小庄矿井白家宫2号副立井提升机技术规格书电2012.4.10

北京华宇工程有限公司编制 小庄矿井白家宫2号副立井提升电气技术规格书

陕西彬长矿业集团有限公司 小庄矿井

白家宫2号副立井提升电气技术规格书

设 计： 校 核： 审 核： 审 定： 项目总工程师：

2012年5月

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第一章 概述

小庄矿井位于陕西省咸阳市彬县东北向约18km，距咸阳市约148km。行政区划属彬县管辖。矿井设计生产能力6.0Mt/a。

白家宫2号副立井（进风立井）担负矿井矸石提升任务及紧急情况下井下人员的安全通道，井筒直径6.5m，装备一对单层多绳罐笼，采用冷弯方管罐道，单水平提升，提升高度642.3m。

供货厂商应成套提供本副井所需的提升设备，包括：高低压开关柜、干式浇注整流变压器、辅助变压器、变流装置、励磁装置、调节控制设备、监视及人-机通信设备、不间断电源、光电编码器及测速发电机、井筒传感器、数据传输专用电缆、附件等。

供货厂商应仔细阅读技术规格书中制定的全部规定，可提供比本技术规格书规定的更优越的设备和材料，以便用户选择。正常生产所需要的部件无论在本技术规格书中是否加以说明，均应完备地提供。易损部件应有备件，供货范围中列出的各部件的技术数据由供货厂商加以完善。

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第二章 使用条件和基础数据

2.1 矿井服务年限

该副井服务年限与矿井服务年限相同，约75年。

2.2 气象与地震

气候类型：本区地处中纬带高原区，属暖温带半干旱大陆性季风气候区。 气温：极端最高气温40.0℃，极端最低气温-22.5℃，近年平均气温11.1℃。 风：年主要风向为西北风，最大风速12.7m/s，基本风压0.35kN/m2。 雪：基本雪压0.25kN/m2。 降雨量：年平均降雨量561.4mm。 年平均蒸发量：1547mm。 土壤最大冻结深度：0.68m。

地震烈度：根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)，本区抗震设防烈度为6度。

2.3 工作制度

年工作日为330天。井下工人按“4班6小时工作制”，即每天4班作业，其中3班生产，1班维护检修。地面按“3班8小时工作制”。每天净提升时间为16h。

2.4 井筒工作条件

相对湿度：地面60%

井下90%（+25℃）

井筒最低温度：不小于2℃（冬季加暖风后） 井筒中有淋水：淋水量＜6m3/h 水质：中性

2.5 矿井瓦斯等级

本矿井属高瓦斯矿井，各煤层煤尘均具有爆炸危险性，4煤层属不易自燃煤层，4-1

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煤层为很易自燃煤层。

2.6 井筒布置

2号副立井井筒净直径6.5m，井筒内布置一对提升容器。井筒装备为冷弯型钢罐道及罐道梁，罐道梁托架用树脂锚杆固定在井壁上。井筒内还设有玻璃钢梯子间，并敷设有压风管、注氮管路、动力电缆和信号电缆。井筒断面布置图见附图一。

2.7 提升速度

提升机提升速度8.8m/s。

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第三章 标准和规定

1.提升设备的设计和制造应符合适用的中国最新版国家标准（GB）或在国际范围内被接受的具有不低于下列标准的标准。

——《煤矿安全规程》（2011年版） ——《矿山电力规范》（GB50070-2009）

——《煤矿地面多绳摩擦轮式提升系统设计规范》（MT5021—1997） ——《矿井提升机和矿用提升绞车液压站》（JB3277-2002） ——《3～35kV交流高压金属封闭开关设备》（GB3906-91）； ——《高压开关设备通用技术条件》（GB11022-89）；

——电控装置的电磁兼容性符合《工业无线电干扰基本测量方法》、(GB3907-83)、《电气设备的抗干扰特性基本测量方法》（GB4859-84）；

—— 国际标准化组织（ISO） —— 国际电工委员会（IEC）

类似或高于上述标准的货物原产国的国家标准或其它目前使用的国家标准。 2.设备的设计与制造应采用SI国际单位制，个别部件采用英制单位应列出清单。

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第四章 提升机设备概述

4.1 落地式多绳摩擦轮提升机主要技术参数

1．摩擦轮直径：2.8m 2．天轮直径：2.8 m 3．提升绳根数：4 4．钢丝绳间距：300mm 5．钢丝绳直径：28 mm 6．最大静张力：340kN

7．最大静张力差：100kN，实际计算滚筒两侧张力差为72.55kN，中标厂家必须根据实际计算滚筒两侧张力差配闸对数及进行制动力及液压站整定。

9．绳衬比压：≥2MPa

4.2 电动机

1．型号：ZKTD型低速直流悬挂式电动机 2．电压：600V 3．功率：900kW 4．转速：60r/min

5．过载能力：≥2倍（时间≮60s）

6．工作制度：提升机负载，频繁正反转，负载—转速非周期性变化（S9） 7．冷却方式：强迫通风冷却，轴向通风结构（IC37）

8．电机定子内埋设6个分度号为Pt100铂热电阻，并接至电控系统。

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第五章 提升电控系统

5.1供电电源

10kV母线上最大三相短路容量为110MVA。在提升机房旁设电控设备间，两回10kV电源分别引自风井场地10kV变电站10kV不同母线段，一回工作、一回备用，进线电缆为YJV22-8.7/10 3×70mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆，电缆长度～150m。

5.2 电控系统技术要求

1. 本提升设备的电控系统为采用晶闸管变流器供电的低速直流电动机传动系统。 2. 晶闸管变流器主接线方案采用电枢可逆，12脉动并联，磁场恒定，全数字控制。 3. 电控装置满足提升机四象限运行的要求，并满足一定的过载能力和安全系数。 4. 系统所有电气设备必须能在工业环境下安全、可靠地运行。所有电子设备必须为标准插件式，以便于更换和维修。

5. 所采用的PLC应有很好的用户界面并能与今后矿方的地面生产管理系统联网。软件应汉化，以便在打印机和显示器上能输出汉字。

6. 全数字直流传动系统选用Siemens公司原装的6RA70全数字直流调节装置+晶闸管全数字调速装置，主回路采用电枢反向，12脉动并联、磁场恒定方案，带有完善的各类保护功能。

7. 主控PLC操作系统选用两套不同配置的Siemens公司的S7-400系列可编程控制器。对提升机运行速度、容器位置、减速等信号和过卷、限速等重要保护均采用双重或多重通道输入和输出，互为监视。

8. 电控系统应采用网络化、人性化设计方式，充分考虑现场的安装、运行条件，尽量简化安装和维护工作量，最大限度地减少整个系统的外接线。

9. 系统应具有远程诊断功能，厂家能通过计算机网络技术快捷、及时地远程参与用户的维护和故障的处理，提供相应的解决办法，缩短故障恢复，确保提升机安全运行，提高矿井生产经济效益。

10. 采取必要的硬件、软件的抗干扰措施，确保整个系统不受外界电磁干扰、供电电源的干扰，也不对其他设备产生危害性的干扰。

11. 电控装置能够承受提升机和电动机运行时的地坪振动。

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12. 电控柜、低压柜为大玻璃门、喷塑面板、模块化组件、分体组合柜结构；操纵台为组合式，美观并且便于维修。

5.3 提升机控制方式

●半自动运行：司机在接到开车信号后，通过司机台上的按钮开车，系统具有开车联锁、自动选择去向、自动减速、自动精确停车等功能。司机可选择不同开车速度。

●手动运行：在井底轨面和井口轨面之间以司机台上操纵杆给出的给定速度运行，受操作方式和行程控制器的限制，实现自动减速，提升物料和设备。手动控制方式应带有方向闭锁。司机可控制液压站的制动油压在0～Pmax之间连续可调，提升速度在0～Vmax范围内连续可调。

● 检修运行：用于检查井筒与钢丝绳，检修运行时最大速度为0.5m/s，司机能够实现0～ 0.5m/s速度的连续可调。在检修运行期间，控制台上应有明显的灯光显示。

● 故障开车：如果PLC、监控系统出现局部故障时，提升系统应能应急运行（速度限制在1.5m/s以内，）完成本次作业，但在故障未排除之前无法再次启动提升机。

5.4 电控系统设备功能

5.4.1高压开关柜

1）高压开关柜为KYN28型金属铠装移开式高压真空开关柜，供电系统为单母线接线，用于10kV高压的配电、保护，应包括：

—— 进线柜（2台，相互之间应实现电气闭锁） —— 定子回路整流变压器柜2台 —— 辅助变压器柜1台 —— 电压互感器柜（测量）1台 2）开关柜应有以下防护性能： (1)防止误分、误合断路器 (2)防止带负荷误分、误合隔离开关 (3)防止带电关合接地开关 (4)防止接地开关闭合时接通电源

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(5)防止误入带电间隔 3）断路器及其操动机构 (1)断路器采用VN3-12E

(2)应有可靠的“防跳”功能，设电气“防跳”回路，防跳装置接线应便于用户根据设计要求；选择接入或解除。

(3)断路器的操动机构，在任何状态都可以实现电气和机械跳闸。

(4)电气操作的断路器均有就地电气跳、合闸的操作设施，当断路器在就地试验和断开位置时，断路器的远方操作回路被闭锁，断路器有汉字分、合闸指示。

(5)所有操动机构和辅助开关的接线，除有特殊要求外，同规格均应采用相同接线。 (6)要求带电显示器强制闭锁接地开关。

4）开关柜内的照明和加热器电源由小母线引接，手动控制，由开关厂配置。 5）开关柜内装设10kV微机保护测控单元，装置由监控保护厂家供货，开关柜厂家负责装置的安装及接线，开关柜厂家必须遵照监控保护厂家提出的设计要求进行设备安装及接线。

6） 带电显示器加控制按钮与线路侧接地刀电气联锁。

4）断路器其他元件见系统图。 5.4.2主整流变压器 （2台）

整流变压器为环氧树脂浇注干式变压器，由其向整流柜供电，其容量、变比、连接组别、阻抗电压由投标厂商根据需要自行确定，变压器应能达到F级绝缘，按B级温升校核。

整流变压器在设计时必须考虑到谐波的影响，应能承受负荷的变化以及变压器二次侧短路产生的电动力。

变压器绕组中应埋设温度检测传感器，由数字温度检测仪巡检并显示各测点温度，对温度上限给出声光报警，并参与提升机控制系统的闭锁。

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5.4.3辅助变压器 （1台）

辅助变压器为环氧树脂浇注干式变压器，为提升机房低压负荷（电控系统的辅助设备、提升机辅助设备（励磁回路、液压站、润滑站、主电机冷却风机）、机房辅助设施（包括照明、空调、冷却塔及电动桥式起重机等）提供380/220V三相电源，其容量、变比、阻抗电压由投标厂商根据需要自行确定，F级绝缘，按B级温升校核，防护等级IP00，连接组别：D，Yn11。

5.4.4全数字调节及整流柜 （1套）

调节及整流柜应能适应提升机的各种工作情况，按照预定的速度图和提升要求，能够在四个象限内实现准确的平稳起动、运行、减速、制动、停车。在整个循环中应能有效限制或消除提升钢丝绳的弹性振动，保证到位停车准确度，误差不得超过±3cm。

采用Siemens公司原装6RA70系列全数字调速装置，传动系统方案为电枢可逆，12脉动并联，磁场恒定控制，直流输出电压与主电机电压相匹配，额定输出电流满足提升机的各种运行工况下速度图和力图的要求。交流侧进线电压与整流变压器的二次侧电压相配合。

励磁变流器可集成在调节及整流柜内或其他柜中，但应保证有较大的安全裕量。因励磁回路容量较小，本系统不单独设置励磁变压器。

整流柜应带有过电压浪涌抑制器及其他完善的保护（如过流、过载、超温、欠压等）。 调节系统用于对传动装置进行闭环调节，具有以下功能： ● 产生各种所需的基准信号及测量信号；

● 能控制系统可能产生的机电共振及变流器两侧产生的偶合震荡； ● 具有完善的电子保护措施；

● 手动、半自动、手动检修运行速度给定值的控制； ● 全数字速度与电流双闭环控制； ● 接地绝缘检测，过压保护; ●变流器的散热方式为自带柜顶风机;

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5.4.5直流快速开关(2台)

采用DS系列直流快开，用于直流回路的过电流保护，以保护电动机和晶闸管，防止出现峰值电流，其机械反应时间di/dt≤2kA/ms，其容量由投标厂商根据需要自行确定。 5.4.6电抗器 (2台)

采用铁芯电抗器，两倍额定电流不饱和。用于电枢回路，起到平波的作用。 5.4.7低压辅助电源柜（1 套）

为电控系统的辅助设备、提升机辅助设备（液压站、主电机冷却风机）、机房辅助设施（包括照明、空调、冷却塔及电动桥式起重机）提供380V/220V三相电源。防护等级IP44，应与提升机电控装置（变流柜、励磁柜、PLC柜）并列安装，其色泽、柜型应与其一致。

其馈出回路数量应根据各用电设备的要求确定，装设安全负荷隔离开关或断路器、空气接触器、保护继电器、控制开关、用于远距离控制和连锁的开关以及电压、电流等全套测量仪表，对一些特殊元件应有稳压措施。所用的电气元件应为国内品牌产品或国外品牌产品。

低压辅助电源柜内设置远程I/O，将各回路的状态通过总线传输至主、辅PLC进行处理、参与闭锁，有效减少电缆数量。

在低压开关柜的面板上应装有各回路的工作、故障指示装置。

在低压辅助电源柜装设UPS，对一些关键控制设备、PLC提供不间断电源，以保证低压电源故障后，能够使提升机实现可靠的安全制动和数据保持。 5.4.8主控PLC柜（1套）

选用两套不同配置的Siemens公司的S7-400可编程控制器，一套为主控PLC（放在主控PLC柜内），完成对提升机各种设备的控制功能、各种运行工艺的要求和信号连锁要求、提升机的各种安全保护；另一套为辅控PLC（放在操作台内），主要完成提升机

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的行程位置给定功能、完成数字监控器的功能和相应的保护、完成对安全回路的监视和保护。两套PLC之间既有软件上的连锁，还有硬件上的联锁和看门狗电路，实现网络通讯，对速度、位置、井筒开关等重要信号进行互相监视，并对深度显示器及各种操作元件、井筒开关等构成冗余的控制；PLC要有不小于20%的备用DI/DO、AI/AO。

紧急停车保护功能按下列三类设置： ● 立即施闸的紧急停车；

● 首先按设定减速度电气减速,然后紧急停车；

● 完成本次提升后,须排除故障才能再次开车的紧急停车。 完成提升机位置闭环控制，实现位置的同步监测功能。

两套以上安全回路（软件与硬件冗余）：现场安全事故信号采用继电器隔离后进PLC，利用PLC内部安全回路和外部继电器安全回路共同构成多重安全保护。在PLC内部也应设置多重保护回路，以实现对各种故障的综合判断。具有相关安全规程所要求的各种保护。

闸控系统：工作闸采用PLC控制，可自动或手动调节。手动时由闸控手柄调节制动油压；自动时配合传动力矩，由指令给出松闸、预贴闸皮、施闸控制信号。

网络化控制、模块化组件、组合柜结构，以最大限度地减少整个系统的外接线，还可在出厂前将设备组成系统进行预联调，保证系统质量。 5.4.9数字行程监控器

数字行程监控器是在监测提升容器在井筒中的准确位置的基础上，自动跟踪生成提升包络线。主要完成超速等判断，实现提升全过程的位置、速度监控。提升机每一侧提升容器位置的测量、计算、同步以及显示等均为独立回路，当采用非直接方法测量提升容器位置时，必须在井筒中设同步位置开关进行位置校正。

数字行程监控器的定位精度不大于±2cm。

对提升速度和位置监视功能必须独立于系统的控制及调节功能，监控设备应是具有冗余的高度安全可靠设备。

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5.4.10安全回路

安全回路的作用是当提升系统出现异常情况时能够停止提升机运行，并防止重新起动，以防事故进一步恶化。

安全回路应多重化，其中一套应为硬接线回路，相互独立运行互为冗余，并独立于其它正常回路。

安全回路的工作状态能在监视器上监视。 5.4.11上位监控计算机

采用进口原装的台湾研华工控机作为监控系统，具备齐全的人机对话及记录、显示功能。

工控机配置不低于PⅣCPU，256M/160G/21″液晶。

该工控机与控制用的PLC通过电缆进行数据通讯。所有的报警和操作信号都馈送到提升控制系统的控制器中，并进行处理。这些信号能在彩色显示器上显示，并可随时打印。实际运行过程中，对提升机运行过程的动、静态参数及可能危及提升机正常运行的设备进行监测监控，实现全汉字化界面、图表显示，具有对提升机系统发生的轻重故障进行诊断和保存，实现了综合后备保护功能；事故记录保存不少于10天；能显示及打印故障发生的位置、时间、原因以及故障前的有关数据参数；对深度、速度实时值、提升种类、信号情况进行实时显示并记录，相当于 “黑匣子”功能，对维护人员快速定位故障、排除故障提供有力的支持。

能实现各类报表生成，查询到提升循环速度图以及故障发生情况，显示PLC各接口的动作情况，便于线路维修。

● 提升系统动、静态画面生成[如提升过程动态，显示速度动态曲线(给定与实际)，电枢电流动态曲线,提升容器位置动态显示、可调闸电流、制动力矩的动态显示等]；

● 故障自检显示、报警, 能显示故障发生位置、时间、原因、故障解除时间等。并能及时捕捉第一故障，及时记录第一故障发生时提升机的运行状态，如速度、位置等重要数据；

● 各类报表（班报、日报、月报、年报）历史记录的生成及存储、打印；

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● 具有事件报表功能，记录提升机运行的各种状态，如开车方向、去向以及司机实际的操作过程，可以对提升机的运行进行辅助分析；

● 可以实现与矿生产调度室计算机的联网功能与接口。 主要画面（不限于以）： 系统全貌及介绍 高压系统图 低压供电系统图 主回路及励磁回路 传动系统图

计算机硬件监测及通讯监视图 安全回路图

动态速度及力图（至少保留三幅最新画面）

生产报表（班报、日报、月报、年报等）并能打印输出 故障信息（列表及打印输出） 信号系统画面 帮助文件

其他（根据需要设计）

实际画面应在调试期间根据现场需要制定。

可通过上位机在线对系统进行故障查询、参数设定。 5.4.12 网络化操作台（含座椅一把）（1套）

结构为桌式操作台，能满足操作方式选择、信号显示、运行状态显示、故障显示及报警等要求，并具有打印记录功能，确保安全运行。 操作台上装有指示灯、仪表、选择开关、控制手柄、闸控手柄、按钮、声响设备等；能实现提升机运行的各种控制工艺的要求。内置辅控PLC采用与主控PLC总线通讯的方式，做到任何操作和显示均为双线。

● 仪表主要显示的内容：柱式及数字式深度指示器、提升速度、电枢电流、电枢电压、励磁电流、制动油压、可调闸电流、高压电源电压等。显示仪表均为数字式。

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● 指示灯的内容包括：提升机及附属设备运行状态指示、信号指示和安全状态指示两大类。

● 选择开关及按钮包括：运行方式选择开关、过卷复位开关、自锁式紧急停车按钮等。

指示灯、按钮、选择开关应有备用。

包括专用调试设备、测量仪器、HP/A3打印机一套。 5.4.13 光电编码器（ 1套）

根据控制功能的要求，主控制PLC用光电编码器1套， 制动系统用光电编码器由制动系统厂家配套。

根据光电编码器产生提升容器的位置信号，并在操作台上显示，精度小于5cm。 5.4.14 井筒开关（1套）

用于完成控制与保护功能，包括：过卷、停车、同步、减速等开关，选用非接触式高可靠、高精度的磁性感应开关，应满足井筒淋水大的环境条件，防护等级不低于IP67。对过卷开关还另设一套机械式限位开关用于极限过卷。

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第六章 提升机电控供货清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名称 高压开关柜 整流变压器 辅助变压器 电抗器 快速开关 电枢调节及整流柜 励磁整流柜 PLC程控柜 低压辅助柜 网络化操作台 上位机 井筒磁性开关（含TS型磁铁） 过卷开关 轴编码器 远程诊断装置 数字闸瓦磨损、弹簧疲劳开关 DP网通讯电缆 信号采集的屏蔽电缆 型号/规格 KYN28-12 型号投标方定 型号投标方定 DS12 西门子6RA70全数字调节装置+晶闸管调速装置 西门子6RA70全数字调节装置 西门子S7-300，含UPS FZG，含稳压电源 含辅控PLC 研华 防爆型/本安 LX4 数量 6台 2台 1台 2台 2台 1套 1台 1台 1台 1台 1套 1套 2台 1套 1台 1套 1套 1套 备注 手车式高压真空开关柜，微机综保、五防 干式环氧树脂浇注 干式环氧树脂浇注 两倍电流不饱和 上海立新 网络化、磁场恒定、电枢可逆并联12脉动 网络化全数字复合磁场控制 含液压、润滑等控制 含主电机风机控制，名牌器件、4路备用 西门子S7-300 19寸液晶彩显，含A4激打 具有煤安“MA”标志 机械式 含弹性联轴节，高精度 远程网络通讯 对闸瓦磨损、弹簧疲劳程度进行显示及保护 系统间网络通讯 现场模拟量的信号采集 本清单供参考，不同投标方配置可根据自身技术特征调整。

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第七章 备品备件和供货范围

7.1 备品备件

投标方提供1套3年所需的备品备件，其数量、规格按投标方相关标准配备，并提供详细清单。

7.2 色泽

设备外观色泽为海蓝色，其具体色标号由投标方确定后再向电机厂提供，以便机房设备颜色统一。

7.3 其它

根据电控系统的要求，提升机主轴端需装设光电编码器，在减速器高速轴联轴器处设有测速发电机，其接口由投标方与电控系统供货厂商自行协商处理。

投标方在投标文件中应对所投标的设备提供详细的分项报价清单，参见下表。

第八章 图纸和技术资料

以下技术资料应在合同生效后30天内，由投标方用特快邮件方式提供给业主和中国煤炭科工集团北京华宇工程有限公司，并同时提供1套电子版文件。

——提升机主机数据。 ——各部件的总装图。

——主机使用说明书、液压系统、润滑系统及减速器使用说明书。 ——提升机机械部分计算，包括制动系统计算，运动学和动力学计算等。 ——提升机总图、基础图（包括电动机基础图，由提升机供货商总成） ——天轮总图、基础图 ——制动盘底座基础图 ——液压制动系统图

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——液压站基础图、装配图、易损件图 ——完整的安装、操作、维修说明等。 ——电动机总图 ——其它。

在设备交货时应随机向业主提供2套完整的技术资料及使用维护手册等。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n11.html