無軌膠輪車失速保護(hù)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

安海鑫

（同煤集團(tuán)挖金灣煤業(yè)有限公司，山西 大同 037042）

1 無軌膠輪車使用情況

同煤集團(tuán)挖金灣煤業(yè)采用了無軌膠輪車方式，保障了輔運(yùn)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。全礦在用無軌膠輪車共35 輛（人車15 輛、料車16 輛、裝載機(jī)4 輛），副平硐3 724 m，（東）輔運(yùn)巷2 234 m，（西）輔運(yùn)巷1 900 m，綜采工作面2 個，掘進(jìn)巷道11 條。

2 無軌膠輪車失速問題

在挖金灣煤業(yè)的采礦過程中，輔運(yùn)設(shè)備無軌膠輪車的使用量較大，由于存在超速行駛、剎車或掛擋失靈等安全問題，時有出現(xiàn)跑車事故。應(yīng)對跑車事故可以采用摩擦條減速方式，具體方式如下：在巷道兩側(cè)預(yù)先安置緩沖摩擦條，當(dāng)無軌膠輪車在巷道行駛過程中發(fā)生跑偏事故時，司機(jī)可以保持車身與巷道平行，并通過反復(fù)調(diào)整行駛方向與緩沖摩擦條進(jìn)行接觸摩擦，通過摩擦阻力實現(xiàn)減速。通過該方法，控制車輛逐漸降速，但該操作對司機(jī)的操作水平和駕駛水平有極高的要求，因此使用效果較差。

3 無軌膠輪車失速保護(hù)系統(tǒng)的研究

3.1 失速保護(hù)系統(tǒng)工作原理

失控保護(hù)系統(tǒng)的制動原理是源自航空母艦載機(jī)著陸模式攔截車輛而采取的制動措施，電控車對尾鉤狀態(tài)實行實時監(jiān)測，并將尾鉤工作情況實時上傳到基站，當(dāng)車輛發(fā)生制動失靈的情況時，接到信號的制動系統(tǒng)會釋放尾鉤，車輛無線基站發(fā)送警報信號后，尾鉤釋放成功，及時應(yīng)對發(fā)生的制動失靈情況，該信息會即時上傳至上位機(jī)系統(tǒng)，通過上位機(jī)軟件系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)警，即時報告事故發(fā)生位置，警示其他作業(yè)車輛避讓，減少安全事故的發(fā)生。

3.2 失速保護(hù)系統(tǒng)特點

無軌膠輪車具有運(yùn)輸速度快、運(yùn)輸效率高、前后拐彎、左右牽引的特點，可以運(yùn)輸多種不同類型的設(shè)備。無軌膠輪車還具有使用勞動力少、整車運(yùn)輸設(shè)備的特點，因此無軌膠輪車運(yùn)輸效率高，安全性高，整車運(yùn)輸設(shè)備裝車后無需經(jīng)過其他程序直接運(yùn)輸?shù)骄蜻M(jìn)工作面，可以被廣泛應(yīng)用于各類設(shè)備的運(yùn)輸，可與30 多種設(shè)備共同使用，能夠滿足所有大型設(shè)備的搬運(yùn)要求。礦用無軌膠輪車失速保護(hù)系統(tǒng)可實現(xiàn)車輛制動、巷道事故報警和區(qū)間測速等功能。

3.2.1 失速保護(hù)裝置

無軌膠輪車通過尾鉤釋放車載傳感器的方式達(dá)到車輛制動的效果，無軌膠輪車的失速保護(hù)裝置與車輛本體連接在一起，在無軌膠輪車失速保護(hù)裝置內(nèi)增設(shè)智能LED 警報系統(tǒng)電子屏顯示，在發(fā)生警報時可以及時發(fā)出警報保護(hù)其他車輛避讓。

3.2.2 區(qū)間測速系統(tǒng)

ZWQ127 型無軌膠輪車測速裝置是點對點測速方法，以無軌膠輪車失速保護(hù)裝置為基礎(chǔ)，當(dāng)車輛行駛到巷道特定點時，區(qū)間測速系統(tǒng)會及時記錄該區(qū)間的距離和時間，最大程度上反應(yīng)出被測路段是否有超速行為。同時，區(qū)間測速系統(tǒng)配有ZSP127 型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，及時對進(jìn)出和駛出車輛進(jìn)行監(jiān)控。

3.2.3 交通管理系統(tǒng)

交通信號裝置通過無線信號接收，紅外信號接收等作業(yè)，保障車載無線信號經(jīng)過十字路口時，車輛可實時接收紅外線裝置發(fā)送的無線信號，智能有效的控制交通車輛的正常運(yùn)行；多功能軟件調(diào)度平臺智能一體化交通信號系統(tǒng)，即時掌握膠輪車的運(yùn)行軌跡、違章信息等內(nèi)容。

4 無軌膠輪車失速保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用實例

4.1 基本參數(shù)設(shè)置

使用地點為挖金灣副平硐，應(yīng)用條件如下頁表1所示[1-2]。

4.2 車載裝置

1）尾鉤釋放裝置。尾鉤釋放裝置與車輛原有的電氣操控、機(jī)械操控系統(tǒng)不關(guān)聯(lián)，它是一套獨立的電控、液壓、機(jī)械制動裝置。

表1 無軌膠輪車失速保護(hù)裝置應(yīng)用基本參數(shù)

2）尾鉤。尾鉤材質(zhì)采用Q345 以上合金鋼，破斷力不小于28 t；只有在車輛運(yùn)行過程中發(fā)生失速問題，人為觸動的情況下尾鉤才能釋放。尾鉤在發(fā)生事故跑車攔截后應(yīng)予以重新檢測，檢測不合格的予以更換。

3）車載無線基站。電壓為DC 10 V～DC 26 V、電流≤600 mA；無線發(fā)射頻率為433 MHz，無線發(fā)射距離為50～600 m（根據(jù)環(huán)境）；報警聲音響度≥80 dB；需要在膠輪車上接12 V 或24 V 電源；位置傳感器檢測距離≥15 mm。

4.3 巷道安裝設(shè)備

巷道安裝設(shè)備配套的動力電纜為MYQ3*1、信號電纜為MKVVR6*1；無線接收控制器安裝高度2.4 m，信號燈安裝高度2.8 m，緩沖器安裝在巷道底部，設(shè)備安裝位置如圖1 所示[3-4]。兩臺吸能器能夠攔截車輛的最高條件為車輛重量≤15 t、速度≤80 km/h。無線接收控制器工作電壓為AC127 V、工作電流≤1A；礦用本安型信號燈可視距離≥100 m，聲音響度≥85 dB；配套的動力電纜為MYQ3*1、信號電纜為MKVVR6*1。

4.4 配套上位機(jī)軟件

該軟件顯示井下區(qū)間測速路段運(yùn)行車輛的信息，包括：車牌號碼、駛?cè)霑r間、駛出時間、平均速度，數(shù)據(jù)存儲時間不得少于15 d 的全時段檢測；實現(xiàn)無軌膠輪車運(yùn)行工況的自動匯總，包括設(shè)備累計運(yùn)行時間、維修周期、運(yùn)輸能力等信息；上位機(jī)軟件能及時記錄并儲存數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)生成分析結(jié)果文件，并及時預(yù)警帶病作業(yè)設(shè)備。

圖1 巷道安裝設(shè)備方位示意圖

4.5 配套工控機(jī)

IPC-610 研華工控機(jī)配置：（Intel 酷睿i3 雙核CPU、4 GB 內(nèi)存、500 GB 硬盤、光驅(qū)）、顯示器22 寸。該工控機(jī)由乙方提供，為原裝正品，乙方提供的操作系統(tǒng)為正版window7 以上系統(tǒng)[5]。

5 應(yīng)用效果

無軌膠輪車失速保護(hù)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到礦井生產(chǎn)中后，不僅可有效保障無軌膠輪車由地面位置直接到達(dá)作業(yè)面，有效降低作業(yè)強(qiáng)度，而且可控制超速車輛、剎車失靈，保障無軌膠輪車的安全運(yùn)行，縮短物料運(yùn)輸時間，為企業(yè)安全高產(chǎn)提供保障。