智能紅綠燈報警裝置在井下的應用

王曉云

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智能紅綠燈報警裝置在井下的應用

王曉云

摘要根據煤礦井下巷道運輸的特點，以同煤集團雁崖煤業公司擴區為例，通過在井下運輸巷道安裝智能紅綠燈報警裝置，提示防爆車司機注意來往行駛的車輛及行人，進而減少井下運輸車輛發生碰撞及撞傷井下工作人員的事故，提高安全生產運輸效率。根據一年來的現場使用情況來看，使用此裝置后能夠有效地提高井下車輛運輸及人員的安全性，為煤礦井下巷道運輸車輛及人員提供了保障。

關鍵詞井下運輸；智能紅綠燈報警裝置；安全運輸

0引言

近年來，隨著煤礦科技的發展和進步，井下的安全問題也越來越得到重視，如何保障井下的安全生產也成為人們日益關注的問題之一。本文主要是根據煤礦井下巷道狹窄、岔道多，防爆車在巷道行駛過程中易發生碰撞等問題，通過在井下安裝智能安全紅綠燈報警裝置[1,2]，控制車輛及井下工作人員的交通秩序，從而減少井下運輸事故的發生。

1井下安全運輸系統現狀

1.1井下運輸系統現狀

隨著井下的現代化程度日益提高，各類車輛的使用率也越來越高，特別是井下防爆汽車的使用也越來越頻繁。但由于煤礦井下巷道特點是巷道狹窄、岔道多，并且運輸車輛繁多又沒有定時、定點的秩序，同時由于井下人流量較大，隨時都有工作人員在巷道中穿行，尤其是在大巷的轉彎處和岔道口，常會出現各種安全事故，給井下的安全生產帶來隱患。井下大巷運輸如何解決井下車輛有序行駛，減少工作人員被車輛撞傷事故的發生等安全問題也日益凸顯。

1.2智能紅綠燈報警裝置的應用

針對井下運輸過程中出現的一系列不安全因素，在井下運輸巷道的事故多發點安裝警示裝置，提示運輸車輛司機注意交通信號[3]，從而保障行駛中車輛的安全。在井下安裝光控智能紅綠燈報警裝置，當過往車輛靠近交叉路口時，由綠燈變換成紅燈并發生報警音，能夠有效地提醒車輛駕駛員和工作人員注意來往車輛，從而避免井下交通事故的發生，提高井下運輸安全性，保障安全生產運輸。

2智能紅綠燈報警裝置的特點

2.1安裝的特點

智能紅綠燈報警裝置適合安裝于煤礦井下運輸巷道，它是將光感元件與控制面板連接，安裝在防爆燈罩內，具有較好的抗干擾性（見圖1）。安裝地點包括在井下運輸大巷的入口處、出口處以及彎道和三叉口處。安裝位置在巷道的頂幫，利用薄鐵板將2個燈固定在燈架上，通過焊接在鐵板上的角鋼打孔后再用膨脹螺栓固定在巷道的頂板上，這樣既安全又可以有效地抗干擾。

圖1智能紅綠燈報警裝置

2.2功能特點

在井下運輸巷道使用中，智能紅綠燈報警裝置具有以下特點：

（1）可控性高，報警及時準確；

（2）電氣部分監控不間斷，可識別車輛的上下運行；

（3）具有紅綠燈變光和語音功能，易于識別；

（4）安裝簡單，抗干擾性強，結構簡單、安裝與維護簡便和功耗小，并且投入費用小。

3智能紅綠燈報警裝置的原理

3.1運行原理

通過對防爆車燈光的感應，控制紅綠燈的變化，并發出報警聲來提醒過往車輛的駕駛員前方彎道有車輛通過，在轉彎處應減速慢行，這樣可以有效地提示駕駛員的行車安全，確保運輸安全。

井下智能紅綠燈在井下在沒有強光照射的情況下，各路口的智能紅綠燈報警裝置都顯示為綠燈。

3.1.1井下三叉路口處的運行原理

如圖2所示，井下三叉口處，當路口1有車輛通過時，報警裝置的感應器感應到車輛燈光的信號后，路口2和路口3的智能紅綠燈報警裝置的綠燈同時熄滅，紅燈同時亮起，并發出聲音報警。當車輛通過路口1后，報警裝置感應器恢復到初始狀態，路口2和路口3的智能紅綠燈報警裝置的紅燈同時熄滅，聲音警示音停止播放，綠燈亮起；當路口2有車輛通過時，路口1和路口3的綠燈同時熄滅，紅燈同時亮起，并發出聲音報警。當車輛通過路口2后，路口1和路口3的紅燈同時熄滅，聲音警示音停止播放，綠燈亮起；當路口3有車輛通過時，路口1和路口2的綠燈同時熄滅，紅燈同時亮起，并發出聲音報警。當車輛通過路口3后，路口1和路口2的紅燈同時熄滅，聲音警示音停止播放，綠燈亮起。

圖2三叉路口行車示意

3.1.2井下大巷轉彎處的運行原理

如圖3所示，大巷轉彎處當路口4有車輛通過時，路口5的綠燈熄滅，紅燈亮起，并發出聲音報警。當車輛通過路口4后，路口5的紅燈熄滅，聲音警示音停止播放，綠燈亮起；當路口5有車輛通過時，路口4的綠燈熄滅，紅燈亮起，并發出聲音報警。當車輛通過路口5后，路口4的紅燈熄滅，聲音警示音停止播放，綠燈亮起。

圖3轉彎路口行車示意

3.2結構組成

井下智能紅綠燈報警裝置是利用光敏元件來控制電路的，該電路是由聲光電路、電源電路和控制電路3部分組成。聲光電路由紅綠燈與繼電器觸點構成；電源電路由橋式整流堆、電阻器R6、電容器C3構成；控制電路由光敏電阻器MG、繼電器KM、電阻器、電容器、控制晶體三極管、穩壓二極管和繼電器等構成。

3.3電路原理（見第8頁圖4）

（1）由AC供電電壓輸入，經過電阻器R6、電容器C3降壓，橋式整流電路和電阻器R5，穩壓二極管VS2穩壓后形成直流電壓，作為控制電路的電壓。

（2）由于井下在正常情況下處于相對黑暗的環境，光敏電阻器MG的阻值較大。晶體三極管VT1基極電壓上升而導通，晶體三極管VT1導通后為晶體管VT2提供基極電流，從而使晶體三極管VT2和VT3導通。

（3）當晶體管VT2、VT3導通時，繼電器KM通電動作，常開觸點KM-1接通，電路形成回路，綠燈亮。同時常閉觸點KM-2和KM-3斷開，紅燈熄滅,聲音報警裝置不響。

（4）當井下紅綠燈報警裝置的光敏電阻器受到防爆車大燈強光的照射下，光敏電阻器MG的阻值變小，晶體三極管VT1不導通，繼電器KM不動作，KM-1斷開，綠燈熄滅。常閉觸點KM-2和KM-3閉合，紅燈點亮，聲音報警裝置響起。

（5）當防爆車通過紅綠燈報警裝置的時候，光敏電阻MG阻值逐漸增大，當增大到一個值后，繼電器開始動作，綠燈亮起，紅燈熄滅，報警聲停止。

圖4電路原理

4結語

2014年5月智能紅綠燈報警裝置在同煤集團雁崖煤業公司擴區井下運輸巷道安裝使用后，沒有發生車輛、人員運輸交通事故。根據一年多的現場使用情況來看，使用此裝置后能夠有效地提高井下車輛運輸及人員的安全性，為煤礦井下巷道運輸車輛及人員提供了保障。

參考文獻

[1]韓雪濤，韓廣興.電工技能圖解[M] .北京：化學工業出版社，2014：92-96.

[2]路秋生. LED相控調光與應運[M] .北京：機械工業出版社，2013：123-126.

[3]陳黎敏.傳感器技術及其應用[M] .北京：機械工業出版社，2009：36-39.

王曉云，男，1982年出生，現在大同煤礦集團公司雁崖煤業公司電氣區工作，工程師。

Application of Intelligent Alarm Device of Traffic Light in Underground Coal Mine

Wang Xiaoyun

Abstract：According to the characteristics of roadway transportation in underground coal mine, taking the extension area of Yanya Coal Mine Co.,Ltd. of Datong Coal Mine Group as an example, through installing intelligent alarm device of traffic light in transportation roadway of underground coal mine, the drivers of explosion-proof cars are alerted to pay attention to the moving vehicles and pedestrian, and accidents of transportation vehicle collision and injuring workers are reduced, the efficiency of safety production transportation is improved. According to the field use during the year, the security of underground transportation vehicles and personnel is effectively improved after using this device, roadway transportation vehicles and personnel in underground coal mine are protected.

Key words：underground transportation; intelligent alarm device of traffic light; transportation safety

收稿日期：2015-12-20

作者簡介

中圖分類號TD65+3

文獻標識碼B

文章編號1000-4866 (2016) 01-0006-03