據(jù)統(tǒng)計(jì),由于煤層埋藏較深,我國(guó)80%的煤炭產(chǎn)量是靠井工提升,礦井提升機(jī)成為礦山開(kāi)采的“咽喉”設(shè)備,在煤炭裝備中安全要求等級(jí)最高,而制動(dòng)系統(tǒng)又是礦井提升機(jī)安全運(yùn)行的核心保障。
“傳統(tǒng)恒力矩制動(dòng)方式存在制動(dòng)不平穩(wěn)、故障率高、可靠性差等缺點(diǎn),致使礦井安全重大事故時(shí)有發(fā)生。”王繼生是礦井提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)研究的資深專家,也是榮獲2015年國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)——“年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)礦井大型提升容器及安全運(yùn)行保障關(guān)鍵技術(shù)”的主要完成人之一。
王繼生牽頭完成的礦井提升智能恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng)研究是獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的核心組成部分。“項(xiàng)目從礦山工程安全的基礎(chǔ)理論研究入手,解決了長(zhǎng)期困擾提升裝備高速度(14-18米/秒)、大運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(350-400多噸)、高安全可靠性、制動(dòng)平穩(wěn)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,極大地促進(jìn)了成套裝備的技術(shù)進(jìn)步,對(duì)礦井提升向高效、大載荷方向發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。”他說(shuō)。
開(kāi)發(fā)多項(xiàng)核心技術(shù)
“通過(guò)礦井提升智能恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng)研究,獨(dú)創(chuàng)了全方位自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)分析診斷和智能控制技術(shù);開(kāi)發(fā)了多個(gè)控制流程相融合的分析、推理判斷控制軟件,首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化;發(fā)明了高性能方向比例閥隨動(dòng)恒減速閉環(huán)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了減速度恒值閉環(huán)控制;開(kāi)發(fā)了多通道自維護(hù)式恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng),使故障率可降低到百萬(wàn)分之一,大幅提高了制動(dòng)系統(tǒng)工作的可靠性。”王繼生說(shuō)。
在全方位安全控制與故障監(jiān)控測(cè)技術(shù)上,首次將工業(yè)智能化應(yīng)用于提升系統(tǒng)的制動(dòng)控制,涵蓋了機(jī)、電、液、儀表及先進(jìn)的模糊控制和智能領(lǐng)域;依據(jù)提升機(jī)實(shí)際使用工況,對(duì)多個(gè)控制流程有機(jī)融合,實(shí)時(shí)智能監(jiān)控,系統(tǒng)的可靠性得到了充分的保證。
在高性能方向比例閥隨動(dòng)減速度恒值閉環(huán)控制技術(shù)上,恒減速控制方式通過(guò)高性能方向比例閥及相應(yīng)的檢測(cè)原件實(shí)現(xiàn),具有控制精度較高、響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)性能好、雙向調(diào)節(jié)等特點(diǎn),制動(dòng)系統(tǒng)糾偏能力強(qiáng),比傳統(tǒng)的恒力矩制動(dòng)有更為優(yōu)越的智能性能,安全制動(dòng)效果好。
在雙工作點(diǎn)恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)上,根據(jù)不同工況,通過(guò)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)恒減速工作點(diǎn)的計(jì)算和校核,對(duì)重載上提與重載下放工況采用恒減速度值分別設(shè)定,以實(shí)現(xiàn)恒值閉環(huán)控制安全制動(dòng)。
在多通道自維護(hù)式恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng)上,三條通道完全獨(dú)立,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生恒減速制動(dòng)時(shí),任意兩個(gè)通道對(duì)另一個(gè)可能發(fā)生的故障通道具有100%的修復(fù)能力,是整個(gè)過(guò)程中保持恒定減速度,系統(tǒng)在各種情況下都是安全、可靠的。
王繼生還告訴記者,早在2010年12月7日,河南省科技廳組織專家對(duì)礦井提升機(jī)智能恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行了鑒定。鑒定認(rèn)為,該系統(tǒng)具有制動(dòng)原理科學(xué)、智能化程度高、制動(dòng)性能優(yōu)越、安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn),有效提高礦井提升系統(tǒng)安全運(yùn)行水平,系統(tǒng)整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,在制動(dòng)控制原理及方法上具有國(guó)際領(lǐng)先水平。
經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益突出,應(yīng)用前景明朗
“礦井提升智能恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng)是中信重工具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的主導(dǎo)產(chǎn)品核心技術(shù)之一。該產(chǎn)品的推出打破了國(guó)內(nèi)大中型提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)被國(guó)外設(shè)備長(zhǎng)期壟斷的格局,將減少我國(guó)礦山企業(yè)對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴程度,可完全替代進(jìn)口產(chǎn)品,大大提高礦山安全,給國(guó)家及礦山企業(yè)節(jié)省大量的外匯。”王繼生透露。
與此同時(shí),項(xiàng)目成果提高了礦山的效率,給礦山開(kāi)采帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)于提高礦山安全和振興民族工業(yè)具有重大的社會(huì)效益。
項(xiàng)目成果已授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng),實(shí)用新型專利6項(xiàng),軟件著作權(quán)3項(xiàng);新申報(bào)并通過(guò)實(shí)質(zhì)性審查國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng),新申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng);在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上,以核心技術(shù)為基礎(chǔ),項(xiàng)目在研究過(guò)程中制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。
“項(xiàng)目研究成果主要應(yīng)用于煤炭和金屬井工礦山資源開(kāi)采,也可用于大型皮帶運(yùn)輸機(jī)、港口起重設(shè)備、大型升船機(jī)等設(shè)備,市場(chǎng)前景非常廣闊。”王繼生說(shuō)。
王繼生分析表示,目前我國(guó)約有7000多臺(tái)提升機(jī)在運(yùn)行,每年新建、改建礦井需要大、中型提升機(jī)約230多臺(tái),按60%的大型礦井提升機(jī)配置本制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算,每年新增智能恒減速電液制動(dòng)系統(tǒng)138臺(tái)套。
截至目前,該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)訂貨95臺(tái)套,產(chǎn)品涵蓋河南、河北、安徽、內(nèi)蒙等十多個(gè)省區(qū)市。