山 西 省 煤 炭

優(yōu) 秀 學 術(shù) 論 文 評 審 表

論文題目     復合式斜井跑車防護系統(tǒng)設計與應用    

      申報學科組 煤炭技術(shù)工程與礦山工程組 學科組代碼 13

      作者姓名  劉海平    職稱  工程師      年齡   40     

      工作單位 （詳細）同煤集團生產(chǎn)技術(shù)部   職務  科長  

      通訊地址 大同煤礦集團公司生產(chǎn)技術(shù)部   郵編 037003    

      聯(lián)系電話      0352-7868355  13593036501          

      推薦單位       大同煤礦集團有限責任公司          

                                    2011年12月20日

     復合式斜井跑車防護系統(tǒng)設計與應用

劉海平

大同煤礦集團公司生產(chǎn)技術(shù)部    山西大同    037003

摘  要：煤礦斜井運輸?shù)姆雷o是保障安全的重要環(huán)節(jié)，文章分析了目前煤礦生產(chǎn)中，斜井運輸過程防護現(xiàn)狀，介紹了復合式斜井跑車防護系統(tǒng)的性能、特點及工作原理，結(jié)合大同煤礦集團公司礦井的實際情況，簡單介紹復合式斜井跑車防護系統(tǒng)的設計與應用，說明復合式斜井跑車防護系統(tǒng)在斜井運輸中的重要性。

關(guān)健詞：復合式；跑車防護系統(tǒng)；設計；

中圖分類號：TD55⁺3                              文獻標志碼：B    文章編號：1003-496X（2011）09-0131-02

我國煤炭開采以井工為主，隨著礦井負荷的增加，斜井提升工作量不斷加重，發(fā)生跑車事故的概率也呈現(xiàn)上升趨勢?，F(xiàn)階段，國內(nèi)礦山運輸事故的發(fā)生率已占到了事故死亡率的第3位，而斜井運輸中發(fā)生的事故更占到了所有運輸事故中的70%。因此，預防斜井運輸事故，確保礦山安全生產(chǎn)已刻不容緩。

斜井“一坡三擋”是煤礦運輸技術(shù)人員多年研究的課題，各煤礦曾自制了多種多樣的擋車器、擋車欄、阻車器，但均不符合或不完全符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，防跑車作用也沒有保證，甚至還有誤動作發(fā)生；大同煤礦集團公司也投入大量資金購置了一些斜井智能型跑車防護裝置，但使用效果均不好。因此安裝功能齊備、靈敏可靠、集主動預防與被動防護于一體的的復合式斜巷跑車防護系統(tǒng)對于防止跑車事故發(fā)生，減輕事故損失，避免釀成惡性事故起到十分重要的作用。

1  現(xiàn)有跑車防護裝置存在問題

近幾年，國內(nèi)經(jīng)過多年的探索研究，斜巷安全防護有了一定的完善提高，在主要運輸提升斜巷，基本實現(xiàn)了安全設施與絞車自動聯(lián)鎖，但各種安全防護設施仍存在不齊全、不完善、不配套等缺陷，小的聯(lián)絡斜巷仍存在著許多死角和不足。

（1）監(jiān)控系統(tǒng)動作不靈敏，不可靠。以前擋車裝置的監(jiān)測控制主要為機械控制、機械-電氣聯(lián)控、光電子控制和多普勒雷達監(jiān)控。這些裝置及控制，要么比較簡單，不能擴大生產(chǎn)及應用；要么比較復雜，投資多，運行費用高。而且擋車器誤動作時有發(fā)生，嚴重威脅著煤礦生產(chǎn)和煤礦井下工人的人身安全。

（2）煤礦自制的各類擋車器多為手動操作控制，雖然也起到了一定的作用。但由于作業(yè)場所環(huán)境惡劣，手動控制響應速度慢等因素，還是難以防止由于操作工不使用或者錯誤使用擋車設施、鋼絲繩斷裂、礦車及連接裝置缺陷造成的跑車事故。

（3）安全設施研發(fā)力度不夠, 由于斜巷防跑車安全設施，計算較為復雜，研制開發(fā)難度較大，產(chǎn)品投資較大，回報利潤和價值較小，且煤礦安全產(chǎn)品責任較大，一些廠家、科研機構(gòu)、院校不愿涉足而導致一直不能很好開發(fā)。

（4）部分裝置部件質(zhì)量不過關(guān)，不能適應井下潮濕、防爆的惡劣環(huán)境，執(zhí)行機構(gòu)頻繁動作可靠性差，如編碼器易出故障且重新調(diào)試困難，需專業(yè)人員和專用調(diào)試設備，傳感器、脫扣器、數(shù)據(jù)采集器、牽引電磁鐵等部件容易損壞等。

2  復合式斜井跑車防護系統(tǒng)組成

復合式跑車防護系統(tǒng)是一個斜井軌道運輸中，全視頻、全過程、無縫隙的監(jiān)測監(jiān)控防護系統(tǒng)，實現(xiàn)了人料車自動識別；阻車器、擋車器相互閉鎖；自動和手動相互配合的全方位防護功能系統(tǒng)。從煤礦安全性及運輸效率考慮，在斜井巷道中設置阻車裝置，聯(lián)動式提門擋車門和柔性擋車欄以及跑車防護裝置，組成復合式斜井安全防護系統(tǒng)^［1］。系統(tǒng)主要由ZZC660型阻車裝置、ZDC30-1.2型跑車防護裝置、ZSJ127型電視監(jiān)視裝置等組成，系統(tǒng)組成如,圖1。

3  復合式斜井跑車防護系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理

復合式跑車防護系統(tǒng)上電后，阻車裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，提門式擋車門處于關(guān)閉，柔性擋車欄開啟，3道跑車防護裝置擋車欄下放到位，全程視頻監(jiān)視裝置投入工作。

絞車啟動后，主控器接收到絞車檢測傳感器SB信號，接通阻車裝置、跑車防護裝置電源。

礦車下行時，控制器接收到軌道傳感器SD、視頻監(jiān)控裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發(fā)出“正常運行到達”信號，輸出控制阻車裝置阻車器打開、同時控制操作箱進入工作狀態(tài)，控制提門式擋車門打開，打開到位后，控制器接收到開啟到位傳感器SE后，控制關(guān)閉阻車裝置用阻車器，礦車順利通過提門式擋車門，礦車通過后，由視頻監(jiān)視裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發(fā)出發(fā)出“正常運行通過”信號，控制提門式擋車門關(guān)閉；礦車下行到達第一道柔性擋車欄前方時，軌道傳感器SE、視頻監(jiān)控裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發(fā)出“正常運行到達”信號，聯(lián)動提起柔性擋車欄，提起到位即檢測到提起到位傳感器SF信號后，礦車繼續(xù)下行，允許跑車防護裝置接收SA、視頻監(jiān)視裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發(fā)出發(fā)出“正常運行通過”信號，第一道柔性擋車欄放下；同理通過第二道、第三道柔性擋車欄；相繼關(guān)閉跑車防護裝置擋車欄，礦車進入下平車場。礦車上行時，原理相同。礦車運行中，如若在任一位置檢測傳感器、視頻監(jiān)控裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發(fā)出“非正常運行”信號，全系統(tǒng)阻車、擋車裝置不動作，起到復合防護作用。

ZSJ127型電視監(jiān)視裝置是通過分布在斜井的各個攝像儀，對斜井中各段情況進行采集，攝像儀對采集的圖像信號進行編碼處理，然后將編碼信號通過傳輸線傳送給硬盤錄像機，錄像機收到數(shù)據(jù)信號后，先進行解碼，再由硬盤錄像機將接收的信號，根據(jù)設定要求，進行分析、合成、錄制等處理，并與已設定好的圖形比較，自動識別運動圖像的運行速度，將其信息傳輸?shù)较到y(tǒng)控制箱，供系統(tǒng)采集系統(tǒng)判定；同時傳送給液晶監(jiān)視器，由液晶監(jiān)視器顯現(xiàn)出各監(jiān)視點攝像儀攝取的圖像信號，使絞車司機很清楚的看到礦車運行以及各監(jiān)視點的實際工作圖像，便于及時發(fā)現(xiàn)問題，保障生產(chǎn)過程的安全。

4  復合式跑車防護系統(tǒng)的主要特點

復合式斜井跑車防護系統(tǒng)總體設計中參照了國內(nèi)外先進技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)制造技術(shù)水平現(xiàn)狀和使用地點的適用性進行了總體設計，其主要要點是：

（1）監(jiān)控系統(tǒng)，采用旋轉(zhuǎn)編碼器、壓敏開關(guān)等多套傳感器獨立測速，PLC表決控制。這種方式能有效地降低由于監(jiān)測系統(tǒng)錯誤，發(fā)生誤動作、拒動作的概率以及減少電氣元件自身發(fā)生故障．影響生產(chǎn)情況的發(fā)生。

(2）驅(qū)動裝置，采用液壓動力包的形式作為動力源。液壓動力包與同規(guī)格的常規(guī)液壓站相比，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，可以在車擋附近擺放，極大地減少了管路長度，保證油路供應順暢。油缸動作靈活可靠。

(3) 車擋機構(gòu)，采用鋼絲繩框架式混合車擋。使用這種車擋機構(gòu)在跑車事故發(fā)生后恢復生產(chǎn)快．造成損失小。

(4) 緩沖機構(gòu)，采用卷筒摩擦式吸能。這種方式適應井下巷道的各種惡劣條件．而且屬于變阻力吸能．對提升系統(tǒng)沖擊小。

5  復合式斜井跑車防護系統(tǒng)的創(chuàng)新點

（1）系統(tǒng)通過采用復合集成方式，實現(xiàn)了跑車防護的高可靠性。

（2）系統(tǒng)采用采取阻車器與擋車欄聯(lián)合閉鎖技術(shù)，由被動式防護轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃雷o和科學防護。

（3）系統(tǒng)采用多種傳感測速、驅(qū)動、緩沖新技術(shù)，解決了以往跑車防護裝置不通用的難題。

（4）系統(tǒng)穩(wěn)定性強，自動化程度高，解決了以往跑車防護裝置誤動作或拒動作的難題。

6  復合式斜井跑車防護系統(tǒng)系統(tǒng)的應用

2009年在大同煤礦集團公司四臺礦12#408第一暗斜井進行了工業(yè)性試驗，該斜井全長180米，坡度15度，安裝ZZC660型阻車裝置、ZDC30-1.2型跑車防護裝置（相互聯(lián)鎖）、ZSJ127型電視監(jiān)視裝置各1套，構(gòu)成復合式跑車防護系統(tǒng)。系統(tǒng)運行以來，各項功能均達到或超過設計要求，能夠?qū)崿F(xiàn)車檔聯(lián)鎖控制、手動自動切換操作、電視監(jiān)控等功能。2010年在集團公司進行了推廣使用。

7  結(jié)語

復合式跑車防護系統(tǒng)的成功研制，不僅消除了人為的操作失誤和跑車事故,還大大減少了員工的勞動強度,提高了煤礦斜井管理技術(shù)水平，而且還為煤礦安全生產(chǎn)、提高工作效率創(chuàng)造了條件，帶動了煤礦技術(shù)進步與發(fā)展。系統(tǒng)聯(lián)鎖、復合的創(chuàng)新模式進一步推動了國內(nèi)跑車防護系統(tǒng)的新品種的開發(fā)和技術(shù)內(nèi)容的創(chuàng)新，進一步提升了我國跑車防護系統(tǒng)的設計與制造水平和開發(fā)技術(shù)，改變了礦山斜井運輸現(xiàn)有的裝備局面，具有極高的推廣價值。

參考文獻
［1］周英露.斜井跑車裝置的合理配置和使用.同煤科技，2002，92(2):19~21.

作者簡介：劉海平（1970 -），男，山西省繁峙縣人，工程師、國家注冊安全工程師，2010年畢業(yè)于中北大學，現(xiàn)在大同煤礦集團公司生產(chǎn)技術(shù)部從事礦井運輸管理工作，發(fā)表論文數(shù)篇。

地址：山西大同新平旺大同煤礦集團公司生產(chǎn)技術(shù)部

郵編：037003

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Email：lhp0512005@163.com

About the author：

Liu Haiping, male, born in Nov. 1970, engineer, graduated from Datong College, now in charge of the mine transportation in Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department and have published many papers.

Address: Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department, Xinpingwang, Datong, Shanxi

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