矿井提升机智能监测与安全控制技术研究

摘要：矿井提升机是矿井采掘中至关重要的设备之一，其性能直接影响矿井的安全与生产效率。随着科技进步，智能监测与安全控制技术在矿井提升机中的应用日益广泛。本文研究了矿井提升机智能监测与安全控制技术的关键技术，包括智能传感器的应用、数据采集与实时监控技术、智能诊断与预警系统的建设，探讨了如何通过先进的技术手段保障提升机的安全运行，提高其工作效率。

关键词：矿井提升机；智能监测；安全控制

引言

提升机是矿井的主要设备，用于升降人员和物料。按照工作原理，提升机可分为单绳缠绕式和多绳摩擦式。矿井提升装备由主机、闸控系统、电动机、电控系统四部分组成，还包括其他配套辅机。近年来，随着矿山超深、重载、高速需求的增多，矿井提升机大型化发展迅速，各组成部分都取得了显著的技术进步，国内多座矿山已经使用了大型、特大型提升机。在确保矿井安全生产的同时，提升机的智能化监测和安全控制技术也逐渐成为提高矿山作业效率和保障矿工安全的关键因素。因此，对矿井提升机智能监测与安全控制技术的研究具有重要的实际意义。

1 矿井提升机的功能

矿井提升机是矿山企业用于井下物料、人员提升的关键设备。其主要功能是将井下的矿石、煤炭、设备和人员等物料通过竖井进行运输，为矿山的开采与生产提供必要的支持。提升机的工作通常依靠卷扬装置、电动机、减速机、吊笼和钢丝绳等组成系统，能够实现矿井深度范围内的高效运输。提升机的稳定性和安全性直接影响着矿山的生产效率和工人的安全，因此其安全性与技术性能的持续提升是矿山安全生产中的重要任务。

2 矿井提升机智能监测的策略

2.1 智能传感器在提升机中的应用

采用智能传感器对矿井提升机进行监控，可以随时掌握提升机各个部件的工作状态。例如通过布置测温传感器、测振传感器和测压传感器等手段实时检测提升机的电驱动组件、减速组件、钢绳等部位，一旦出现异常，传感器即可及时将监测数据传至管理人员，协助检修人员快速找到故障源头。采用测振传感器，可以监测提升机运行时的振动强度，有助于提前发现可能存在的设备故障；采用测温传感器，可以检测电机或减速器的温度情况，以此避免过热而产生的设备破坏或者发生火灾。

2.2 数据采集与实时监控技术

数据采集与实时监控技术通过搭建信息化平台，可以对矿井提升机进行全方位的数据采集和监控。实时监控系统可以通过智能传感器获取提升机的各项运行数据，包括运行速度、载重、温度、压力等信息。这些数据通过无线传输实时上传到监控中心，在计算机系统上进行分析处理，生成可视化报告。操作人员可通过监控系统实时查看提升机的运行状态，确保其始终在安全、合规的条件下运行。在遇到异常情况时，系统会立即发出预警通知，并进行故障诊断，为维护人员提供维修建议，减少了停机时间，提高了设备的可靠性和矿井生产的效率。

2.3 智能诊断与预警系统的建设

通过对矿井提升系统应用智能化诊断和预警系统，结合数据分析、机器智能的方法，可实现对提升机状态的智能化监测。当检测到提升机运行不稳定、出现异常工况时，该系统可自动进行分析判断，评估可能的故障风险。基于阈值限制的智能报警系统，当设备超出阈值或出现异常时，主动发出预警，提醒工作人员采取适当的措施进行处理。

3 安全控制技术在矿井提升机中的应用

3.1 安全控制系统的实际应用

矿井提升机的安全控制系统主要由机械安全、自动控制与监测系统、紧急保护系统等部分构成。安全控制系统的核心功能是实时监测提升机各个环节的工作状态，确保各项操作符合安全标准。当设备出现异常时，控制系统能及时关闭或启动保护措施，避免事故的发生。自动控制系统通过数据采集和分析，能够在提升机运行过程中实时监控电机、减速机等关键部件的运行状态，并根据数据变化调整工作参数。例如，当电机出现过载或温度过高时，系统会自动发出警报，并启动保护程序，使提升机停止运行，防止设备损坏。

3.2 紧急制动与保护机制的应用

矿井提升机的紧急制动与保护机制是保障提升机运行安全的关键措施之一。若是出现停电、机械设备出现问题、操作失误等情况，提升机的应急刹车系统能够快速制动并停止，防止了事故恶化。该系统的主要特点在于具有双重备份设计和多种保护措施，防止在任何时候何种情况下都能够及时采取措施加以应对。此外，提升机中的防护还包括保护提升机中所用的钢丝绳防止其断裂及出现超载的情况，例如，在提升机中安装钢丝绳拉伸监测仪，若提升机钢丝绳拉伸出现异常情况，那么保护装置就会自动启动并暂时关闭提升机，防止了出现意外。这样也避免了大量的矿井提升机危险情况，保证了矿山的平稳生产及职工的生命安全。

3.3 风险评估技术的实际应用

对矿井提升机而言，风险评估技术是通过对机器的工作数据进行分析，从而寻找和确定可能存在的风险与故障发生的可能性的一种技术，这一技术主要结合当下发展程度较高的大数据、人工智能等技术手段，通过监测系统实时获取的不同信息，通过风险评估模式予以分析，对设备在不同环节工作过程中可能发生的危险情况予以测算。例如，对设备过往的工作经历及其所处的相关环境去预测其会发生什么样的故障，再将不同维度的风险因素予以评级，提供针对性的预防方案等。这一方式的运用也使得矿井提升机故障预警的准确度更高，有助于我们提前做好检修方案以防止由设备原因引发的事故，进一步提升矿井工作的整体安全性。

结语：矿井提升机作为矿山生产中的关键设备，其安全性直接关系到矿井作业的顺利进行及人民生命安全。随着智能化技术的快速发展，矿井提升机的智能监测与安全控制技术已经成为提升其安全性和工作效率的重要手段。通过引入智能传感器、实时数据采集与监控技术、智能诊断与预警系统，能够实时监控提升机的工作状态，提前预测潜在风险，并采取相应的控制措施。结合安全控制系统、紧急制动机制和风险评估技术，能够确保提升机在复杂环境中的稳定运行，最大限度地降低事故发生的概率。

参考文献：

[1]杨东旭.煤矿提升机智能监控及故障诊断技术的研究[J].自动化应用， 2023， 64（21）：101-103.

[2]曹海龙.矿井提升机远程监控系统的搭建与应用[J].自动化应用， 2023， 64（15）：104-105.

[3]刘坤良，刘同欣，徐永福，等.智能闸控系统在矿井提升机制动系统中的应用[J].矿山机械， 2021， 49（3）：5-6.