山 西 省 煤 炭

優(yōu) 秀 學(xué) 術(shù) 論 文 評(píng) 審 表

論文題目     復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用    

      申報(bào)學(xué)科組 煤炭技術(shù)工程與礦山工程組 學(xué)科組代碼 13

      作者姓名  劉海平    職稱  工程師      年齡   40     

      工作單位 （詳細(xì)）同煤集團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)部   職務(wù)  科長(zhǎng)  

      通訊地址 大同煤礦集團(tuán)公司生產(chǎn)技術(shù)部   郵編 037003    

      聯(lián)系電話      0352-7868355  13593036501          

      推薦單位       大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司          

                                    2011年12月20日

     復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉海平

大同煤礦集團(tuán)公司生產(chǎn)技術(shù)部    山西大同    037003

摘  要：煤礦斜井運(yùn)輸?shù)姆雷o(hù)是保障安全的重要環(huán)節(jié)，文章分析了目前煤礦生產(chǎn)中，斜井運(yùn)輸過(guò)程防護(hù)現(xiàn)狀，介紹了復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的性能、特點(diǎn)及工作原理，結(jié)合大同煤礦集團(tuán)公司礦井的實(shí)際情況，簡(jiǎn)單介紹復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，說(shuō)明復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)在斜井運(yùn)輸中的重要性。

關(guān)健詞：復(fù)合式；跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；

中圖分類號(hào)：TD55⁺3                              文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B    文章編號(hào)：1003-496X（2011）09-0131-02

我國(guó)煤炭開(kāi)采以井工為主，隨著礦井負(fù)荷的增加，斜井提升工作量不斷加重，發(fā)生跑車(chē)事故的概率也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)礦山運(yùn)輸事故的發(fā)生率已占到了事故死亡率的第3位，而斜井運(yùn)輸中發(fā)生的事故更占到了所有運(yùn)輸事故中的70%。因此，預(yù)防斜井運(yùn)輸事故，確保礦山安全生產(chǎn)已刻不容緩。

斜井“一坡三擋”是煤礦運(yùn)輸技術(shù)人員多年研究的課題，各煤礦曾自制了多種多樣的擋車(chē)器、擋車(chē)欄、阻車(chē)器，但均不符合或不完全符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，防跑車(chē)作用也沒(méi)有保證，甚至還有誤動(dòng)作發(fā)生；大同煤礦集團(tuán)公司也投入大量資金購(gòu)置了一些斜井智能型跑車(chē)防護(hù)裝置，但使用效果均不好。因此安裝功能齊備、靈敏可靠、集主動(dòng)預(yù)防與被動(dòng)防護(hù)于一體的的復(fù)合式斜巷跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)對(duì)于防止跑車(chē)事故發(fā)生，減輕事故損失，避免釀成惡性事故起到十分重要的作用。

1  現(xiàn)有跑車(chē)防護(hù)裝置存在問(wèn)題

近幾年，國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)多年的探索研究，斜巷安全防護(hù)有了一定的完善提高，在主要運(yùn)輸提升斜巷，基本實(shí)現(xiàn)了安全設(shè)施與絞車(chē)自動(dòng)聯(lián)鎖，但各種安全防護(hù)設(shè)施仍存在不齊全、不完善、不配套等缺陷，小的聯(lián)絡(luò)斜巷仍存在著許多死角和不足。

（1）監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)作不靈敏，不可靠。以前擋車(chē)裝置的監(jiān)測(cè)控制主要為機(jī)械控制、機(jī)械-電氣聯(lián)控、光電子控制和多普勒雷達(dá)監(jiān)控。這些裝置及控制，要么比較簡(jiǎn)單，不能擴(kuò)大生產(chǎn)及應(yīng)用；要么比較復(fù)雜，投資多，運(yùn)行費(fèi)用高。而且擋車(chē)器誤動(dòng)作時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著煤礦生產(chǎn)和煤礦井下工人的人身安全。

（2）煤礦自制的各類擋車(chē)器多為手動(dòng)操作控制，雖然也起到了一定的作用。但由于作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境惡劣，手動(dòng)控制響應(yīng)速度慢等因素，還是難以防止由于操作工不使用或者錯(cuò)誤使用擋車(chē)設(shè)施、鋼絲繩斷裂、礦車(chē)及連接裝置缺陷造成的跑車(chē)事故。

（3）安全設(shè)施研發(fā)力度不夠, 由于斜巷防跑車(chē)安全設(shè)施，計(jì)算較為復(fù)雜，研制開(kāi)發(fā)難度較大，產(chǎn)品投資較大，回報(bào)利潤(rùn)和價(jià)值較小，且煤礦安全產(chǎn)品責(zé)任較大，一些廠家、科研機(jī)構(gòu)、院校不愿涉足而導(dǎo)致一直不能很好開(kāi)發(fā)。

（4）部分裝置部件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，不能適應(yīng)井下潮濕、防爆的惡劣環(huán)境，執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作可靠性差，如編碼器易出故障且重新調(diào)試?yán)щy，需專業(yè)人員和專用調(diào)試設(shè)備，傳感器、脫扣器、數(shù)據(jù)采集器、牽引電磁鐵等部件容易損壞等。

2  復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)組成

復(fù)合式跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)斜井軌道運(yùn)輸中，全視頻、全過(guò)程、無(wú)縫隙的監(jiān)測(cè)監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了人料車(chē)自動(dòng)識(shí)別；阻車(chē)器、擋車(chē)器相互閉鎖；自動(dòng)和手動(dòng)相互配合的全方位防護(hù)功能系統(tǒng)。從煤礦安全性及運(yùn)輸效率考慮，在斜井巷道中設(shè)置阻車(chē)裝置，聯(lián)動(dòng)式提門(mén)擋車(chē)門(mén)和柔性擋車(chē)欄以及跑車(chē)防護(hù)裝置，組成復(fù)合式斜井安全防護(hù)系統(tǒng)^［1］。系統(tǒng)主要由ZZC660型阻車(chē)裝置、ZDC30-1.2型跑車(chē)防護(hù)裝置、ZSJ127型電視監(jiān)視裝置等組成，系統(tǒng)組成如,圖1。

3  復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理

復(fù)合式跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)上電后，阻車(chē)裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，提門(mén)式擋車(chē)門(mén)處于關(guān)閉，柔性擋車(chē)欄開(kāi)啟，3道跑車(chē)防護(hù)裝置擋車(chē)欄下放到位，全程視頻監(jiān)視裝置投入工作。

絞車(chē)啟動(dòng)后，主控器接收到絞車(chē)檢測(cè)傳感器SB信號(hào)，接通阻車(chē)裝置、跑車(chē)防護(hù)裝置電源。

礦車(chē)下行時(shí)，控制器接收到軌道傳感器SD、視頻監(jiān)控裝置、提升機(jī)深度指示器位置傳感元件發(fā)出“正常運(yùn)行到達(dá)”信號(hào)，輸出控制阻車(chē)裝置阻車(chē)器打開(kāi)、同時(shí)控制操作箱進(jìn)入工作狀態(tài)，控制提門(mén)式擋車(chē)門(mén)打開(kāi)，打開(kāi)到位后，控制器接收到開(kāi)啟到位傳感器SE后，控制關(guān)閉阻車(chē)裝置用阻車(chē)器，礦車(chē)順利通過(guò)提門(mén)式擋車(chē)門(mén)，礦車(chē)通過(guò)后，由視頻監(jiān)視裝置、提升機(jī)深度指示器位置傳感元件發(fā)出發(fā)出“正常運(yùn)行通過(guò)”信號(hào)，控制提門(mén)式擋車(chē)門(mén)關(guān)閉；礦車(chē)下行到達(dá)第一道柔性擋車(chē)欄前方時(shí)，軌道傳感器SE、視頻監(jiān)控裝置、提升機(jī)深度指示器位置傳感元件發(fā)出“正常運(yùn)行到達(dá)”信號(hào)，聯(lián)動(dòng)提起柔性擋車(chē)欄，提起到位即檢測(cè)到提起到位傳感器SF信號(hào)后，礦車(chē)?yán)^續(xù)下行，允許跑車(chē)防護(hù)裝置接收SA、視頻監(jiān)視裝置、提升機(jī)深度指示器位置傳感元件發(fā)出發(fā)出“正常運(yùn)行通過(guò)”信號(hào)，第一道柔性擋車(chē)欄放下；同理通過(guò)第二道、第三道柔性擋車(chē)欄；相繼關(guān)閉跑車(chē)防護(hù)裝置擋車(chē)欄，礦車(chē)進(jìn)入下平車(chē)場(chǎng)。礦車(chē)上行時(shí)，原理相同。礦車(chē)運(yùn)行中，如若在任一位置檢測(cè)傳感器、視頻監(jiān)控裝置、提升機(jī)深度指示器位置傳感元件發(fā)出“非正常運(yùn)行”信號(hào)，全系統(tǒng)阻車(chē)、擋車(chē)裝置不動(dòng)作，起到復(fù)合防護(hù)作用。

ZSJ127型電視監(jiān)視裝置是通過(guò)分布在斜井的各個(gè)攝像儀，對(duì)斜井中各段情況進(jìn)行采集，攝像儀對(duì)采集的圖像信號(hào)進(jìn)行編碼處理，然后將編碼信號(hào)通過(guò)傳輸線傳送給硬盤(pán)錄像機(jī)，錄像機(jī)收到數(shù)據(jù)信號(hào)后，先進(jìn)行解碼，再由硬盤(pán)錄像機(jī)將接收的信號(hào)，根據(jù)設(shè)定要求，進(jìn)行分析、合成、錄制等處理，并與已設(shè)定好的圖形比較，自動(dòng)識(shí)別運(yùn)動(dòng)圖像的運(yùn)行速度，將其信息傳輸?shù)较到y(tǒng)控制箱，供系統(tǒng)采集系統(tǒng)判定；同時(shí)傳送給液晶監(jiān)視器，由液晶監(jiān)視器顯現(xiàn)出各監(jiān)視點(diǎn)攝像儀攝取的圖像信號(hào)，使絞車(chē)司機(jī)很清楚的看到礦車(chē)運(yùn)行以及各監(jiān)視點(diǎn)的實(shí)際工作圖像，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保障生產(chǎn)過(guò)程的安全。

4  復(fù)合式跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中參照了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)制造技術(shù)水平現(xiàn)狀和使用地點(diǎn)的適用性進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，其主要要點(diǎn)是：

（1）監(jiān)控系統(tǒng)，采用旋轉(zhuǎn)編碼器、壓敏開(kāi)關(guān)等多套傳感器獨(dú)立測(cè)速，PLC表決控制。這種方式能有效地降低由于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)錯(cuò)誤，發(fā)生誤動(dòng)作、拒動(dòng)作的概率以及減少電氣元件自身發(fā)生故障．影響生產(chǎn)情況的發(fā)生。

(2）驅(qū)動(dòng)裝置，采用液壓動(dòng)力包的形式作為動(dòng)力源。液壓動(dòng)力包與同規(guī)格的常規(guī)液壓站相比，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，可以在車(chē)擋附近擺放，極大地減少了管路長(zhǎng)度，保證油路供應(yīng)順暢。油缸動(dòng)作靈活可靠。

(3) 車(chē)擋機(jī)構(gòu)，采用鋼絲繩框架式混合車(chē)擋。使用這種車(chē)擋機(jī)構(gòu)在跑車(chē)事故發(fā)生后恢復(fù)生產(chǎn)快．造成損失小。

(4) 緩沖機(jī)構(gòu)，采用卷筒摩擦式吸能。這種方式適應(yīng)井下巷道的各種惡劣條件．而且屬于變阻力吸能．對(duì)提升系統(tǒng)沖擊小。

5  復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)

（1）系統(tǒng)通過(guò)采用復(fù)合集成方式，實(shí)現(xiàn)了跑車(chē)防護(hù)的高可靠性。

（2）系統(tǒng)采用采取阻車(chē)器與擋車(chē)欄聯(lián)合閉鎖技術(shù)，由被動(dòng)式防護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)防護(hù)和科學(xué)防護(hù)。

（3）系統(tǒng)采用多種傳感測(cè)速、驅(qū)動(dòng)、緩沖新技術(shù)，解決了以往跑車(chē)防護(hù)裝置不通用的難題。

（4）系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，解決了以往跑車(chē)防護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作的難題。

6  復(fù)合式斜井跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)的應(yīng)用

2009年在大同煤礦集團(tuán)公司四臺(tái)礦12#408第一暗斜井進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，該斜井全長(zhǎng)180米，坡度15度，安裝ZZC660型阻車(chē)裝置、ZDC30-1.2型跑車(chē)防護(hù)裝置（相互聯(lián)鎖）、ZSJ127型電視監(jiān)視裝置各1套，構(gòu)成復(fù)合式跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，各項(xiàng)功能均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)檔聯(lián)鎖控制、手動(dòng)自動(dòng)切換操作、電視監(jiān)控等功能。2010年在集團(tuán)公司進(jìn)行了推廣使用。

7  結(jié)語(yǔ)

復(fù)合式跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的成功研制，不僅消除了人為的操作失誤和跑車(chē)事故,還大大減少了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了煤礦斜井管理技術(shù)水平，而且還為煤礦安全生產(chǎn)、提高工作效率創(chuàng)造了條件，帶動(dòng)了煤礦技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。系統(tǒng)聯(lián)鎖、復(fù)合的創(chuàng)新模式進(jìn)一步推動(dòng)了國(guó)內(nèi)跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的新品種的開(kāi)發(fā)和技術(shù)內(nèi)容的創(chuàng)新，進(jìn)一步提升了我國(guó)跑車(chē)防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造水平和開(kāi)發(fā)技術(shù)，改變了礦山斜井運(yùn)輸現(xiàn)有的裝備局面，具有極高的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)
［1］周英露.斜井跑車(chē)裝置的合理配置和使用.同煤科技，2002，92(2):19~21.

作者簡(jiǎn)介：劉海平（1970 -），男，山西省繁峙縣人，工程師、國(guó)家注冊(cè)安全工程師，2010年畢業(yè)于中北大學(xué)，現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)公司生產(chǎn)技術(shù)部從事礦井運(yùn)輸管理工作，發(fā)表論文數(shù)篇。

地址：山西大同新平旺大同煤礦集團(tuán)公司生產(chǎn)技術(shù)部

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About the author：

Liu Haiping, male, born in Nov. 1970, engineer, graduated from Datong College, now in charge of the mine transportation in Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department and have published many papers.

Address: Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department, Xinpingwang, Datong, Shanxi

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