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【摘 要】 本文就煤矿提升系统中存在的设备的构成，对矿井中投入的设备以及其在矿井中的应用进行分析。
【关键词】 煤矿矿井；提升系统
一、引言
矿井提升系统包括全矿的材料、煤、人员及设备的重要工作的提升，在矿井生产中占有特别重要的地位。其转运的可靠性、安全性、经济性不仅影响整个矿山的生产，还涉及人员的生命安全。所以，要科学、合理的提升系统的设计，确保提升设备高效、安全、可靠地运行。
二、矿井提升系统的分类和组成
矿井提升系统主要由矿井电动机、提升机、电气控制系统、提升信号系统、提升容器、天轮、提升钢丝绳、井架、井筒装备及装卸载附属设备等构成。本章就主要从以下几个方面的构成来分析矿井提升系统。
（一）立井提升系统
立井提升系统可分为立井罐笼提升系统、立井箕斗系统、立井吊桶系统。以立井箕斗系统为例对其工作原理和工作过程进行简要说明，下图。煤炭通过矿车运到井底，卸入井底煤仓9内，然后再通过装载设备装入位于井底的箕斗4；同时位于井口的另一箕斗通过卸载曲轨5使其卸载闸门打开，将煤炭卸入井口煤仓6中，上下两个箕斗分别与两根钢丝绳7连接，两根钢丝绳绕过井架3上的天轮2后，以相反方向缠于提升机的卷筒1上，当提升机运转时，钢丝绳一上一下往返提升箕斗和下放箕斗，完成提升煤炭任务。
（二）斜井提升系统
开环控制在开环控制方式系统中可分为脚踏验绳方式、脚踏制动方式、低频爬行方式三种。踏板带动的自整脚机输出的信号在脚踏制动和脚踏验绳方式这两种开环控制方式下决定了变频器的输出电压大小，因此司机可以确定变频器需要输出的低频电压。低频制动完成并达到爬行点速度后形成低频爬行方式，低频爬行信号输入后，低频制动才能完成，一般首先预先设定变频器的低频电压输出。
（三）矿井提升机的设计
1.矿井提升机工作原理
每个设备都有其自己的内部原理，那么作为煤矿企业的咽喉设施的提升机，其工作原理是：矿下工作人员，在井下作业后，要将矿井下的煤运送到矿井上面，那么此时就要借助机器来实现，人力毕竟有限。运煤的车厢与火车相比其差异是高度跟体积方面的。煤车的体积跟高度都要小。因此在矿井的井II设置一台提升机，通过点击经减速器带动卷筒旋转，钢泛绳在卷筒上缠绕数周后挂上一列煤车车厢（单提升，多数煤矿都采用单提升），在电机的驱动卜将装满煤的列车从斜井拖上来；卸载完成后，再将空车在电机的拖动卜沿斜井放下去。当提升机需要停车时，从操作台发出停车指令，从而对卷筒进行抱闸制动。在矿井提升系统中，提升机是动力设备，是非常重要的组成部分。矿井提升机主要包括提升部分，润滑系统、机械传动系统、观测与操纵系统、拖动控制和自动保护系统以及制动系统等。
2. 提升机的交流调速方案
交流电动机的主要优点是结构较为简单，运行较为可靠，运行过程中的惯性较小，而且坚固耐用。因此，对于很多直流调速无法胜任的场合，交流电动机也能够运用自如，可以说，在电气传动领域中，交流调速占据着极为重要的位置。交流电机的调速方法主要包括变同步速调速以及变滑差调速等两大类。其中，最为有效的一种调速方式就是变频调速，它也是交流调速过程中最为理想的调速方案之一。变频调速的实际操作原理，是实际操作过程中，通过适当的变频装置，改变电网的原有固定频率，将其转换成为一种可调的频率，从而使电机能够实现较宽范围内的无级调速。主井提升控制系统采用交-直-交传动系统，是目前世界乃至国内大中型煤矿及其他非煤矿山采用的最先进的设备之一。
3.深度指示器
矿井提升机的一个必不可少的附属装置就是深度指示器。深度指示器可随时对提升容器在井筒的位置向绞车司机做出指示，经过实时监控后，对提升机的工况进行及时掌握；当容器靠近井口停车位置时，就能发出减速信号提示工作人员提前做好提升容器的接收工作，从而更好的保证提升容器的安全；打开装在深度指示器上的终端行程开关，在提升容器过卷时切断保护回路，实行安全制动，避免过放事故或过卷的发生，确保设备和人员的安全；通过限速装置在减速阶段对其进行限速保护。
4.制动系统
液压站和制动器组成矿井提升机制动系统。制动系统的作用主要包括几个方面：在正常工作状态下，在减速阶段就应该控制提升机速度；正常工作状态下，在停车阶段或提升终了的情况下，对提升机进行制动迫使其停车；在发生紧急事故或提升机工作不正常的情况下，迅速、及时地制动提升机使其停车。
5.电控系统
提升机电控系统由电动机正反转回路、信号指示回路、手动可调闸回路、故障开车回路、安全联锁保护回路等环节构成。PLC变频电控系统和普通电控系统是电控系统按控制方式分类的，PLC变频电控除完成绞车半自动、手动运行过程的逻辑操作外，高速计数器模块也是其操作的一个重要手段，编码器发出的脉冲信号的接受，可以很精密的做出计算并能够对罐笼（或矿车）所处位置及速度进行显示，而且据此可以提供可靠的软减速点及软过卷、过速保护。PLC变频控制技术的工作过程可以分为二个阶段：（1）输入采样阶段。PLC可以采取依次地读入所有输入状态和数据这种扫描方式，并存入相应的U0映象区中的存储单兀内。（2）程序执行阶段。在PLC用户程序执行阶段按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在对每一条梯形图进行扫描时，都是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在UO映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。（3）输出刷新阶段。PLC扫描完用户程序后会刷新所有的数据，然后经过输出电路驱动响应的外置设备，在这里就是驱动提升机卞电机做出相应的动作。
（四）变频器在煤矿矿井提升系统中应用
采用某公司的变频器，在副井（DCS600系列产品）及下井（ACS6000系列产品）提升机中取得了显著的效果。在高压切除后低频电源未投入前在进行提升机下行制动时，在重物牵引下自由滑行到一定的速度后，提升机的制动转矩随着低频电压投入而迅速加大。相同的，对提升机上行制动时也可以采用同样的方法达到相当的效果。其共同原理就提升机的制动能在低频电源投入后，完全按照预先设置的曲线运行，保证制动效果良好的实现。系统制动时间随着提升机上采用低频制动方式后减少，提高了提升机的运行效率，转爬行的平稳性随之得到改善，更好的提高了系统运行的安全性和可靠性。
（五）闭环控制方式
闭环控制方式在煤矿矿井提升系统低频制动阶段应用提升煤矿矿井系统。低频制动阶段变频器的模拟输入信号是高压电机的模拟速度信号，对低频电压输出信号以及反（或正）转信号进行闭合，从而断开其他信号。要生成高压电机低频制动时的速度曲线就必须要在低频电压输出信号闭合瞬间，将模拟电压输入信号的值折算为预先设置的曲线斜率和减速制动时间、高压电机，高压断开时的瞬间速度。在保持频率不变的情况下，根据生产的速度曲线和实际的速度反馈控制变频器的输出电压，从而达到良好的制动效果。
三、结语
矿井提升机作为矿山的大型固定设计之一，其中采煤生产过程中的重要环节就是矿井提升运输，也是联系地面与井下的纽带。由于矿井提升设备投资大、服务年限长、电耗多，所以必须采用经济合理的设计和使用矿井提升设备，目的是为了更好的提高生产的安全可靠性，降低矿石的成本。
参考文献：
[1]南衛国.浅谈煤矿矿井提升系统[J].能源与节能，2012，10：14-15.
[2]李辉.浅谈变频器在矿井提升系统中的应用[J].科技创新与应用，2012，29：75.
[3]李占芳.矿井提升系统振动特性及典型故障诊断研究[D].中国矿业大学，2008.
[4]陈建河.矿井提升系统动态特性研究[D].太原科技大学，2012.
【关键词】 煤矿矿井；提升系统
一、引言
矿井提升系统包括全矿的材料、煤、人员及设备的重要工作的提升，在矿井生产中占有特别重要的地位。其转运的可靠性、安全性、经济性不仅影响整个矿山的生产，还涉及人员的生命安全。所以，要科学、合理的提升系统的设计，确保提升设备高效、安全、可靠地运行。
二、矿井提升系统的分类和组成
矿井提升系统主要由矿井电动机、提升机、电气控制系统、提升信号系统、提升容器、天轮、提升钢丝绳、井架、井筒装备及装卸载附属设备等构成。本章就主要从以下几个方面的构成来分析矿井提升系统。
（一）立井提升系统
立井提升系统可分为立井罐笼提升系统、立井箕斗系统、立井吊桶系统。以立井箕斗系统为例对其工作原理和工作过程进行简要说明，下图。煤炭通过矿车运到井底，卸入井底煤仓9内，然后再通过装载设备装入位于井底的箕斗4；同时位于井口的另一箕斗通过卸载曲轨5使其卸载闸门打开，将煤炭卸入井口煤仓6中，上下两个箕斗分别与两根钢丝绳7连接，两根钢丝绳绕过井架3上的天轮2后，以相反方向缠于提升机的卷筒1上，当提升机运转时，钢丝绳一上一下往返提升箕斗和下放箕斗，完成提升煤炭任务。
（二）斜井提升系统
开环控制在开环控制方式系统中可分为脚踏验绳方式、脚踏制动方式、低频爬行方式三种。踏板带动的自整脚机输出的信号在脚踏制动和脚踏验绳方式这两种开环控制方式下决定了变频器的输出电压大小，因此司机可以确定变频器需要输出的低频电压。低频制动完成并达到爬行点速度后形成低频爬行方式，低频爬行信号输入后，低频制动才能完成，一般首先预先设定变频器的低频电压输出。
（三）矿井提升机的设计
1.矿井提升机工作原理
每个设备都有其自己的内部原理，那么作为煤矿企业的咽喉设施的提升机，其工作原理是：矿下工作人员，在井下作业后，要将矿井下的煤运送到矿井上面，那么此时就要借助机器来实现，人力毕竟有限。运煤的车厢与火车相比其差异是高度跟体积方面的。煤车的体积跟高度都要小。因此在矿井的井II设置一台提升机，通过点击经减速器带动卷筒旋转，钢泛绳在卷筒上缠绕数周后挂上一列煤车车厢（单提升，多数煤矿都采用单提升），在电机的驱动卜将装满煤的列车从斜井拖上来；卸载完成后，再将空车在电机的拖动卜沿斜井放下去。当提升机需要停车时，从操作台发出停车指令，从而对卷筒进行抱闸制动。在矿井提升系统中，提升机是动力设备，是非常重要的组成部分。矿井提升机主要包括提升部分，润滑系统、机械传动系统、观测与操纵系统、拖动控制和自动保护系统以及制动系统等。
2. 提升机的交流调速方案
交流电动机的主要优点是结构较为简单，运行较为可靠，运行过程中的惯性较小，而且坚固耐用。因此，对于很多直流调速无法胜任的场合，交流电动机也能够运用自如，可以说，在电气传动领域中，交流调速占据着极为重要的位置。交流电机的调速方法主要包括变同步速调速以及变滑差调速等两大类。其中，最为有效的一种调速方式就是变频调速，它也是交流调速过程中最为理想的调速方案之一。变频调速的实际操作原理，是实际操作过程中，通过适当的变频装置，改变电网的原有固定频率，将其转换成为一种可调的频率，从而使电机能够实现较宽范围内的无级调速。主井提升控制系统采用交-直-交传动系统，是目前世界乃至国内大中型煤矿及其他非煤矿山采用的最先进的设备之一。
3.深度指示器
矿井提升机的一个必不可少的附属装置就是深度指示器。深度指示器可随时对提升容器在井筒的位置向绞车司机做出指示，经过实时监控后，对提升机的工况进行及时掌握；当容器靠近井口停车位置时，就能发出减速信号提示工作人员提前做好提升容器的接收工作，从而更好的保证提升容器的安全；打开装在深度指示器上的终端行程开关，在提升容器过卷时切断保护回路，实行安全制动，避免过放事故或过卷的发生，确保设备和人员的安全；通过限速装置在减速阶段对其进行限速保护。
4.制动系统
液压站和制动器组成矿井提升机制动系统。制动系统的作用主要包括几个方面：在正常工作状态下，在减速阶段就应该控制提升机速度；正常工作状态下，在停车阶段或提升终了的情况下，对提升机进行制动迫使其停车；在发生紧急事故或提升机工作不正常的情况下，迅速、及时地制动提升机使其停车。
5.电控系统
提升机电控系统由电动机正反转回路、信号指示回路、手动可调闸回路、故障开车回路、安全联锁保护回路等环节构成。PLC变频电控系统和普通电控系统是电控系统按控制方式分类的，PLC变频电控除完成绞车半自动、手动运行过程的逻辑操作外，高速计数器模块也是其操作的一个重要手段，编码器发出的脉冲信号的接受，可以很精密的做出计算并能够对罐笼（或矿车）所处位置及速度进行显示，而且据此可以提供可靠的软减速点及软过卷、过速保护。PLC变频控制技术的工作过程可以分为二个阶段：（1）输入采样阶段。PLC可以采取依次地读入所有输入状态和数据这种扫描方式，并存入相应的U0映象区中的存储单兀内。（2）程序执行阶段。在PLC用户程序执行阶段按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在对每一条梯形图进行扫描时，都是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在UO映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。（3）输出刷新阶段。PLC扫描完用户程序后会刷新所有的数据，然后经过输出电路驱动响应的外置设备，在这里就是驱动提升机卞电机做出相应的动作。
（四）变频器在煤矿矿井提升系统中应用
采用某公司的变频器，在副井（DCS600系列产品）及下井（ACS6000系列产品）提升机中取得了显著的效果。在高压切除后低频电源未投入前在进行提升机下行制动时，在重物牵引下自由滑行到一定的速度后，提升机的制动转矩随着低频电压投入而迅速加大。相同的，对提升机上行制动时也可以采用同样的方法达到相当的效果。其共同原理就提升机的制动能在低频电源投入后，完全按照预先设置的曲线运行，保证制动效果良好的实现。系统制动时间随着提升机上采用低频制动方式后减少，提高了提升机的运行效率，转爬行的平稳性随之得到改善，更好的提高了系统运行的安全性和可靠性。
（五）闭环控制方式
闭环控制方式在煤矿矿井提升系统低频制动阶段应用提升煤矿矿井系统。低频制动阶段变频器的模拟输入信号是高压电机的模拟速度信号，对低频电压输出信号以及反（或正）转信号进行闭合，从而断开其他信号。要生成高压电机低频制动时的速度曲线就必须要在低频电压输出信号闭合瞬间，将模拟电压输入信号的值折算为预先设置的曲线斜率和减速制动时间、高压电机，高压断开时的瞬间速度。在保持频率不变的情况下，根据生产的速度曲线和实际的速度反馈控制变频器的输出电压，从而达到良好的制动效果。
三、结语
矿井提升机作为矿山的大型固定设计之一，其中采煤生产过程中的重要环节就是矿井提升运输，也是联系地面与井下的纽带。由于矿井提升设备投资大、服务年限长、电耗多，所以必须采用经济合理的设计和使用矿井提升设备，目的是为了更好的提高生产的安全可靠性，降低矿石的成本。
参考文献：
[1]南衛国.浅谈煤矿矿井提升系统[J].能源与节能，2012，10：14-15.
[2]李辉.浅谈变频器在矿井提升系统中的应用[J].科技创新与应用，2012，29：75.
[3]李占芳.矿井提升系统振动特性及典型故障诊断研究[D].中国矿业大学，2008.
[4]陈建河.矿井提升系统动态特性研究[D].太原科技大学，2012.