ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统在东庞矿的应用
时间：2020-11-13 04:35:04 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：详细介绍了ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统的技术内容、技术创新和水平，与当前国内外同类系统的技术主要参数、效益、市场竞争力的分析和比较，以及系统创造的经济效益、社会效益和推广应用情况。ST3-D型液压制动系统在线监测装置在东庞矿的自安装投运以来，系统运行稳定，监测监控数据准确，可较好的满足煤矿提升系统安全制动的要求。
Abstract：
This paper introduces in detail the technical content， technical innovation and level of ST3-D hydraulic braking device safety online monitoring system， analyzes and compares the main technical parameters， benefits and market competitiveness of the similar systems at home and abroad， as well as the economic benefits， social benefits and popularization and application of the system. ST3-D hydraulic brake system online monitoring device has been installed and put into operation in Dongpang coal mine. The system runs stably and the monitoring data is accurate， which can better meet the requirements of coal mine hoisting system safety braking.
关键词：ST3-D;安全在线监测;效益;安全
Key words：
ST3-D;online monitoring;security benefits;security
中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）30-0196-02
0 引言
提升机液压制动器由作为驱动机构的液压站和执行机构的盘式制动闸组成，作用对象是被制动的闸盘，由蝶簧产生制动力，靠油压松闸合闸，液压站、制动闸、闸盘之间是串联关系，任意一个出故障都会导致制动失灵，它是各种保护的最终执行者，它的故障会导致机毁人亡的重大事故发生。先前主井提升机液压制动系统主要由恒力矩液压制动系统。恒力矩液压制动系统在紧急制动情况下采用二级制动，为了进一步提高主副井提升机液压制动系统的安全可靠性、缩短检修时间，减少液压制动系统故障判断时间，对在用主井提升机增装ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统。系统在紧急制动情况下根据提升机运行情况采用恒减速度的制动方式进行制动。系统的PLC系统选用的是SIMATIC S7-300 PLC，已达到国际先进水平，不需要大量的活动元件和连线电子元件，它的连线大大减少。与此同时，系统的维修简单，维修时间短。PlC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如：冗余的设计。断电保护，故障诊断和信息保护及恢复。它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件，采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低。恒减速液压制动系统是国内外行业先进的提升机液压制动系统，因其具有良好的制动性能、先进的电气控制，恒减速液压制动系统成为国内外大型矿井提升机首选液压制动系统。
1 系统科学技术内容
主井提升机液压制动系统采用德国SIEMAG公司的ST3-D型恒减速液压制动系统对我矿现ST-1型恒力矩液压制动系统进行升级改造，将电气控制与液压原理有机地结合在一起，实现了闸开合状态、闸间隙、关键阀件动作情况、蓄能器压力、过滤器堵塞、液压站压力、油位和温度等参数的在线监视和保护，使得液压制动系统偏于维护与查找故障，通过西门子触摸屏可实现调工作制动压力、贴闸压力、恒减速制动减速度等参数在线快速调整，使得我矿提升机液压制动系统工作安全可靠。
主井提升机液压制动系统具有如下主要功能和技术指標：①为确保液压站回油制动可靠，在盘形闸闸柱位置安装紧急手动回油阀，亦可用于液压制动系统排气。②每个盘形闸闸头上安装接触电阻式位移传感器，用于检测闸间隙，同时用于判断闸瓦磨损与弹簧断裂。③闸盘部位安装红外线温度传感器，实时监测闸盘温度，防止闸盘超温变形影响制动。④关键阀件安装传感器，监视关键阀件动作情况，便于故障阀件查找;安装压力传感器用于检测蓄能器压力，防止超压或压力过低影响紧急制动。在过滤器位置安装压力传感器，通过过滤器两端压力差，判断过滤器是否堵塞，监测油液品质和过滤器工作情况。⑤安装独立的测速发电机，实时检测提升机运行速度，从而用于恒减速制动时制动力大小反馈，通过调整阀件控制油压，从而控制制动力及恒减速制动速度。⑥安装压力传感器，实时监测敞闸压力、残压、贴闸压力，保证系统压力稳定正常。⑦触摸屏显示监测画面，监视闸盘温度、闸间隙、油压数值、阀件误动作情况等液压制动系统参数，具有实时数据浏览、数据曲线绘制及历史数据查询等功能。出现故障后报警、闭锁提升机或紧急安全制动。
ST3-D型恒减速液压制动系统安装该盘式制动器在线监测系统，符合煤矿安全规程，实现了制动力矩和闸间隙、闸偏摆量、闸开合状态、液压站压力等参数的在线监视和保护。
2 系统技术水平
ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统，是当今世界最为先进的提升机液压制动系统。该型号液压制动系统紧急状态下采用恒减速制动，较国内外传统的恒力矩液压制动系统，制动性能安全平稳。ST3-D型液压制动系统相对于国内外液压制动系统具有制动曲线平滑制动稳定、油泵功率大敞闸速度快、采用双双PLC冗余相互监控、油箱体积大散热性能良好、加工工艺先进等优点。
ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统是追求阀件在功能上的专一性，利用几个阀件的串联或并联来完成一个功能，用回路的可靠性来确保系统的可靠性，并通过对重要阀件的动作检测来增加系统的可靠性，同时实现了闸开合状态、闸间隙、蓄能器压力、过滤器堵塞、液压站压力和温度等参数的在线监视和保护，使得液压制动系统便于维护与查找故障，同时该液压制动系统可实现液压站其以功能为目标，控制回路清晰明了。该型液压制动系统在国内已应用56套，售后技术及备件服务响应时间较短，其双通道恒减速方案较好的解决了我矿主井提升系统较轻的问题，在发生紧急制动时，液压制动系统自带测速发电机，实时对绞车运行速度进行监测，根据速度变化不同，通过调整系统压力，从而调整制动力矩，实现恒减速制动安全平稳抱闸。
3 经济效益和社会效益分析
3.1 经济效益分析
按每次液压制动系统故障分析查找时间为0.5小时进行计算，使用液压制动系统检测系统后，可马上发现故障原因，可节省故障分析查找时间0.5小时，0.5小时可提原煤272吨，每吨原煤按300元进行计算，每年按10次故障进行计算，使用液压制动系统监测系统后，可降低经济损失300*272*10=81.6万元。
3.2 社会效益分析
使用ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统后，为检修人员大大节约了时间，缩短了因维修提升机停车时间，增加提煤量和提物提人量，缩短了闸间隙测量等检修项目所需时间，每天可以节约检修时间约20～30分钟，且发生故障时，可迅速发现故障阀件及故障原因，实现故障快速查找处理，大大缩短了故障分析处理时间，将由于液压制动系统故障造成的影响时间降到最低。
4 应用情况与推广
东庞矿提升机液压制动装置安全在线监测系统现场应用，此次在东庞矿主井提升机安装了液压制动装置安全在线监测系统，采用的国际先进的在线监测控制方式，选用国际领先的元器件，所有闸盘全部为德国西马格公司进口闸盘（图1所示），系统整体已达到了国内领先，国际先进的水平。适用于股份公司所属各矿井提升机液压制动系统，具有广阔的推广应用前景：①项目成果将指导东庞矿液压制动系统的升级，维护工作;对冀中能源股份有限公司所属各矿井立井提升机液压制动系统维护、升级具有直接指导作用;对全国立井提升机液压制动系统再现检测系统的安装、使用、维护具有指导作用。②此次提升机液压制动系统在线监测系统改造可实现提高总体技术水平、提高总体安全可靠性和工作可靠性和总体技术水平、提高系统可维护性等目标，并将推动立井提升机液压制动系统及电控系统技术研究迈上新的台阶，为下一步煤矿挖掘提升系统潜能积累了宝贵的经验。
5 结语
ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统采用国际最先进的液压制动装置（图2所示），在东庞矿的自安装投运以来，系统运行稳定，监测监控数据准确。ST3-D型液压制动装置安全在线监测系统的成功应用，使得我们对于液压制动系统各个运行参数直观地掌握，极大地缩短了闸间隙测量等检修项目所需的检修时间，大大降低了工人劳动强度，便于故障查找，缩短了故障判断查找时间，极大的保证了东庞矿主副井提升系统的安全正常运行。
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作者简介：杨军坤（1986-），男，河北内丘人，毕业于中国矿业大学（北京），硕士研究生，现为冀中能源股份有限公司东庞矿动力科副科长，电气工程师，從事矿井提升系统技术管理和维护工作。
