CN108910646B - 一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法，所述升井方法使用到的设备有：两个天轮、提升机滚筒、盘型制动器、井口罐笼、配重矿车、罐道、井底罐笼、制动液压站、控制台、后备电源UPS、钢丝绳和平衡尾绳，所述制动液压站包括液压泵和比例调节阀，在罐道的入口设置有井口罐笼，在罐道的井底设置有井底罐笼，钢丝绳缠绕在提升机滚筒上，钢丝绳的一端绕过其中一个天轮与井口罐笼的顶端连接，钢丝绳的另一端绕过另一个天轮与井底罐笼的顶端连接，井口罐笼的底面和井底罐笼的底面之间由平衡尾绳连接；本发明操作方法简单、使用人手少、安全性强、易于推广，作为一种矿井救援的升井手段，可以创造巨大的社会、安全效益。

Description

一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法
技术领域
本发明涉及矿山救援、矿井提升机制动系统控制技术领域，具体涉及一种基于矿山提升机制动系统的井下人员应急升井方法。
背景技术
公知的，绝大部分矿山企业涉及井下人员作业，相当比例的矿井只设有立井，通过立井提升机来完成人员的上下，当提升机电控系统出现严重故障或全矿停电的紧急情况，无法快速恢复时，井下作业人员的安全就无法得到保障，需要尽快将大部分井下作业人员升井，并设法保持上下井畅通。当提升机电控系统出现严重故障时或全矿停电的紧急情况时，提升机制动系统的液压站上的油泵无法得电启动，电磁阀无法正常工作；由于矿井提升机主电机功率很大，柴油发电机组无法满足作为后备动力电源的需要，当前国内还没有在全矿断电后完善可行的应急提升方法。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于矿山提升机制动系统的井下人员应急升井方法。
为了实现上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法，所述升井方法使用到的设备有：两个天轮、提升机滚筒、盘型制动器、井口罐笼、配重矿车、罐道、井底罐笼、制动液压站、控制台、后备电源UPS、钢丝绳和平衡尾绳，所述制动液压站包括液压泵和比例调节阀，在罐道的入口设置有井口罐笼，在罐道的井底设置有井底罐笼，钢丝绳缠绕在提升机滚筒上，钢丝绳的一端绕过其中一个天轮与井口罐笼的顶端连接，钢丝绳的另一端绕过另一个天轮与井底罐笼的顶端连接，井口罐笼的底面和井底罐笼的底面之间由平衡尾绳连接；盘型制动器是用于制动提升机滚筒，制动液压站用于控制盘型制动器，控制台是用于控制制动液压站，后备电源UPS连接控制台以及制动液压站，给制动液压站和控制台供电；所述升井方法为：
第一步：当系统故障或全矿停电时，井口罐笼和井底罐笼处于平罐位置，即井口罐笼位于罐道的井口位置，井底罐笼位于罐道的井底位置，此时，让井底的待升井人员进入到井底罐笼中，地面人员将配重矿车推入到井口罐笼中；
第二步：将后备电源UPS投入使用，通过后备电源UPS使控制台保持通电，通过控制台启动制动液压站的液压泵，并通过控制台控制比例调节阀，来调节油压值的高低，从而调节盘型制动器的制动力的大小；
第三步：当盘型制动器的制动力调节至足够小时，由于载着配重矿车的井口罐笼的重量大于载着待升井人员的井底罐笼的重量，井口罐笼开始向下运动，而井底罐笼开始向上运动，在井口罐笼和井底罐笼的上下运动过程中，通过控制台控制比例调节阀来控制制动液压站的油压值，以调节盘型制动器的制动力的大小；当井底罐笼/井口罐笼的运动速度过高时，通过比例调节阀使油压降低以增加盘型制动器的制动力，进而使得提升机滚筒的转动速度降低；当井底罐笼/井口罐笼的运动速度过低时，通过比例调节阀使油压升高以减小盘型制动器的制动力，进而使得提升机滚筒的转动速度提升；
第四步：在罐道的井口处设置有接近开关，接近开关与控制台电连接，当载着待升井人员的井底罐笼上升到井口位置时，接近开关感应到井底罐笼所处位置后将停车信号发至控制台，控制台关闭制动液压站上的比例调节阀和液压泵，使油压值变成零，盘型制动器制动提升机滚筒，使提升机滚筒停止转动，此时井口罐笼和井底罐笼停止运动，使待升井人员迅速走出井底罐笼，载着配重矿车的井口罐笼位于井底停车位，井底人员手动将井口罐笼的安全门打开，落下摇台，并将配重矿车从井口罐笼中推出，用于井底生产；此时井口罐笼和井底罐笼均为空载，井口罐笼和井底罐笼恢复平衡状态，可进行下一个循环的升井操作。
进一步的，所述控制台包括PLC和人机界面。
进一步地，所述PLC为西门子S7-300系列。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明所述的一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法，利用重力原理，通过改变井口罐笼和井底罐笼的重量来完成提升，通过增设后备电源UPS，使得制动液压站和控制台保持通电，在提升过程中，通过盘型制动器来控制提升机滚筒的转动速度，进而控制井口罐笼和井底罐笼的运行速度，进而保证升井人员在升井过程中的安全；本发明结构简单、占用空间小、且投入代价小，利用现有矿井提升设备即可实现操作；操作方法简单、使用人手少、安全性强、易于推广，作为一种矿井救援的升井手段，可以创造巨大的社会、安全效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、天轮；2、井口罐笼；3、配重矿车；4、罐道；5、井底罐笼；6、待升井人员；7、提升机滚筒；8、盘型制动器；9、制动液压站；10、液压泵；11、比例调节阀；12、控制台；13、后备电源UPS；14、平衡尾绳；15钢丝绳。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
如图1所示，一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法，所述升井方法使用到的设备有：两个天轮1、提升机滚筒7、盘型制动器8、井口罐笼2、配重矿车3、罐道4、井底罐笼5、制动液压站9、控制台12、后备电源UPS13、钢丝绳15和平衡尾绳14，所述制动液压站9包括液压泵10和比例调节阀11，在罐道4的入口设置有井口罐笼2，在罐道4的井底设置有井底罐笼5，钢丝绳15缠绕在提升机滚筒7上，钢丝绳15的一端绕过其中一个天轮1与井口罐笼2的顶端连接，钢丝绳15的另一端绕过另一个天轮1与井底罐笼5的顶端连接，井口罐笼2的底面和井底罐笼5的底面之间由平衡尾绳14连接；盘型制动器8是用于制动提升机滚筒7，制动液压站9用于控制盘型制动器8，控制台12是用于控制制动液压站9，后备电源UPS13连接控制台12以及制动液压站9，给制动液压站9和控制台12供电；所述升井方法为：
第一步：当电控系统故障或全矿停电时，井口罐笼2和井底罐笼5处于平罐位置，即井口罐笼2位于罐道4的井口位置，井底罐笼5位于罐道4的井底位置，此时，让井底的待升井人员6进入到井底罐笼5中，地面人员将配重矿车3推入到井口罐笼2中。
第二步：将后备电源UPS13投入使用，通过后备电源UPS13使控制台12保持通电，通过控制台12启动制动液压站9内的液压泵10，并通过控制台12控制比例调节阀11来调节油压值的高低，从而调节盘型制动器8的制动力的大小。
第三步：当盘型制动器8的制动力调节至足够小时，由于载着配重矿车3的井口罐笼2的重量大于载着待升井人员6的井底罐笼5的重量，井口罐笼2开始向下运动，而井底罐笼5开始向上运动，在井口罐笼2和井底罐笼5的上下运动过程中，通过控制台12控制比例调节阀11来控制制动液压站9的油压值，以调节盘型制动器8的制动力的大小；当井底罐笼5/井口罐笼2的运动速度过高时，通过比例调节阀11使油压降低以增加盘型制动器8的制动力，进而使得提升机滚筒7的转动速度降低；当井底罐笼5/井口罐笼2的运动速度过低时，通过比例调节阀11使油压升高以减小盘型制动器8的制动力，进而使得提升机滚筒7的转动速度提升。
另外，对油压的调节可手动调节比例调节阀11，也可以通过控制台12进行速度闭环调节。
井底罐笼5和井口罐笼2在运行过程中，除了观察并控制提升机滚筒7的运行速度以外，还应特别注意滚筒闸盘的温度变化，当温度高于60度时，应停止升井作业，直到温度恢复到环境温度；作为本发明的优选，在滚筒闸盘上设置温度传感器，温度传感器与控制台12连接，温度传感器用于检测滚筒闸盘的实时温度，并通过控制台12及制动液压站9来控制盘型制动器8的制动力大小。
另外，需要注意的是，如果载着配重矿车3的井口罐笼2在井下停的位置过低，导致无法推出配重矿车3时，可在地面对处于井口位置的井底罐笼5进行配重，以使井口罐笼2上升至合适位置，然后再将配重矿车3推出。
第四步：在罐道4的井口处设置有接近开关，接近开关与控制台12电连接，当载着待升井人员6的井底罐笼5上升到井口位置时，接近开关感应到井底罐笼5所处位置后将停车信号发至控制台12，控制台12关闭制动液压站9上的比例阀调节阀11和液压泵10，使油压值变成零，盘型制动器8制动提升机滚筒7，使提升机滚筒7停止转动，此时井口罐笼2和井底罐笼5停止运动，使待升井人员6迅速走出井底罐笼5，载着配重矿车3的井口罐笼2位于井底停车位，井底人员手动将井口罐笼2的安全门打开，落下摇台，并将配重矿车3从井口罐笼2中推出，用于井底生产；此时井口罐笼2和井底罐笼5均为空载，井口罐笼2和井底罐笼5恢复平衡状态，可进行下一个循环的升井操作。
还需要说明的是，在提升机滚筒7上可以设置用于检测提升机滚筒7转动速度的速度传感器，速度传感器与控制台12相连，通过速度传感器来实时检测提升机滚筒7的转动速度，保证井底罐笼5和井口罐笼2的运行安全。
所述控制台12包括PLC和人机界面，PLC为西门子S7-300系列，另外，PLC还电性连接有操控手柄。

Claims (3)

1.一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法，所述升井方法使用到的设备有：两个天轮（1）、提升机滚筒（7）、盘型制动器（8）、井口罐笼（2）、配重矿车（3）、罐道（4）、井底罐笼（5）、制动液压站（9）、控制台（12）、后备电源UPS（13）、钢丝绳（15）和平衡尾绳（14），所述制动液压站（9）包括液压泵（10）和比例调节阀（11），在罐道（4）的入口设置有井口罐笼（2），在罐道（4）的井底设置有井底罐笼（5），钢丝绳（15）缠绕在提升机滚筒（7）上，钢丝绳（15）的一端绕过其中一个天轮（1）与井口罐笼（2）的顶端连接，钢丝绳（15）的另一端绕过另一个天轮（1）与井底罐笼（5）的顶端连接，井口罐笼（2）的底面和井底罐笼（5）的底面之间由平衡尾绳（14）连接；盘型制动器（8）是用于制动提升机滚筒（7），制动液压站（9）用于控制盘型制动器（8），控制台（12）是用于控制制动液压站（9），后备电源UPS（13）连接控制台（12）以及制动液压站（9），给制动液压站（9）和控制台（12）供电；其特征在于：
第一步：当系统故障或全矿停电时，井口罐笼（2）和井底罐笼（5）处于平罐位置，即井口罐笼（2）位于罐道（4）的井口位置，井底罐笼（5）位于罐道（4）的井底位置，此时，让井底的待升井人员（6）进入到井底罐笼（5）中，地面人员将配重矿车（3）推入到井口罐笼（2）中；
第二步：将后备电源UPS（13）投入使用，通过后备电源UPS（13）使控制台（12）保持通电，通过控制台（12）启动制动液压站（9）内的液压泵（10），并通过控制台（12）控制比例调节阀（11）来调节油压值的高低，从而调节盘型制动器（8）的制动力的大小；
第三步：当盘型制动器（8）的制动力调节至足够小时，由于载着配重矿车（3）的井口罐笼（2）的重量大于载着待升井人员（6）的井底罐笼（5）的重量，井口罐笼（2）开始向下运动，而井底罐笼（5）开始向上运动，在井口罐笼（2）和井底罐笼（5）的上下运动过程中，通过控制台（12）控制比例调节阀（11）来控制制动液压站（9）的油压值，以调节盘型制动器（8）的制动力的大小；当井底罐笼（5）/井口罐笼（2）的运动速度过高时，通过比例调节阀（11）使油压降低以增加盘型制动器（8）的制动力，进而使得提升机滚筒（7）的转动速度降低；当井底罐笼（5）/井口罐笼（2）的运动速度过低时，通过比例调节阀（11）使油压升高以减小盘型制动器（8）的制动力，进而使得提升机滚筒（7）的转动速度提升；
第四步：在罐道（4）的井口处设置有接近开关，接近开关与控制台（12）电连接，当载着待升井人员（6）的井底罐笼（5）上升到井口位置时，接近开关感应到井底罐笼（5）所处位置后将停车信号发至控制台（12），控制台（12）关闭制动液压站（9）上的比例调节阀（11）和液压泵（10），使油压值变成零，盘型制动器（8）制动提升机滚筒（7），使提升机滚筒（7）停止转动，此时井口罐笼（2）和井底罐笼（5）停止运动，使待升井人员（6）迅速走出井底罐笼（5），载着配重矿车（3）的井口罐笼（2）位于井底停车位，井底人员手动将井口罐笼（2）的安全门打开，落下摇台，并将配重矿车（3）从井口罐笼（2）中推出，用于井底生产；此时井口罐笼（2）和井底罐笼（5）均为空载，井口罐笼（2）和井底罐笼（5）恢复平衡状态，可进行下一个循环的升井操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法，其特征在于：所述控制台（12）包括PLC和人机界面。
3.根据权利要求2所述的一种基于矿井提升机制动系统的井下人员应急升井方法，其特征在于：所述PLC为西门子S7-300系列。
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