雙冗余常閉型斜井跑車防護(hù)裝置的應(yīng)用及研究

摘要：邢東礦在斜巷運(yùn)輸中應(yīng)用了雙冗余斜井跑車防護(hù)裝置，提高了設(shè)備運(yùn)行的準(zhǔn)確性，有效地提高了斜巷溜車跑車的攔截率，為斜坡運(yùn)輸安全提供了良好保障。

關(guān)鍵詞：雙冗余斜巷跑車防護(hù)

1 研究的目的和意義

目前，在國內(nèi)大多數(shù)煤礦生產(chǎn)過程中，軌道運(yùn)輸是生產(chǎn)物料的主要運(yùn)輸方式。礦井運(yùn)輸系統(tǒng)線路長、涉及面廣，貫穿于煤礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過使用新設(shè)備及新技術(shù)，促進(jìn)煤礦企業(yè)提高安全水平，建立隱患排查治理長效機(jī)制，穩(wěn)定地區(qū)煤礦安全生產(chǎn)，構(gòu)建安全和諧的社會生活環(huán)境具有十分重要的意義。

在斜巷軌道運(yùn)輸過程中，因斷繩脫鉤發(fā)生跑車事故時(shí)有發(fā)生，不但會將巷道內(nèi)敷設(shè)的電纜及風(fēng)水管路撞壞，而且會造成井巷內(nèi)作業(yè)人員的傷亡事故，給礦井生產(chǎn)帶來巨大的危害。

邢東礦副暗斜井全長1025m，平均坡度達(dá)到13°，提升絞車為2m單筒提升絞車，巷道內(nèi)有2處行人岔口。副暗斜井是連接-760與-980水平的進(jìn)風(fēng)、物料運(yùn)輸主要通道，物料運(yùn)輸量大，工作繁忙，日均提升鉤次達(dá)到20鉤/天。副暗斜井的安全暢通與否，是能否保障礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。該礦在斜巷內(nèi)安裝了5部雙冗余型常閉式跑車防護(hù)裝置，構(gòu)建了斜巷跑車攔截網(wǎng)絡(luò)，確保了斜巷運(yùn)輸安全。

2 主要研究內(nèi)容

2.1 設(shè)備的組成及工作原理

邢東礦所使用的雙冗余型常閉式跑車防護(hù)裝置主要由PLC控制箱、擋車欄、執(zhí)行部件與檢測勾頭位置的傳感器等組成。如圖1：

2.1.1 雙冗余跑車防護(hù)裝置工作原理如下：常閉式跑車防護(hù)裝置由PLC系統(tǒng)控制箱控制。絞車下回時(shí)，當(dāng)鉤頭位置下回至擋車欄上方距擋車欄80m處，PLC控制器發(fā)出指令，控制電磁閥動(dòng)作，開啟擋車欄使礦車通行，當(dāng)鉤頭位置下回至擋車欄下方距擋車欄位置50m時(shí)，PLC控制器發(fā)出指令，控制電磁閥動(dòng)作，關(guān)閉擋車欄；絞車提升時(shí)，當(dāng)鉤頭位置提升至距擋車欄位置50m時(shí)，PLC發(fā)出指令，控制電磁閥動(dòng)作，開啟擋車欄使礦車通行，當(dāng)鉤頭位置提升至擋車欄上方距該擋車欄80m時(shí)，PLC控制器發(fā)出指令，關(guān)閉擋車欄。常閉式跑車防護(hù)裝置完成一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。假如礦車出現(xiàn)斷繩跑車或有未連掛的車輛滑入斜巷中時(shí)，由于擋車欄處于常閉狀態(tài)，會將礦車攔截住，確保了井下作業(yè)人員和設(shè)備的安全。

該設(shè)備的雙冗余檢測系統(tǒng)是該設(shè)備的重要特點(diǎn)，采用了雙傳感器檢測絞車主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與距離，該電氣系統(tǒng)主要由：PLC控制系統(tǒng)、絞車主軸監(jiān)測系統(tǒng)，直流電源板、電磁閥和擋車欄位置檢測傳感器組成。其中，PLC控制系統(tǒng)是設(shè)備運(yùn)行的核心部分，其直接控制擋車欄的閉合。

2.1.2 電氣系統(tǒng)工作原理如下：供電后，直流電源板提供24V直流電源，4個(gè)傳感器由PLC接口板提供電源處于工作狀態(tài)，并將信息反饋至絞車操作臺顯示屏上。PLC通過采集與絞車滾筒相關(guān)聯(lián)的A、B傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算絞車提升速度與鉤頭實(shí)際位置并發(fā)出相關(guān)控制信號；當(dāng)擋車欄處于常閉狀態(tài)時(shí)，傳感器C、D共同檢測擋車欄位置信息，并通過PLC控制器反饋回操作臺顯示屏。當(dāng)絞車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若絞車鉤頭運(yùn)行速度在正常的速度范圍內(nèi)，且距擋車欄50m時(shí)，PLC系統(tǒng)發(fā)出控制信號，操作擋車欄提升，使礦車通過；當(dāng)?shù)V車距擋車欄的距離大于50m時(shí)，該P(yáng)LC系統(tǒng)發(fā)出指令，控制擋車欄閉合。一旦礦車脫鉤斷繩跑車，擋車欄因?yàn)椴徊杉V車信息，使攔車欄仍處于常閉狀態(tài)，對礦車進(jìn)行有效攔截，可以避免斜巷溜車傷人事故的發(fā)生。

3 研究結(jié)論及項(xiàng)目推廣應(yīng)用情況

通過副暗斜井軌道運(yùn)輸中雙冗余型跑車防護(hù)裝置中的應(yīng)用，有效杜絕了因傳感器損壞而造成的運(yùn)輸撞檔掉道翻車事故，大大提高了副暗斜井運(yùn)輸?shù)陌踩禂?shù)。

實(shí)踐證明，雙冗余型跑車防護(hù)裝置比單傳感器檢測式跑車防護(hù)裝置具有更穩(wěn)定可靠的安全系數(shù)，能夠更好地完成脫鉤車輛的攔截作用，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及技術(shù)關(guān)鍵

雙冗余型常閉式跑車防護(hù)裝置的特點(diǎn)如下：

①絞車速度與擋車欄的狀態(tài)由兩套傳感器進(jìn)行檢測，輸入PLC控制器中，構(gòu)成了冗余系統(tǒng)，提高了設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)率。有效地解決了因傳感器損壞而造成的設(shè)備誤動(dòng)作。

②設(shè)備具有實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示屏，絞車司機(jī)能夠?qū)崟r(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并對運(yùn)輸情況進(jìn)行提前預(yù)判，降低設(shè)備運(yùn)行時(shí)的故障率。

③設(shè)備與絞車進(jìn)行了電氣閉鎖，一旦設(shè)備發(fā)生故障，PLC控制器會切斷絞車電路，真正有效地做到了絞車提升時(shí)要求的設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

④實(shí)現(xiàn)了擋車欄的常閉功能，在任何時(shí)候，副暗斜井出現(xiàn)跑車事故，擋車欄均能實(shí)現(xiàn)100%攔截。

⑤實(shí)現(xiàn)了數(shù)控自動(dòng)化，回料過程中，各擋車欄隨著物料列車的通行而打開、關(guān)閉。

⑥實(shí)現(xiàn)了柔性攔車技術(shù)，通過延長攔截發(fā)生時(shí)間，從而減小擋車欄所受物料車碰撞時(shí)的沖擊力。

⑦具有先進(jìn)的預(yù)警系統(tǒng)，在擋車欄發(fā)生故障時(shí)，絞車房內(nèi)故障報(bào)警器提醒故障。

5 社會效益

安全裝備的安裝及使用無法帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益，但它所帶來的社會效益與安全效益是可觀的。通過我們在斜巷運(yùn)輸中引進(jìn)雙冗余型跑車防護(hù)裝置后，極大提升我礦斜巷物料運(yùn)輸?shù)陌踩裕_保斜巷物料及坡底把勾人員的安全。

首次在邢東礦斜巷運(yùn)輸中應(yīng)用雙冗余型常閉式跑車防護(hù)系統(tǒng)，填補(bǔ)了邢東礦在本領(lǐng)域的空白，對于此類設(shè)備在邢東礦斜巷提升中應(yīng)用積累了重要的經(jīng)驗(yàn)。并且該設(shè)備比一般跑車防護(hù)裝置的PLC采集數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，確保了攔車網(wǎng)門的動(dòng)作更加正確，更能有效攔截斜行跑車，確保斜坡運(yùn)輸?shù)陌踩樌?/p>

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作者簡介：劉俊宏（1985-），男，山西臨汾人，助理工程師，現(xiàn)任冀中能源股份公司邢東礦運(yùn)輸區(qū)技術(shù)主管，研究方向：礦山機(jī)電運(yùn)輸。