、吊盘凿井绞车不需要起落升降操作时2SA开关打到零位，即使模板、吊盘凿井绞车都处于待操作状态；模板凿井绞车选用1KM接触器的常开点，主回路接触器线圈不通电，这样接触器就不易损坏。当控制线路出现故障后，主回路接触器线圈不通电，主回路不吸合投入工作，模板、吊盘凿井绞车控制台上的指示表就不显示电流值、电压值，操作人员在施工中通过系统显示器比较容易观察到电流值、电压值的波动变化，电流值、电压值超出凿井绞车正常范围之外，立即停止起落升降进行维修，避免安全事故的发生。

4 结束语

在立井施工中，集中控制系统改造的投入成本小，但意义重大；改造后的系统结构简单，容易安装调试，安全性能较好，维护量小，故障率低，安全系数高，有效避免施工过程中由于误操作出现模板、吊盘凿井绞车不同步运行给施工人员带来的个人人身伤害和单位经济损失，大大提高了同种稳车控制的同时性和不同种稳车控制的安全可靠性，提高了凿井速度和工效。通过改造后的集控系统，施工过程中既提高了工作面的安全，又加快了施工进度，重要的是有效的保证了模板、吊盘凿井绞车起落升降的安全。

[1]罗德刚,余波,张德强.凿井绞车集中控制在立井井筒施工中的应用[J].科技与企业,2013,（05）：144-145.

[2]张玉桂.PLC技术在凿井绞车群控制系统中的应用[J].科技风,2015,（04）：152+154.

[3]攸频.工程项目控制系统的协调及优化[D].河北工业大学, 2003

[4]王进杰.施工立井提升系统动态特性研究[D].中国矿业大学,2016.

[5]宗永宏.凿井绞车集中控制技术应用[J].能源技术与管理, 2014,（05）：177-178

杨永华，男，毕业于山东大学矿建专业，现任中煤一建三十一处派驻安监站长，矿建工程师，曾发表论文多篇。