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盲竖井施工吊盘提升安全措施

 吊盘提升面临受力不均等风险为保障该竖井吊盘提升安全,开发了稳车集散控制系统保障吊盘运行同步;在吊盘悬吊点布置液压张力自动平衡系统,消除各悬吊钢丝绳张力差,避免钢丝绳集中受力、稳车过载的危险发生;开发了吊盘钢丝绳张力在线监测系统,实时监测钢丝绳受力状态,实现受力异常情况下警报停机等应急动作。

竖井施工期间,吊盘是不可缺少的重要设施,担任着运输、放置设备、排水、作业平台、安全防护等重要任务。吊盘的位置随着井筒延伸,施工工序的循环需随时上下升降。由于各台稳车机械电气性能存在一定程度的偏差,稳车启动升降吊盘过程中会造成钢丝绳受力不均,容易造成个别提升钢丝绳受力集中导致稳车过载等安全隐患。

稳车数量越多,悬吊钢丝绳受力不均的概率越大 ,提升安全风险越大 思山岭铁矿副井井筒净直径10,井深1503.7m。 凿井吊盘采用直径9.8 的三层吊盘,自重55t,吊盘上各种施工设施42.5t,总计97.5t,采用10JZ-25稳车提升,钢丝绳型号为35× 7-40-1960 较传统井筒35台稳车,该井筒施工稳车数量增加了1倍。传统的悬吊及吊盘升降已无法满足提升要求,通过研究实现吊盘悬吊钢丝绳受力均匀且受力状态可控,实现吊盘同步起降,是保障10台稳车提升安全的途径。

以往竖井施工稳车控制多采用普通继电器、接触器控制,不能实现吊盘的同步起降。随着PLC 技术的发展,将PLC 技术应用于稳车集中控制成为现实。采用基于PLC 技术集中控制多台稳车,具有安全可靠,调试简单,操作方便,程序更改容易,可以随时扩展等优点。虽然通过PLC集中控制技术实现电机的同步运行,由于各台稳车的机械性能以及各条钢丝绳物理状态的差异,各条钢丝绳的张力难免存在不均衡情况。液压张力平衡装置广泛用于多绳摩擦式提升机消除各绳间的张力差。对于吊盘各提升钢丝绳间的张力差,应用液压张力平衡装置调节张力在技术原理上可行。为实时掌握吊盘钢丝绳张紧力,对各条钢丝绳张力实施动态监测,当个别钢丝绳受力集中时稳车停止动作,形成吊盘提升安全的双保险 

因此,大红山铁矿副井工程多稳车提升安全保障的技术总体方案为:应用PLC集中控制技术实现稳车电机的同步运转与停机,通过液压张力自动平衡装置实现吊盘张力自动调节消除个别钢丝绳集中受力,布置钢丝绳张力实时监测系统实现对钢丝绳受力状态的实时监控,出现紧急情况可报警停机,从而在源头、事故预警两方面实现双重安全保障。

稳车集散控制系统包括电器操作控制部分、PLC 监视保护部分和触摸屏人机界面。系统通过操作台转换开关控制相应的接触器和继电器,从而控制各稳车的运行和停止。PLC收集电动机保护器上的各种电动机故障信号,形成电动机保护回路。若电动机运行时出现故障,则系统报警,并使稳车接触器断开,故障消除后才可开车。在触摸屏上可查看各稳车状态、故障及报警记录

系统具体组成为:中央集中控制操作台,由带集成DP口的S7-300CPU317-2DP作为主站,触摸屏选用MT4620-TE,相应的输入、输出模块等组成。每台稳车控制柜采用国外某公司的分布式I/ 模块ET200M作为从站。主站、从站采用PROFIBUS-DP总线通信稳车控制柜采用变频器启运转确保启动平稳所有启动柜均安装于稳车附近 集中控制主柜安装于井口操作室其控制方式简便仅需一人即可完成所有稳车操控可随时观察稳车的工作状态

吊盘悬吊钢丝绳张力自动平衡系统

液压张力自动平衡装置单架主要由上连接中板上连接销挡板压板侧板连通油缸垫块中连接销下连接板下连接销等组成其工作原理是无论处于运动或静止时只要各钢丝绳存在张力差张力大的钢丝绳通过中板垫块侧板压板压缩连通油缸使连通油缸活塞杆压缩悬挂伸长钢丝绳的张力变小油缸内的油液通过连通管进入张力小的连通油缸使其活塞杆往外伸长通过垫块中板压板侧板使悬挂缩纲钢丝绳张力变大直到每根钢丝绳的张力均相等连通油缸运动才相应停止

吊盘*大负载重量10510根绳悬吊,每根绳承载力为10.5t,考虑1.3倍的安全系数钢丝绳张力的监测通过在天轮2个轴承座下分别安装称重传感器,其测量的重量为吊盘及悬吊钢丝绳的重量。为掌握吊盘的实际重量及动荷载数据,通过旋转编码器记录钢丝绳入井深度,通过理论值计算钢丝绳重量,从而获取吊盘净重量。每根钢丝绳需配备一个监控节点,每个节点具有不同的地址号(站号),所有节点挂接在系统总线上,系统总线由2根电源线和2根信号线组成,所有信号好在这2根信号线上流动,如同信息高速公路。开机运行中,主机按照不同分站地址,不断呼叫各个监控节点,命令各个分站节点向主机回传测量的数据,而各个分站节点时刻测量并存储钢丝绳拉力和入井深度,得到上位机的命令后,立刻向总线回传测量数据,完成整个监控系统的任务。

应用PLC集中控制技术实现稳车电机的同步运转与停机通过液压张力自动平衡装置实现吊盘张力自动调节消除个别钢丝绳集中受力,布置钢丝绳张力实时监测系统实现对钢丝绳受力状态的实时监控的凿井稳车提升安全保障技术在工程得到了成功的应用吊盘实现了同步起降,提升20m一般用时不超过15min,较传统吊盘提升节省用时40min以上。吊盘悬吊钢丝绳张力状态实时显示,验证了通过液压张力自动平衡系统的应用,各组吊盘提升钢丝绳张力差值低于10%,实现了均衡受力。 多稳车提升安全保障技术保障了凿井期间吊盘运行安全节约了工期

 

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