斜井跑車防護裝置可靠性研究

徐 強

（同煤集團馬道頭煤業有限責任公司， 山西 大同 037000）

1 工作原理以及系統的結構組成

斜井跑車裝置的控制核心為PLC，為了明確串車組在巷道的具體位置，可以使用傳感器進行檢測，從而可以保證檢測的有效性。在絞車啟動的過程中，需要考慮到由PLC發起并且要做到對于編碼器發出的脈絡科學計數，可以結合計算的結果做出相應的轉變，主要是利用計算結果將PLC轉換成絞車旋轉的方向和旋轉的角度，從而可以保證串車組具體位置的確認，根據其具體的方向和位置進行有效的判斷，如圖1所示。

圖1 ZDC新型斜井跑車防護裝置結構圖

當礦車在上車場時所有的擋車欄應當全部處于關閉的狀態。

如果第一道擋車欄打開，就要立即做出判斷。需要根據擋車欄進行確認，即當第一道擋車欄打開時，串車組應該下行到A1點。當第一道擋車欄關閉時，串車組應當下行至B點。當第二道擋車欄打開時，串車組應當下行至A2點，保證工作流程的有序性。

在串車組發生變化之時，要考慮將擋車欄打開，符合串車組從下車場接近至第二道擋車欄時的要求，如果達到了A2點，則需要注意關閉第二道擋車欄。到B點以后，需要立即打開第一道擋車欄。當串車組行至A1點的時候第一道的擋車欄又全部關閉[1]。綜上所述為串車上行時。

當串車組在提升過程當中如果跑車發生了事故，一定會有礦車撞在形狀似鋼絲繩網結構的擋車欄上，這個時候安裝在鋼帶上的力傳感器應當會檢測到對應的擋車欄上存在著一股沖擊力。與此同時，控制裝置會馬上發出禁止所有擋車欄提起信號和停車信號，從而禁止礦車放行，防止跑車事故更加嚴重。在控制回路中，以上的這些信號形成互鎖信號，可確保斜井防跑車裝置的安全[2]。

2 系統中所存在的問題

由于擋車欄道數未按防護距離去計算設置，吸塵器損傷之后沒有修復或者是固定的不牢固等一系列原因，對于跑車擋車欄來說沒有能將串車組有效攔住。由于整個操作系統的傳感器和編碼器受到損傷，出現異常或安裝的位置走位。PLC程序出現了故障或者是其他的原因，造成了擋車欄無法及時提取而導致拒動。

擋車欄并沒有做到及時地進行提取和關閉，在擋車欄中由于動作點的不合理，上車場的串車組已經正常停車了，但是上部的擋車欄還沒有全部關閉，上部的擋車欄仍然處于繼續下放的狀態。斜井跑車裝置的結構相對簡單，且制造比較容易，通過更改其機械、電氣控制系統，使得該斜井跑車的防護裝置的安全性、可靠性得到加強和認可，安全性的維護更加方便快捷，具有推廣價值。

3 提高斜井跑車防護裝置穩定性的方法

3.1 布置上部擋車欄位置

在設置上部擋車欄位置的時候不能僅僅以按照《煤礦安全規程》規定“在變坡點下方略大于1列車長度L1”為標準參考，擋車欄完成動作的全過程的時間T和該段時間串車組運行的最大速度V0同樣都值得去考慮。擋車欄是否動作的報警時間通常情況下為3 s，完成關閉和打開擋車欄全部的過程動作時間為5～7 s，如果擋車欄在3 s沒有完成動作或者在5～7 s沒有完成動作的全部過程，會造成運行的過程中串車組撞上沒有打開或全部打開的擋車欄。綜上所述，上部擋車欄應該設置在變坡點的下方長度稍微大于L1（L1=TV0）的地點。

3.2 確定擋車欄的安全防護距離

考慮擋車欄的抗沖擊能力，應當在布置斜井擋車欄欄數時考慮擋車欄的安全防護距離。最大擋車防護距離應當根據斜井巷道運輸實際情況來進行計算：

式中：Lmax為擋車最大跑車的距離；E為擋車欄所具備的最大抗沖擊能力；m為串車組總質量；v為串車組下放的最初始的速度；g為重力加速度；μ為串車組運行中的阻力系數；α為斜井軌道平面的傾角。

對擋車欄盲區的保護，需要考慮到擋車欄的作用。在進行提前開啟的過程中會形成一個盲區，在這種環境下，容易增加下一道防護裝置的沖擊，造成不良影響。因此，這個盲區的實際安裝距離將會在第二道防護裝置設計的防護距離中被刪除。

3.3 增加監視探頭和監視屏

在絞車操作臺前方的顯眼位置設置監視屏，并且使用指示燈顯示的方式，配合視頻探頭等來監視擋車欄的開啟狀態。常見的故障以及故障漢顯功能和故障報警功能都是通過PLC設置的，設定出“自動”和“手動”等一系列不同的工作狀態，這樣才能讓斜井防跑車裝置更加完整、可靠、準確[3]。

3.4 連接絞車安全的回路

將絞車閉鎖的遠控端與裝置由絞車開車的信號進行控制研究，絞車停車回路被接入停車控制端，和絞車運轉相閉鎖，運轉裝置時絞車得電，同理，相反則停車斷電。當擋車欄發生了明顯故障報警后，絞車的安全回路電源能夠斷開，讓絞車運轉不起來，達到了一種連鎖保護的作用。

3.5 提供跑車防護裝置的正確供電電源

絞車電源務必與斜井跑車防護裝置的主機電源和每一套擋車欄的動力電源互相同步，可以利用獨立開關進行遠程控制，這樣可以保證控制的安全性，同時也要注意如果巷道中有人車運行，要保持人車信號和供電電源的互鎖。