礦井斜巷運輸信號控制系統的實現

周冬莉 韓國慶

（1.河北能源職業技術學院，河北省唐山市，063000；2.開灤集團唐山礦業分公司，河北省唐山市，063000）

礦井斜巷運輸信號控制系統的實現

周冬莉1韓國慶2

（1.河北能源職業技術學院，河北省唐山市，063000；2.開灤集團唐山礦業分公司，河北省唐山市，063000）

根據0044礦井斜巷對監控系統的要求，給出了監控系統的總體結構和功能。詳細分析了監控系統信號控制部分的要求，提出了對擋車器、風門以及柵欄門部分控制實現思路。礦井斜巷運輸采用變頻調速無極繩絞車和完善的信號控制系統有利于提高礦井的安全生產水平和工作效率，實現了斜井絞車自動化控制。

無極繩絞車 礦井斜巷 信號控制

礦井斜巷是采區運輸材料、矸石、設備等物資的主要通道，運輸量較大。運行期間，車場道岔、擋車器、信號等由各車場把鉤工操作，由于司機只能通過聽信號開車而無法看到斜巷的情況，所以發生礦車掉道、翻車或撞傷人等事故的隱患較大。開灤集團唐山礦業分公司0044斜井是連接12水平與14水平的主要運輸巷道，巷道最上位標高為－678 m，最下位標高為－947m，高差為269m，運輸長度為1564m，最大傾角為21°，平均傾角為16°。斜巷內有2道風門，中部有1條十字交叉巷道，上下口采用“一坡三擋”。通過選用JWB－132J型變頻調速無極繩絞車雙向運輸方式和防爆變頻控制系統，實現了斜井絞車自動化控制，提高了礦井安全生產水平和工作效率。

1 監控系統綜述

1.1 0044礦井斜巷對監控系統的要求

整個運行系統要求實時通訊聯系、沿線系統自動動作、絞車行進過程中擋車器自動開啟與閉鎖以及風門自動打開與閉合，具體要求如下：

（1）監控系統能對各道岔、擋車器、風門、行車進行控制并實現故障報警；

（2）監控系統能對各車場設備狀態進行電視監視，同時將畫面反饋到司機和主調度室；

（3）實時反映礦車的實際運行位置，能夠直觀看到現場的實際情況；

（4）利用遠程視頻監控直接對井下情況進行實時監控。

1.2 0044礦井斜巷監控系統的總體結構和功能

整個監控系統主要由信號控制保護、語言控制、電視監測和無線通訊四大部分組成。信號控制保護部分主要是以PLC為核心，配以顯示器的人機界面，具備實時監控、過卷保護以及岔道語言警示和沿道語言通訊功能。語言控制部分具有打點、通話和急停功能，并且能分辯出哪個語音聲光信號急停裝置動作。電視監視部分采用防爆視頻監控，通過現場防爆攝像機的圖像采集，把現場視頻圖像清晰直觀地顯示在礦用隔爆型監視器上。

2 信號控制保護部分的控制要求

信號控制保護部分包括2個風門、3個擋車器以及4個柵欄門控制對象和2個過卷保護。斜巷由上車場到下車場（下運）時，通過的控制對象順序分別為：1＃柵欄門、1＃擋車器、2＃擋車器（1＃與2＃連動）、3＃柵欄門、4＃柵欄門、1＃風門、2＃風門、3＃擋車器、2＃柵欄門。0044礦井斜巷信號控制位置示意圖如圖1所示。

圖1 0044礦井斜巷信號控制位置示意圖

2.1 擋車器控制要求

根據《煤礦安全規程》中傾斜井巷內“一坡三擋”的設置要求，0044礦井斜巷變坡點下設置1＃和2＃擋車器，坡底設置3＃擋車器。梭車下運時的流程為：接近1＃擋車器→打開1＃擋車器→閉合2＃擋車器→通過1＃擋車器→打開2＃擋車器→閉合1＃擋車器。下運時1＃和2＃擋車器不能同時打開，3＃擋車器的動作過程與1＃擋車器相同。要求故障停車時，離擋車器最近的梭車距離擋車器不小于3 m。若主控系統沒有接到擋車器執行機構的反饋信號應視為故障，同時控制梭車緊急停車。擋車器的工作狀態要求有聲光報警指示。

2.2 風門控制要求

如圖1所示，斜巷中下部有1＃和2＃兩個風門，間距為50m，并且1＃和2＃風門不能同時打開。要求故障停車時，離風門最近的梭車距離風門不小于3m。梭車下運時，先打開1＃風門，梭車通過后關閉1＃風門，2＃風門控制與1＃風門相同。如果風門未能完全打開，應將信號傳到主控系統，系統控制梭車緊急停車并發出報警信號。風門的工作狀態要求有聲光報警指示。

2.3 柵欄門的控制要求

根據《煤礦安全規程》的有關規定，0044礦井斜巷上井口和下井口安裝有1＃和2＃兩個柵欄門，在斜巷中部和T2022連接處安裝3＃和4＃兩個柵欄門，避免T2022和0044斜巷同時通車。接到起車指令后，1＃和2＃兩個柵欄門打開，3＃和4＃兩個柵欄門關閉。梭車運行過程中，1＃、2＃、3＃和4＃柵欄門都應處于關閉狀態，防止人員和物品誤入。柵欄門的工作狀態要求有聲光報警指示。

3 信號控制保護部分的實現

3.1 擋車器控制的實現

根據故障停車時離擋車器最近的梭車距離擋車器不小于3m的要求，控制擋車器的接近開關應該安裝在擋車器前22m和擋車器后5m的位置。

梭車下運經過22m處的接近開關時，控制1＃擋車器打開，控制2＃擋車器閉合，主控系統接到1＃和2＃擋車器執行機構的返回信號后，梭車通過1＃擋車器；當梭車運行至5m處的接近開關時，控制1＃擋車器閉合，控制2＃擋車器打開，主控系統接到1＃和2＃擋車器執行機構的返回信號后，梭車通過2＃擋車器。3＃擋車器的控制過程與1＃擋車器相同。

梭車上運經過5m處的接近開關時，控制3＃擋車器打開，主控系統接到3＃擋車器執行機構的返回信號后，梭車通過3＃擋車器；當梭車運行至22m處的接近開關時，控制3＃擋車器閉合。1＃和2＃擋車器的控制同3＃擋車器相同。若主控系統未接到擋車器執行機構的返回信號應視為故障停車。

3.2 風門控制的實現

控制風門開關采用礦用本安型紅外傳感發送器、礦用本安型紅外傳感接收器和防爆磁性接近開關。根據控制要求，在距離1＃風門20m處安裝接近開關A控制1＃風門的打開，在距1＃風門3m處安裝接近開關B控制1＃風門的關閉。控制2＃風門打開和關閉的接近開關C和接近開關D安裝位置與1＃風門相同。

梭車下運經過接近開關A處時，控制1＃風門打開，同時檢測1＃風門是否已開到位并將信號返回給主控系統，梭車通過1＃風門。當梭車運行至接近開關B處時，控制1＃風門閉合。當梭車經過接近開關C處時控制2＃風門打開，此時檢測2＃風門是否已開到位并將信號返回給主控系統，梭車通過2＃風門。當梭車運行接近開關D處時，控制2＃風門閉合。梭車上運時控制過程與下運相同。

梭車上運或下運時，如果檢測到1＃風門或2＃風門沒有開到位，則將接近開關檢測信號發送給主控系統，主控系統啟動程序完成梭車的緊急停車并發出報警信號。在1＃風門和2＃風門的控制程序中設置電氣互鎖，兩道風門的外接電路中采用電氣和機械雙重閉鎖功能，避免1＃風門與2＃風門同時打開。同時采用LED屏幕報警和語音報警兩種報警方式，當車輛經過時，可發出多種語音提示信號，故障狀態下可發出聲光報警信號。

3.3 柵欄門的控制實現

1＃和2＃兩個柵欄門的開關狀態用行程開關檢測。接到起車指令后，主控系統首先檢測1＃和2＃兩個柵欄門的工作狀態，如果柵欄門處于關閉狀態，主控系統發出指令控制柵欄門打開，梭車啟動，否則視為故障停車。3＃和4＃兩個柵欄門采用電磁鎖控制。接到起車指令后，主控系統首先檢測3＃和4＃兩個柵欄門上電磁鎖工作狀態，如果電磁鎖置鎖則啟動梭車。若電磁鎖解鎖，主控系統發出指令給電磁鎖置鎖，之后梭車才能運行。

3.4 其他控制與顯示

主控系統開機后，液晶顯示屏MT5520T顯示無極繩絞車運行狀態的運行畫面，液晶顯示屏能顯示梭車在巷道中的位置和運行的距離。若在運行過程中出現機頭過卷、機尾過卷、急停、擋車器未完全開啟、風門未完全打開、風門未完全關閉等故障時，系統自動發出停車指令，顯示畫面會自動跳轉到故障畫面，并顯示出故障類型以及故障發生的時間和確認時間。待故障解除后，按下操作的臺上返回按鈕，顯示畫面會自動跳轉到運行狀態畫面。

4 結論

0044礦井斜巷運輸信號控制系統以PLC為控制核心，具備實時監控、過卷保護、岔道語言警示以及沿道語言通訊等功能。變頻調速無極繩絞車配以完善的信號控制系統，安裝使用后起車平穩，實現了斜巷絞車自動化控制，節省了大量人力，降低了巡視的勞動強度，提高了距離較遠的礦井斜巷運輸的安全生產水平和工作效率。

［1］ 田寶豐，高春生，劉天習.JZB－1型斜巷運輸智能綜合閉鎖裝置及其應用［J］.中國煤炭，2004（4）

［2］ 魏巍.礦井斜巷運輸綜合監控系統［D］.淮南：安徽理工大學，2006

［3］ 高春礦.煤礦安全監控系統現狀與發展前景［J］.煤炭技術，2004（11）

［4］ 侯宇剛.礦井軌道斜巷人車安全閉鎖裝置的研究［J］.工礦自動，2009（1）

Actualization of signal control for transportation in No.0044inclined shaft

Zhou Dongli1，Han Guoqing2
（1.Hebei Energy Institue of Vocation and Technology，Tangshan，Hebei 063000，China；2.Tangshan Mining Branch Company，Kailuan Group，Tangshan，Hebei 063000，China）

According to the requirements for the monitoring system used in No.0044inclined shaft，its general structure and functions were described.The signal control system was analyzed in detail，and the ideas for the actualization of each control part including air door and road－blocker were proposed.The speed control via variable frequency of endless rope winch equipped with perfect signal control system for the transportation in No.0044inclined shaft is favorable for the production safety and work efficiency rising，achieving automatic control of inclined shaft winch.

endless rope winch，inclined shaft，signal control

TD55

A

周冬莉（1972－），女，河北省景縣人，河北能源職業技術學院副教授，主要從事煤礦電氣自動化方面的研究。

（責任編輯 路 強）