张兆山 王敬冰 何 伟

(兖矿集团 济宁二号煤矿，山东 济宁272072)

0 概述

目前煤矿，井下辅助运输系统基本上都是采用绞车运输方式，而绞车运输信号、开启操作没有严格的控制系统，没有防护闭锁设施，可以说任何人都可以随意操作。如：不是绞车司机可以开绞车，不是信号工可以发信号，不是当班安排的专职岗位工也可以发信号、开绞车。由此给绞车运输安全造成不可控的风险因素，给绞车运输的管理造成困难，经常发生绞车运输系统事故。

为了实现绞车运输安全管理，规范岗位人员操作行为，有效保证持证上岗，落实专职岗位责任，控制运输事故。研究开发绞车操作人员识别、绞车控制和通信信号为一体的绞车信号控制装置（以下简称控制装置），是完善绞车运输安全和管理的有效手段。

1 组成及工作原理

控制装置主要由隔爆兼本安型绞车控制信号装置主机、本安型绞车控制信号装置辅机、本安型绞车控制信号装置用识别卡及屏蔽电缆等组成。

当识别卡距离主机0-5 米范围之内时，控制装置主机（辅机）读取识别卡的信息，通过和设定信息比较，确认该卡有效时，可以对控制装置主机（辅机）进行操作，控制装置主机输出3 个触点来控制绞车的驱动防爆开关和语音报警装置；控制装置主机和控制装置辅机具有语音通讯、打点和急停功能，当控制装置主机或控制装置辅机按下急停按钮时，控制装置主机输出点断开，控制绞车驱动防爆开关的断开。

2 装置特点

（1）防：装置功能的实现，把辅助运输的安全保护工作由以前的人防提高到技防的层面，由主观的人为的遵章提升到客观的设备的限制。

（2）管：装置通过人员识别的手段，把当班班长、安监员、绞车司机、信号工的岗位管理及资格认证做到了有效管理。实现了切实的持证上岗，解决了岗位工的年审问题，由被动管理提升为主动管理。

（3）查：装置的记录功能保证了每一次操作都有据可查，为数据的追溯提供了可能，打消操作工违章的侥幸心理，降低绞车事故的隐患。

3 装置功能

（1）识别：主机内设有识别模块，当识别卡距离主机0-5 米范围之内时，主机即可读取识别卡的信息，通过和设定信息比较，来确认该卡是否有效，当有效时，才可对主机进行操作。识别卡的有效性可以通过键盘进行设定。

（2）输出：主机具有控制输出功能，输出3 个触点来控制绞车的驱动防爆开关。

（3）管理：通过专用软件对识别卡的管理，来实现对操作工、岗位工的资格认证及时效管理。

（4）控制：通过人员识别的手段，做到当班班长、安监员、绞车司机三位一体的确认，每班必须满足该条件方可开车。

（5）通讯：主机和辅机之间具有单工语音通讯功能，采用音频线直接音频传输，提高了音频传输的抗干扰性。

（6）记录：主机具有至少999 次的操作记录，记录内容包含操作时间、操作项、操作源、操作卡号等内容。

（7）显示：主机和辅机可显示系统时间、显示识别卡号、打点次数、打点来源、输出触点状态及闭锁状态。

（8）沿线广播功能

4 技术参数

（1）额定工作电压Ue：AC127V（允许波动范围：75%～110%Ue）；

（2）工作频率：2.4GHz；

（3）识别距离：≤5m；

（4） 输出信号为非本安型，2 路无源接点输出，接点容量为AC36V/5A；

（5）传输方式为直连传输，最大传输距离2km；

（6）通话及打点响度不小于85dB；

（7）通讯电缆：六芯屏蔽电缆。

5 安装使用方法

根据煤矿井下斜巷运输布置形式，绞车信号控制装置安装方式有两种。

5.1 布置方式一

（1）安装方式见图1。

图1 方式一

（2）控制说明

主机控制磁力开关，从而控制绞车的工作状况。开动绞车的条件为：1# 辅机打点，将打点信息传送给主机，主机进行回点确认，将信息返回给1# 辅机（即1# 辅机打点，主机必须要回点），此时主机才可开启绞车。实现二级转发的功能。

（3）以下情况不能开动绞车：

①2# 辅机打点，将信息传送给主机，主机不能开动绞车；

②主机打点，但没有得到1# 辅机的确认（即1# 辅机没有打点），主机不能开动绞车；

③1# 辅机打点，主机没有回点，主机不能开动绞车；

④开动绞车的条件满足，但允许操作超时（时间可设置），主机不能开动绞车。需重新打点确定，在规定时间内操作。

5.2 布置方式二

（1）安装方式见图2。

图2 方式二

（2）控制说明：

主机控制磁力开关，从而控制绞车的工作状况。开动绞车的条件为：1# 辅机打点，将打点信息传送给主机，主机进行回点确认，将信息返回给1# 辅机（即1# 辅机打点，主机必须要回点），此时主机才可开启绞车。实现二级转发的功能。

（3）以下情况不能开动绞车：

①2#、3#、4# 辅机打点，将信息传送给主机，主机不能开动绞车；

②主机打点，但没有得到1# 辅机的确认（即1# 辅机没有打点），主机不能开动绞车；

③1# 辅机打点，主机没有回点，主机不能开动绞车；

④开动绞车的条件满足，但允许操作超时（时间可设置），主机不能开动绞车，需重新打点确定，在规定时间内操作。

6 现场应用及效果

2012 年10 月份，在济宁二号煤矿北翼进风大巷第一斜巷安装了1 套煤矿用绞车控制信号装置。该斜巷全长176 米，上变坡点至绞车房35 米，绞车型号为JD-5 型调度绞车。控制装置布置方式见图1，安装方案为绞车附近位置安装一台控制装置主机，斜巷上变坡点信号硐室安装一台控制装置辅机（1# 辅机），斜巷下变坡点信号硐室安装一台控制装置辅机（2# 辅机），识别卡12 个（每台设备配4 个识别卡），按三八制出勤考虑，每班配备3 个识别卡，剩余3 个识别卡备用。

作业人员经过现场培训后，很快就掌握了控制装置的使用和设置方法，能够完全替代现有打点信号装置，实现了绞车控制、人员识别、通讯信号和打点记录等功能，消除了一人多岗和无证上岗的现象。与原信号联系方式相比，还增加了绞车司机的回点确认，很好的避免了听错信号误行车的行为。同时还可以通过对识别卡的交接，实现作业人员的现场交接班。该装置切实做到了对绞车运输的防、管、查，很大程度上消除了运输事故的发生。

7 改进建议

（1）由于运输作业人员多为老弱病、素质相对较低的一类人员，绞车控制信号装置主机上按钮应该尽量减少、一目了然，把不常用的系统设置按钮改为触摸屏式，让绞车司机不可见，使装置更加安全、便于操作。

（2）行车打点信号应实现物理上的二级转发，即斜巷所有打点信号都要通过上车场信号硐室进行转发，斜巷其他所有信号源不可直接向绞车房发出开车信号，减少司机不必要的确认。

（3）控制装置主、辅机应该具备打点信号源的识别功能，避免因打点与回点间隔太短，出现信号累加的现象，使装置的记录功能更加准确无误。

（4）识别卡应具备低电压报警功能，提示管理人员及时更换电池，避免使用过程中出现电压不足影响作业的现象。