KHJ礦用電機車綜合保護裝置的應用

魯曉偉+謝景耀+洪緒武

【摘 要】河南能源鶴煤公司三礦井下平巷物料運輸工作主要依靠電機車完成，電機車承擔著物料在各水平車場的集結和分散的運輸任務，由于礦井老化，運輸物料和回收矸石運輸任務十分繁重，電機車的運行效率和運行安全成為制約物料運輸效率的關鍵所在。因此，多功能、智能化的電機車綜合保護裝置成為煤礦井下電機車的發展趨勢。

【Abstract】Henan Energy and Chemical Industry Group Co. Ltd. He Coal Company Third Mine underground coal mine material transportation work mainly depends on the motor car.The motor car undertakes assembling and dispersing the material at all levels of the yard. Due to the aging of the mine， the transport of materials and waste recycling task is very heavy， and the operation efficiency and safety of the electric vehicle become the key to restricting the efficiency of material transportation. Therefore， multifunctional and intelligent electric vehicle comprehensive protection device has become the development trend of coal mine electric locomotive.

【關鍵詞】智能化；綜合保護；運輸安全；運輸效率

【Keywords】intellectualization； comprehensive protection； transportation safety； transportation efficiency

【中圖分類號】TD64 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0165-02

1 引言

煤礦井下運輸在煤礦安全生產中屬于事故多發專業，電機車運輸中使用普遍，運輸任務重，大負荷連續運轉，維修和保養工作持續無法跟上，嚴重制約了煤礦的安全生產工作。隨著現代化的安全生產工藝要求和自動化程度的不斷發展，迫切需要一種綜合性的電機車的保護控制設備，以滿足安全和生產的需要。

2 項目背景

2.1 礦井概況

河南能源集團鶴煤公司三礦（以下簡稱鶴煤三礦），始建于1956年，1958年12月投產，設計能力60萬噸/年，經過幾次大規模的技術改造，現核定年生產能力為135萬噸/年。礦井采用立井、暗斜井多水平開拓，開拓方式為立井多水平雙翼開拓，采用走向長壁傾斜分層全部垮落式采煤方法。

鶴煤三礦井下大巷軌道機車運輸系統主要分為一水平大巷機車運輸、二水平大巷機車運輸、三水平大巷機車運輸，現重點將二水平大巷電機車運輸系統進行介紹。二水平共有6臺8T電機車，其中3輛車負責拉煤，1輛車負責北翼運輸及行人下山提升物料，2輛車負責人車運輸。二水平大巷機車運輸主要包括二水平南翼運輸線拉煤及2303工作面的供車與物料回收，二水平北翼3204工作面、3200工作面物料供應與回收，三水平行人下山物料供應及渣車運輸，二水平北翼人車運輸。

2.2 井下運輸系統介紹

鶴煤公司本部礦井原設計井型較小，屬于多水平、上下山開拓方式，井下輔助運輸基本為軌道運輸。近年來，由于采掘裝備技術水平的迅速提高，輔助運輸環節多、用人多、勞動強度大等因素已成為發展機械化的一個瓶頸。目前，輔助運輸仍然主要采用接力方式運輸，即物料裝車后—副井—水平運輸大巷—采區主要斜巷—采掘工作面或巷修地點，物料經多次轉載才能抵達目的地，部分采掘頭面還存在手拉肩扛現象。

2.3 井下機車保護裝置的使用現狀

目前我礦主要在用機車電機車保護裝置多數為隨車攜帶的單一的保護裝置，技術老化，系統分散，控制的靈活性差，且各電機車廠家不同保護裝置的配備功能差異較大，不易于操作，操作人員勞動強度大，電機車運行效率低，且易引起操作失誤，造成設備損壞，甚至人員傷亡，嚴重制約了煤礦生產任務的完成，并隨著煤礦企業對安全生產的要求和重視程度無法滿足對安全的需要。單一老化的機車保護裝置無法保證電機車井下全天候安全運行。為此，實現機車的全面保護集中控制就顯得更加必要。

3 KHJ系列礦用電機車保護裝置工作原理及功能介紹

本系統功能特點：該裝置采用了模塊化結構。軟件簡單合理，硬件簡潔緊湊，大大增強了抗干擾能力和可靠性。

該裝置采用高性能礦用本安轉速傳感器、霍爾傳感器及甲烷傳感器，分別對速度、門閉鎖、離座閉鎖和檔位狀態進行采樣，信號經光電隔離、運算處理后送入 PLC，由 PLC 進行判斷處理，結果送顯示終端。當電機車運行過程中出現欠壓、過載、漏電、瓦斯超限等故障時，由主機控制繼電器動作，輸出斷電信號，控制電機車停止運行。并揚聲器聲音報警。重要數據通過裝置主機前面板按鈕輸入主機，掉電后數據不會丟失。

①電流顯示、過載保護（機車超載保護）功能。在線顯示機車運行電流，可設定過載保護電流值，當電流大于設定值時，顯示屏過載告警，揚聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。機車動力線路發生短路故障時，縮小了事故范圍；正常使用中遏制了駕駛人員超載行駛。②速度和里程顯示、超速預警、超速保護功能。在線顯示機車運行速度和行駛里程。可設定超速保護值和超速時限，當速度超過設定值時，顯示屏提示超速，揚聲器聲音報警，持續超速大于設定超速時間后，輸出斷電停車信號。遏制了駕駛人員超速行駛。③絕緣監測保護功能。當電機車漏電流大于 20mA 時，顯示屏顯示“漏電故障”，揚聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。起到防止漏電事故擴大的作用，杜絕了漏電線路持續打火。④門閉鎖保護功能。在停車狀態駕駛室門未關閉到位時，顯示屏提示門未關閉，閉鎖機車不能運行。在運行過程中若門開啟，顯示屏提示門開啟，同時揚聲器聲音報警，延時輸出斷電停車信號。起到遏制機車門不關閉或關閉不到位機車行駛作用，規范了駕駛人員駕車習慣。⑤人員離座閉鎖、斷電保護功能。在停車狀態當駕駛人員離開駕駛座椅時，顯示屏“離座狀態”閃爍預警，閉鎖機車不能行駛。在運行狀態，當駕駛人員離開駕駛座椅時，顯示屏“離座狀態”閃爍預警，持續離座時間數秒（可設定）后揚聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。在停車狀態下駕駛人員離開駕駛座椅時，閉鎖機車動力電源不能啟車；遏制了駕駛人員低檔位、低速行駛中下車動力電源不斷電帶來的安全隱患。⑥瓦斯斷電保護功能。主機外接瓦斯傳感器，瓦斯超限時瓦斯傳感器輸出信號，主機顯示“瓦斯斷電”故障，揚聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。代替了瓦斯斷電儀，節省了機車駕駛室的空間。⑦啟車回零功能。裝置輸出斷電信號控制機車停止行駛后，只有調速手柄搬回零位時，才能解除對機車閉鎖，方可從低速檔繼續開動機車，否則閉鎖機車不能運輸，杜絕了駕駛人員高檔位啟車，大電流沖擊對設備損壞和突然高速啟車帶來的安全隱患。⑧授權開啟功能。用戶可根據需要，對裝置設置開啟密碼，只有輸入密碼正確后，方可開啟裝置，解除對機車閉鎖，防止無機車駕駛資格人員操作機車，減少事故隱患。⑨行駛記錄及故障查詢功能。記錄機車累計運行時間、行駛里程；超速時間、超速值等各類故障發生時的時間及類別并能查詢。⑩ 聯機脫機功能。裝置可設置為脫機或聯機兩種工作狀態。脫機：裝置正常運行。各項參數和故障狀態正常顯示，發生故障時（瓦斯超限除外），繼電器不動作，機車正常運行。為使用方的安全管理及故障分析提供科學依據。

4 社會經濟效益及推廣意義

KHJ系列礦用電機車保護裝置系統完成后，可實現提高生產效率、降低事故率，減少故障處理時間、減少現場操作人員、提高經濟效益，為煤炭企業高產高效、減人提效、安全生產提供技術保障，具有廣泛的推廣意義和社會經濟效益。

4.1 節約了生產成本，經濟效益突出

綜保裝置一身具備了離座保護、門閉鎖保護、超速提示，欠壓提醒，漏電保護等11項機車保護功能，如果按照單獨安裝每種保護裝置的話，粗略估計每臺將會節約資金5萬元。按照三礦井下電機車數量10臺計算，每年將會節約購買單項配件開支50萬元。

4.2 安全效益得到全面驗證

機車綜合保護裝置是一種全方位的機車保護設備，它同時具備了離座保護、門閉鎖保護、超速保護，欠壓提醒，漏電保護，瓦斯報警斷電等11項機車保護功能。駕駛司機習慣性違章得到徹底遏制，最大限度的保護駕駛司機的人身安全，避免了機車運行出現各種安全事故現象，有效保護了機車和人的安全，保證安全生產“0”傷亡目標的實現[1]。

4.3 各功能的集中控制，并實現了各種機車故障隨時顯示的功能

任何故障都可以通過顯示屏判斷顯示，并由揚聲器報警，持續故障將會引起機車自動進入延遲斷電程序。直接有效的幫助駕駛司機判斷故障，規范開車行為，避免了對機車的損害，減少機車零部件的磨損，降低了材料消耗，創造了巨大的經濟價值。節約了運輸時間，提高了工作效率，保證了各項重大運輸系統正常持續運轉。

【參考文獻】

【1】劉員生，王昭陽.ZBZ-8M礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置在超化煤礦研究與應用[J].科技創業家，2013（08）：106.endprint