张喜麟

(大同煤矿集团技术中心,山西大同 037003)

煤矿斜井跑车综合防护监控系统设计

张喜麟

(大同煤矿集团技术中心,山西大同 037003)

介绍了一种采用视频成像、轨道传感器测速和深度指示器定位等检测监控技术的斜井跑车综合防护装置。该装置具有 PLC控制,实现了系统的联锁、自检,以及在发生跑车时进行吸能式缓冲和柔性减速;同时还具有故障报警、挡车栏状态指示、人车和货车分别控制,预设阻车器关闭时间,实现全过程跑车综合防护。对该系统的设计理念、原则、相关技术参数和实施效果进行了阐述,对煤矿的斜井防跑车装置选型有一定的参考价值。

斜井;防跑车;防护装置

Comprehensive Running-away Protective and Monitoring System for Mineral Carin Slope Mine

1 问题的提出

斜井轨道运输是煤矿运输的重要一环,斜井跑车也是煤矿中可能发生的事故,一旦发生跑车,就可能造成设备损坏、中断斜井运输,造成严重的经济损失,甚至还会造成人员伤亡。所以煤矿斜井轨道运输防跑车问题始终是煤矿安全生产中非常重视的安全问题,《煤矿安全规程》第三百七十条也做出明确要求,其要点：上部车场接近变坡点处安设自动复位式 (或联动式)阻车器;变坡点下约一列车的长度处安装第一道跑车挡车栏;在斜巷内根据巷道运输实际工况 (巷道坡度、串车质量等)逐级安装跑车防护装置。目前煤矿使用的防跑车装置种类较多,无论采用哪种方法设计的防跑车装置都必须灵敏可靠,动作准确,成本低,其结构也不要过于复杂,以免制造和维护困难。实际上这是一个很难完美解决的问题,再加上斜井条件不同其设施参数也就不同,因此,没有统一防跑车装置标准,所以,尽管目前防跑车装置种类较多,然而探索和研制新型防跑车装置还是十分必要的。

本文介绍了同煤集团采用视频成像、轨道传感器测速、深度指示器定位等检测监控技术开发的斜井跑车综合防护装置,及其设计理念、原则、相关技术参数和实施效果。

2 斜井跑车综合防护系统设计

2.1 总体设计思路

(1)采用视频成像、轨道传感器测速和深度指示器定位等检测技术,监控矿车的运行状态及位置。

(2)采用 PLC控制实现系统的联锁、互锁及自检功能,最大限度地避免装置的误动作。

(3)通过航空吸能式缓冲器柔性减速设计,增强防护装置的吸能量。

(4)系统设计故障报警、挡车栏状态指示、人车和货车分别控制功能。

(5)系统设计预设阻车器关闭时间,开启角度大于 90°,便于平板车通过。

2.2 通过研究设计形成的整机主要功能

(1)可自动、手动实现矿车正常运行通过和跑车运行阻挡。

(2)实现矿车实时监控和常闭式跑车防护功能。正常状态时挡车栏上提、下放;跑车状态时挡车栏拒动,在受到车辆冲击时,能够有效缓冲车辆的冲击力。

(3)实现全视频、全过程、全方位、无缝隙地监控。

2.3 主要结构组成

系统主要由 ZZC660型阻车装置、ZDC30-1.2型跑车防护装置、ZSJ127型电视监视装置、传感器测速系统、深度指示器定位系统和控制系统等组成。

(1)ZZC660型阻车装置由 ZZC660-K型阻车装置用隔爆兼本安控制器、GUD10型矿用电感式接近传感器、ZZC1000型阻车装置用阻车器、KBX-5/60型矿用隔爆行程开关、YBK2-801-4型煤矿用隔爆型三相异步电动机、BZA18-5/127型矿用隔爆控制按钮组成,其原理如图 1所示。

图1 ZZC660型阻车装置

(2)Z DC30-1.2型跑车防护装置由 KXJ-660(380)Z D型隔爆兼本质安全型电控箱、GS-20Z D型速度传感器、JF-150Z D型收放绞车、DC30-1.2Z D型挡车栏、SGH-24型声光监控箱、G WH-10ZK型位移传感器等组成,其结构如图 2所示。

图2 ZDC30-1.2型跑车防护装置

(3)ZSJ127型电视监视装置由摄像仪、录像机、监视器、电源箱等组成,其布置方式如图 3。

图3 ZSJ127型电视监视装置布置

(4)斜井跑车综合防护系统主要功能是可在煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有倾角在 30°以下的轨道提升运输斜巷中使用,用于防止上平车场发生矿车下滑造成的跑车事件;对跑动矿车用航空吸能式缓冲器进行有效拦截;对矿车运行进行自动监测及控制通行和阻止通行,具有手动和电动功能,其性能好、高效运转、安全可靠、检修方便、全程可视化等特点。

3 斜井跑车综合防护系统应用实践

3.1 试验地点及条件

首用地点在同煤集团四台矿 408盘区第一暗斜井。该轨道运输暗斜井长度 145m,斜井坡度 14°30′,由绞车提升运输,上下车场均为双轨平车场,一次提升空车数量约为 3～5辆;一次提升重车数量为 1辆。

3.2 总体运行情况

在 2a的使用中,机构动作符合技术指标要求,动作灵敏准确稳定,不受周边环境信号干扰,未发生过串车重钩碰车事故,且维修量小。具体测试项目和技术指标如下：

(1)在产品研制出厂试验和使用中测得的数据,航空吸能式缓冲器最大防冲击力 120kN;速度传感器和位移传感器信号传输速度和时间为 0.2s;挡车栏提升和下行的最大速度 2.4m;挡车最大距离 48m;传感器安装最佳位置 28m。

(2)进行了斜井跑车防护系统的抗冲击性能和可靠性试验。分别对防串车重钩阻车装置和挡车门进行破坏性试验,能完好的将冲击力小于 120kN的重载矿车挡住。分别对空车、重车进行反复试验的 120次上、下行提升和放行矿车中,动作机构无一次拒动,动作灵敏可靠,在后续的试运行与运行过程中也未发生过拒动现象。

在首用成功一年后,又在集团公司下属 6个矿进行了应用,截止目前使用情况较好,有再推广的潜力。

4 结束语

斜井跑车综合防护系统是斜井运输中必不可少的安全设施,本系统全视频、全过程、无缝隙思路和以不发生跑车事件为主的理念进行了综合防护设计,即监测系统先进,执行机构可靠。希望本系统对煤矿的斜井防跑车装置选型有一定的参考价值。除了电机及电气控制器有防爆要求,具有煤矿特殊性外,其他均为机械装置,只要有斜坡运输场所都可应用。

[1]汪进雅 .斜井跑车防护装置布置形式分析 [J].煤矿开采,2010,13(6)：74,62.

[2]王延祥 .煤矿斜巷运输跑车事故及其预防措施 [J].煤矿开采,2010,13(6)：75-76.

[责任编辑：王兴库 ]

TD55.3

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1006-6225(2011)02-0083-02

2011-02-21

张喜麟 (1963-),男,山西大同人,工程师。